27 Dic 2014
VO2 MASSIMO
Posted by Forrest Group Minerva
Creato: 27 Dicembre 2014
VO2max, potenza aerobica e massimo consumo di ossigeno

Il VO2max è stato definito come:
"Il più alto tasso di consumo di ossigeno raggiungibile durante l'esercizio massimale o esauriente" (3).

Come l'intensità dell'esercizio aumenta, così aumenta il consumo di ossigeno. Tuttavia si raggiunge un punto in cui l'intensità dell'esercizio può continuare ad aumentare senza il corrispettivo aumento del consumo di ossigeno. Per capire questo, in termini più pratici, guarda il grafico qui sotto:

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Il punto in cui il consumo di ossigeno diventa piatto definisce il VO2max o la capacità aerobica massima di un individuo. E' generalmente considerato il migliore indicatore della resistenza cardiorespiratoria e aerobica. Tuttavia è più utile come indicatore del potenziale aerobico di una persona piuttosto che come predittore di successo in gare di resistenza.

La potenza aerobica, capacità aerobica e massimo consumo di ossigeno sono tutti termini usati in modo intercambiabile con il VO2max.

Il VO2max è di solito espresso in relazione al peso corporeo perché i bisogni di ossigeno e di energia si differenziano rispetto alle dimensioni fisiche. Può anche essere espresso rispetto alla superficie del corpo e ciò può essere più accurato quando si confrontano i bambini ed il consumo di ossigeno tra i sessi.

Uno studio ha seguito un gruppo di ragazzi di 12 anni d’età sino ai 20 anni. Metà di essi sono stati allenati, mentre l'altra metà non lo è stata pur essendo comunque in attività. Rispetto al peso corporeo nessuna differenza del VO2max è stata trovata tra i gruppi, suggerendo che l’allenamento non ha avuto alcuna influenza sul massimo consumo di ossigeno. Tuttavia, quando il VO2max è stato espresso rispetto alla superficie corporea, vi era una differenza significativa tra i gruppi ed il massimo consumo di ossigeno era effettivamente aumentano in proporzione all’allenamento (4).

VO2max in atleti e non atleti

Il VO2max varia notevolmente tra gli individui e persino tra gli atleti d'élite che competono nel medesimo sport. La tabella sottostante riporta i dati normativi per VO2max in diversi gruppi di popolazione:

Massimo assorbimento di ossigeno (ml/kg/min) in vari gruppi di popolazione

Non atleti

Età

Uomini

Donne

 

10-19

47-56

38-46

 

20-29

43-52

33-42

 

30-39

39-48

30-38

 

40-49

36-44

26-35

 

50-59

34-41

24-33

 

60-69

31-38

22-30

 

70-79

28-35

20-27

Atleti

     

Baseball/softball

18-32

48-56

52-57

Basket

18-30

40-60

43-60

Bicicletta

18-26

62-74

47-57

Canoa

22-28

55-67

47-57

Football

20-36

42-60

 

Ginnastica

18-22

52-58

36-50

Hockey su ghiaccio

20-30

50-63

 

Equitazione

20-40

50-60

 

Orientamento

20-60

47-53

46-60

Sport con racchetta

20-35

55-62

50-60

Canottaggio

20-35

60-72

58-65

Sci alpino

18-30

57-68

50-55

Sci nordico

20-28

65-94

60-75

Salto con gli sci

18-24

58-63

 

Pattinaggio veloce

18-24

56-73

44-55

Nuoto

10-25

50-70

40-60

Trail runnning

18-39

60-85

50-75

Pallavolo

18-22

 

40-56

Sollevamento pesi

20-30

30-52

 

Wrestling

20-30

52-65

 

Tratto da Wilmore e Costill (3)

     

La genetica riveste un ruolo importante nel VO2max di una persona (11) e, l'ereditarietà, può rappresentare fino al 25-50% della varianza riscontrata tra gli individui. Il più alto VO2max registrato è stato pari a 94 ml/kg/min negli uomini e 77ml/kg/min nelle donne. Entrambi erano fondisti (16).

Ragazze e donne non allenate in genere hanno un assorbimento massimo di ossigeno inferiore del 20-25% rispetto agli uomini non allenati. Tuttavia, quando si confrontano gli atleti d'elite, il divario tende a diminuire a circa il 10% (3). Il VO2max corretto per tenere conto della massa magra negli atleti e atlete d’élite, in alcuni studi annulla le differenze. Cureton e Collins (29) suggeriscono che le riserve di grasso essenziali sesso-specifiche rappresentano la maggior parte delle differenze metaboliche nella corsa tra uomini e donne.


Allenamento e VO2max

Nelle persone in precedenza sedentarie, l’allenamento al 75% della potenza aerobica, per 30 minuti, 3 volte a settimana per 6 mesi aumenta il VO2max in media del 15-20% (6). Tuttavia, questa è una media, ci sono grandi variazioni individuali con aumenti molto diversi compresi tra il 4% ed il 93% (6).

Tra i gruppi di persone che seguono il medesimo protocollo di allenamento ci saranno coloro che faranno grandi miglioramenti (responders), e quelli che miglioreranno poco o niente (non-responders) (14, 9). La ricerca più recente suggerisce che la genetica riveste un ruolo nel modo in cui un individuo risponde ad un programma di allenamento di resistenza (13). 

La misura in cui il VO2max può cambiare con l’allenamento dipende anche dal punto di inizio. Più un individuo, quando inizia, è in forma, minore sarà il potenziale aumento e molti atleti d'elite raggiungono questo picco all'inizio della loro carriera. Sembra anche esistere un limite genetico massimo oltre il quale, ulteriori aumenti sia d’intensità o volume non hanno alcun effetto sulla potenza aerobica (5). Questo limite superiore si pensa sia raggiunto entro 8-18 mesi (3).

Fondamentalmente, una volta che il plateau del VO2max è raggiunto ulteriori miglioramenti nelle prestazioni sono ancora possibili con l’allenamento. Questo perché l'atleta è in grado di gareggiare ad un’alta percentuale del suo VO2max per periodi prolungati (2). Due ragioni principali per questo sono i miglioramenti della soglia anaerobica e l’economia di corsa. 

L'allenamento di resistenza e quello anaerobico 'di tipo esplosivo' hanno scarsi effetti sulla VO2max. Eventuali miglioramenti che si verificano sono di solito piccoli e in soggetti che avevano un basso livello di fitness all’inizio (17). L'allenamento di resistenza da solo non aumenta il VO2max (30, 31, 32), anche quando brevi intervalli di riposo vengono utilizzati tra gli esercizi (33). 

Un notevole allenamento è necessario per raggiungere il limite superiore del VO2max. Tuttavia, tanto meno è necessario per mantenerlo. In realtà il picco di potenza aerobica può essere mantenuto anche quando l’allenamento è diminuito di due terzi (18). I corridori ed i nuotatori riducono il volume di allenamento del 60% per un periodo di 15-21 giorni prima della gara (una tecnica conosciuta come tapering) senza la perdita del VO2max (19, 20, 21). 

 VO2max come predittore di performance 

In atleti d'élite il VO2max non è un buon predittore della performance. Il vincitore di una gara di maratona ad esempio, non può essere previsto dal massimo consumo di ossigeno (15). 

Forse più significativo del VO2max è la velocità alla quale un atleta può correre, andare in bicicletta o nuotare al VO2max. Due atleti possono avere lo stesso livello di potenza aerobica, ma uno può raggiungere il suo VO2max ad una velocità di marcia di 20 km/h e l'altro a 22 km/h. 

Mentre un elevato VO2max potrebbe essere un prerequisito per le prestazioni in gare di resistenza al livello più alto, altri marcatori come la soglia del lattato sono più predittivi della prestazione (3). Anche in questo caso, la velocità alla soglia del lattato è più significativa del medesimo valore reale.

Bisognerebbe pensare al VO2max come al potenziale aerobico degli atleti e alla soglia del lattato come al marcatore del livello di quel potenziale a cui si trovano gli atleti stessi.

Fattori che influenzano il VO2max

Ci sono molti fattori fisiologici che concorrono a determinare il VO2max, ma quale di questi è il più importante? Sono state proposte due teorie: 

Teoria dell’utilizzazione
Questa teoria sostiene che la capacità aerobica è limitata dalla mancanza di sufficienti enzimi ossidativi all'interno dei mitocondri delle cellule (3). È la capacità del corpo di utilizzare l'ossigeno disponibile che determina la capacità aerobica. I fautori di questa teoria hanno messo a punto numerosi studi che mostrano che gli enzimi ossidativi ed il numero e la dimensione dei mitocondri, aumentano con l'allenamento. Questo è accoppiato con un aumento della differenza di concentrazione di ossigeno tra il sangue arterioso e venoso (VO2 differenza) che rappresenta una migliore utilizzazione di ossigeno e quindi migliora il VO2max.

Teoria della Presentazione
La Teoria della Presentazione suggerisce che la capacità aerobica è limitata non prevalentemente dall’utilizzo, ma dalla capacità del sistema cardiovascolare di trasportare ossigeno ai tessuti attivi. I fautori di questa teoria sostengono che un aumento del volume del sangue, la massima gittata cardiaca (a causa dell'aumento di volume della gittata sistolica) e una migliore perfusione di sangue nei muscoli rappresentano le variazioni di VO2max con l’allenamento.
Quindi qual è il fattore più importante nella determinazione del VO2max di un atleta; la capacità del loro corpo di utilizzare l'ossigeno o fornire l’ossigeno ai tessuti attivi?
In una revisione della letteratura, Saltin e Rowell (7) hanno concluso che è il trasporto dell’ossigeno (fornitura) il principale limitatore delle prestazioni di resistenza. Alcuni studi hanno dimostrato solo una debole relazione tra un aumento degli enzimi ossidativi e l’aumento del VO2max (8, 9, 10). Uno di questi studi ha misurato gli effetti di un programma di allenamento al nuoto della durata di 6 mesi sulla funzione aerobica. Mentre enzimi ossidativi continuavano ad aumentare fino alla fine, non vi è stato alcun cambiamento del VO2max nelle ultime sei settimane del programma (10).

 Determinazione del VO2max

Il VO2max può essere determinato attraverso una serie di valutazioni fisiche. Questi test possono essere diretti o indiretti. La sperimentazione diretta richiede sofisticate apparecchiature per misurare il volume e le concentrazioni di gas dell'aria inspirata ed espirata. Ci sono molti protocolli utilizzati sul tapis roulant, cicloergometri e altre attrezzature sportive per misurare direttamente il VO2max.

Uno dei più comuni è il protocollo di Bruce spesso utilizzato per i test del VO2max di atleti o segnalare una malattia coronarica nei soggetti ad alto rischio.

Il test indiretto è più ampiamente utilizzato dagli allenatori in quanto non richiede costose attrezzature. Ci sono molte prove indirette utilizzate per stimare il VO2max. Alcuni sono più affidabili e precisi di altri, ma nessuno è così accurato come il test diretto. Gli esempi includono la corsa multistadio navetta (test bleep), di 12 minuti di camminata e 1,5 miglia di corsa. Clicca qui per alcuni test campioni di resistenza utilizzati per stimare il VO2max in campo.

VO2max in quota 

Il VO2max diminuisce all'aumentare dell'altitudine sopra 1600 m (5249 ft). Per ogni ulteriore aumento di 1000 m (3281 ft) il massimo consumo di ossigeno si riduce ulteriormente di circa l’8-11% (3). Chiunque con un VO2max inferiore a 50 ml/kg/min dovrebbe lottare per sopravvivere alla sommità dell'Everest, senza ossigeno supplementare. 

La diminuzione è dovuta principalmente alla diminuzione della gittata cardiaca massima. Ricordiamo che la gittata cardiaca è il prodotto della frequenza cardiaca e la gittata sistolica. La gittata sistolica diminuisce a causa della diminuzione immediata del volume del plasma sanguigno. La frequenza cardiaca massima può anche diminuire e l'effetto è che meno ossigeno viene "spinto" dal sangue nei muscoli (2). 

Clicca qui per maggiori informazioni sull'acclimatazione all'altitudine

Effetti dell'invecchiamento sul VO2max

Il VO2max diminuisce con l'età. Il tasso medio di declino generalmente accettato è di circa 1% per anno o 10% ogni decennio dopo i 25 anni. Un ampio studio trasversale ha determinato che la diminuzione media è di 0,46 ml/kg/min per anno negli uomini (1,2%) e 0,54 ml/kg/min nelle donne (1,7%) (22, 23). 

Sebbene questo deterioramento non sia necessariamente dovuto al processo di invecchiamento, in alcuni casi il decremento può essere puramente un riflesso di aumento del peso corporeo con nessun cambiamento nei valori assoluti per la ventilazione di ossigeno. Ricordiamo che il VO2max è di solito espresso in relazione al peso corporeo. Se questo aumenta, come tende ad accadere con l'età, e l’adattamento aerobico rimane il medesimo, allora il VO2max misurato in ml/kg/min diminuirà. 

Di solito, il declino del VO2max legato all’età può essere considerato come una riduzione della frequenza cardiaca massima, la gittata sistolica massima e la massima differenza a-v di VO2, ossia la differenza tra concentrazione di ossigeno nel sangue arterioso e venoso (2). 

Può l’allenamento avere un effetto su questo declino relativo all'età? 

L’allenamento vigoroso in giovane età non sembra prevenire la caduta del VO2max se l’allenamento è cessato del tutto. Atleti d'elite hanno mostrato di diminuire del 43% dall’età compresa tra 23-50 anni (da 70 ml/kg /min a 40 ml/kg/min) quando smettono l’allenamento dopo che le loro carriere sono terminate (24). In alcuni casi, il declino relativo è maggiore rispetto alla popolazione media - fino al 15% per decade o 1,5% l'anno (27, 28). 

Tuttavia, in confronto, gli atleti master che continuano a tenersi in forma, mostrano soltanto una diminuzione del 5-6% per decade o 0,5-0,6% all'anno (25, 26, 27, 28). In condizioni di medesima intensità relativa dell’allenamento, sopra i 25 anni, è stato segnalato un decremento di solo il 3,6% (28) e la maggior parte di questo era attribuibile a un piccolo aumento di peso corporeo.

Sembra che l’allenamento possa rallentare il tasso di declino del VO2max, ma diventa meno efficace dopo la soglia di circa 50 anni di età (3).

Articolo correlato
VO2 MASSIMO (articolo integrativo

Riferimenti
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2) McArdle WD, Katch FI and Katch VL. (2000) Essentials of Exercise Physiology: 2nd Edition Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins
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Articolo tratto da:  
http://www.sport-fitness-advisor.com/VO2max.html


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