Allenamento metabolico: responders o non responders questo è il problema

Dalla profilazione metabolica del soggetto all’efficacia di programma di allenamento metabolico

‘‘Se fossimo in grado di fornire a ciascuno la giusta dose di nutrimento ed esercizio, nè in difetto nè in eccesso, avremmo trovato la strada per la salute.’’

(Hippocrates (460–377 BC)

L’attuale stato dell’arte ci mostra come sia stata dimostrata l’efficacia di numerosi «format» di stimoli metabolici, seppur con volumi, intensità e frequenza significativamente indipendentemente dal genere e dall’età del soggetto 1–6. Le revisioni e meta-analysis degli studi a riguardo, come di consueto, ci sottolineano il comportamento medio del campione totale dei soggetti analizzati da ogni singolo studio, fornendoci una forte conoscenza della possibilità di adattamento mediante una tipologia di stimolo. Stiamo tuttavia parlando di un «comportamento medio». Le meta-analysis, se non specificato, tenderanno a nascondere quello che potrebbe essere il «comportamento individuale»7–10.

Gli studi più recenti ci dimostrano infatti che, all’interno del comportamento medio di un campione, esistono risposte individuali a seguito dello stesso stimolo motorio dando vita al concetto «responder». E’ possibile osservare sogetti «positive-responder» (adattamento positivo), «non-responders» (nessun adattamento) ed «adverse-responder» (adattamento negativo) a seguito di quasi tutti i format di stimolo metabolico11 12 13.

La possibilità di poter ottenere miglioramenti prestativi attraverso metodologie di allenamento talvolta quasi diametralmente opposte è anche il risultato della mediazione tra soggetti «responder» e «non-sesponders».

COSA DETERMINA L’EFFICACIA DI UN METODO DI ALLENAMENTO?

Con lo scopo di indagare l’efficacia individuale a differenti format di allenamento, Bonafiglia e collaboratori hanno dimostrato che lo stesso gruppo di soggetti risponde in maniera positiva a seguito di stimoli di adattamento metabolico con caratteristiche di volume ed intensità fortemente differenti (Endurance Training vs Sprint Interval Training) (3 settimane – 4 all/settimana) a tutte le variabili metaboliche analizzate (VO2peak, LT, HR) seppur con differenze interindividuali significative. A termine del periodo di allenamento, nessun format di stimolo metabolico è risultato significativamente superiore riguardo l’adattamento positivo di ognuna delle variabili metabolica analizzate, ma soprattutto, nessun soggetto è risultato totalmente «non responder» o «adverse responder» a seguito di entrambi i format di stimolo metabolico.14

Lo studio proposto da Bonafiglia e collaboratori evidenzia come, soggetti che mostrano nessun adattamento od addirittura un adattamento negativo a seguito di una tipologia di stimolo metabolico potrebbero mostrare un adattamento positivo a seguiti di stimoli metabolici differenti. Tale meccanismo risulta riscontrabile anche nel percorso concettuale inverso.

COSA DETERMINA LA RISPOSTA AD UNO STIMOLO METABOLICO?

Se quindi è vero che stimoli differenti seguono percorsi di adattamento fisiologico differenti e che soggetti differenti possono esprimere adattamenti differenti a seguito dello stesso stimolo, come possiamo gestire questa variabilità di adattamento?

Una piccola ma significativa parte di risposta ci viene data dal modello concettuale del carico di allenamento proposto e riproposto da Impellizzeri e Marcora i quali sottolineando come la risposta all’allenamento derivi da come e quanto il carico esterno proposto sia in grado di determinare una risposta dell’organismo (il cosiddetto carico interno). La dimensione di quest’ultimo però risulta influenzata da diversi fattori e, come sottolineato dagli stessi autori, primo fra tutti vi sono le «caratteristiche individuali». Possiamo quindi definire che la conoscenza delle qualità fisiologiche individuali possano essere in grado di dare una risposta all’enorme variabilità di risposta all’allenamento e quindi indirizzare anche la scelta del format di allenamento più adeguato.15

E’ facile intuire che se fossi in grado di conoscere in maniera approfondita le caratteristiche di ogni soggetto potrei, prima di tutto, conoscere in maniera dettagliata le qualità fisiologiche necessarie al disciplina praticata, e quindi concentrarmi riguardo l’adattamento delle qualità fisiologiche carenti di ogni singolo atleta permettendogli così di aumentare il proprio livello prestativo.

COSA DETERMINA UNA PRESTAZIONE METABOLICA?

Lo studio di Iaia M. e collaboratori dimostra come non esista relazione tra prestazione a bassa intensità (270 W) e prestazioni ad alta intensità (600 W) di tipo continuo effettuate al cicloergometro. Prestazioni ad esaurimento di intensità differenti risultano infatti determinate da caratteristiche fisiologiche differenti e specifiche:16

- Prestazioni inferiori a 30’’ risultano spiegate da densità capillare, %FTx e attività enzima creatinchinasi

- Prestazioni da 30’’ a 3’ risultano spiegate da densità capillare e dall’attività della pompa Na-K e dalle capacità tampone

- Prestazioni da 5’ a 120’ risultano spiegate da VO2max e dal costo energetico

L’analisi della relazione tra qualità fisiologiche e prestazione metabolica è stato successivamente ampliato anche a prestazioni di tipo intermittente e variabile tipiche degli sport di squadra come il calcio. Anche Mohr M. e collaboratori evidenziato come esista una relazione forte tra qualità fisiologiche e prestazione di tipo metabolico e come questa risulti fortemente condizionata dalla variabile prestativa analizzata:17

- La distanza totale percorsa in gara risulta spiegata per lo più dall’attività dell’enzima HAD (Beta-hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase) tipico dell’attività di respirazione mitocondriale

- La distanza percorsa a velocità >21 km/h in periodi di 5’ di partita risulta spiegata per il 50% dall’attività della pompa Na-K e FXYD1 (FXYD Domain Containing Ion Transport Regulator 1)

- La distanza percorsa a velocità >14 km/h in periodi di 5’ di partita risulta spiegata per più di un terzo dalla densità capillare

- La capacità di reiterare prestazioni di sprint si è dimostrata influenzata dall’efficacia dei sistemi tampone

- La distanza totale percorsa in sprint risulta spiegata per buona parte dalla composizione muscolare (MHCII/MHCI)

Le qualità fisiologiche determinanti durante prestazioni di tipo metabolico si mostrano dunque essere principalmente intensità-dipendenti anche in sport di tipo intermittente e variabili come nel gioco del calcio, dimostrando come la fisiologia non risponde in maniera differente in base alle specificità dello sport ma alle caratteristiche dello stimolo ed alle qualità metaboliche individuali.

DA DOVE NASCE L’ALLENAMENTO METABOLICO?

La relazione esistente tra intensità di uno stimolo metabolico e capacità di protrarre quel determinato stimolo per più o meno lunghi periodi il tempo, è da sempre oggetto di discussione e studio da parte di medici, fisiologi e preparatori atletici.

Tra le prime osservazioni vi sono quelle del professor Hill AV pubblicate su Nature nel 1925 che hanno permesso di comprendere la stretta relazione esistente tra intensità e durata dello stimolo motorio.18 La non linearità di tale relazione ha determinato un estremo interesse riguardo la comprensione della fisiologia alla base di tale relazione, molto più simile una curva iperbolica od esponenziale, in quanto caratterizzata da un rapido decadimento dell’intensità di esercizio iniziale nonostante una piccola variazione della durata dello stimolo e da un lento/lentissimo decadimento dell’intensità di esercizio nonostante grandi variazioni della durata dello stimolo in prestazioni metaboliche di lunga durata. Le osservazioni di quasi 100 anni fa eseguite dal professor Hill hanno quindi alimentato (ed alimentano ancora) l’interesse riguardante lo studio del modello energetico in grado di sostenere la prestazione motoria umana. Autori del calibro di Margaria, Di Prampero e Morton hanno contribuire a teorizzare e verificare modelli energetici basati inizialmente su 2 componenti (metabolismo aerobico e metabolismo anaerobico)19–21, poi su 3 componenti (metabolismo aerobico, metabolismo anaerobico alattacido e metabolismo anaerobico lattacido)21,22 fino ad arrivare all’attuale modello a 4 componenti fondato sulla cooperazioni di 2 sistemi energetici (aerobico ed anaerobico) basati su 4 via metaboliche (metabolismo dei lipidi, metabolismo dei carboidrati, metabolismo alattacido e metabolismo lattacido)23.

Sulla comprensione del modello energetico dell’essere umano si è successivamente costruita quella che oggi viene riconosciuta come teoria e metodologia dell’allenamento metabolico ed a questa dobbiamo, ancora oggi, appoggiarci per comprendere buona parte dell’adattamento metabolico dei nostri atleti.

Per comprendere la prestazione motoria di tipo metabolico dell’essere umano sarà dunque necessario integrare i sistemi energetici a disposizione, seppur con proporzioni specifiche in base alla durata della prestazione specifica, ed indagare i sofisticati sistemi di feedback esistenti nella scelta della via metabolica preferenziale dipendenti da caratteristiche individuali. Ecco a cosa serve la valutazione metabolica ed ecco su cosa si costruiscono metodi e programmi di allenamento!

‘‘Quasi tutti i parametri sono individuali e, quindi, la simulazione di un particolare atleta richiede la valutazione del proprio set di parametri.’’

(Sundström D., 2016)

COSA DETERMINA L’ADATTAMENTO METABOLICO DEL MIO ATLETA?

Risulta condivisibile la necessità di indagare su cosa si basi la prestazione metabolica del mio atleta e quindi quali siano le eventuali componenti metaboliche limitanti.

Un’affascinante successione di studi dapprima fisiologici e poi sempre più inerenti la metodologia dell’allenamento sportivo, ha portato al diffondersi della consapevolezza dell’esistenza di “soglie” di deviazione delle fonti energetiche utilizzato durante prestazioni di varia natura. Nascono i concetti di soglia aerobica, soglia anaerobica, potenza/velocità e velocità aerobica massimale che sono nient’altro che le porte di smistamento del modello energetico appena descritto.23

Basandosi su un modello energetico concettualmente rappresentabile da “soglie”, Blondel e collaboratori attraverso un elegante studio di fisiologia applicata all’esercizio fisico, hanno evidenziato come nessuna delle soglie energetiche stimate sia in grado di spiegare da sola l’intero potenziale metabolico di un soggetto, bensì solo una minima parte. Inoltre dimostrano come la massima potenzialità delle fonti energetiche di derivazione anaerobica risultino essere un aspetto metabolico rilevante anche in prestazioni di media/lunga durata.24

Sulla base di questi studi si è approfondito con molto interesse l’argomento ed in modo particolare sì è cercato di spiegare le determinanti in prestazioni metaboliche sovramassimali, ossia, fisiologicamente parlando, prestazioni ad intensità superiori al VO2max, e di breve durata; la tipologia di prestazione che maggiormente interessa le prestazioni di mezzo fondo e le prestazioni di molti sport di squadra.16 17

Basandosi su ciò che il professor Di Prampero definisce «energetic bottleneck»25, è possibile descrivere la relazione intensità-durata di tipo massimale attraverso la sommazione dell’energia derivante dal motore aerobico e dal motore anaerobico. Esiste quindi sempre una partecipazione combinata del motore aerobico e del motore anaerobico durante prestazioni metaboliche massimali. Determinante sarà dunque la valutazione del massimo potenziale di entrambi i sistemi energetico per comprendere la miscela energetica utilizzata durante la prestazione in oggetto.

Mediante gli studi effettuati principalmente da Bundle, Weyand ed il loro gruppo di ricerca si diffonde il concetto di «anaerobic speed reserve (ASR)», ossia la quota di intervento di fonti energetiche di tipo anaerobico nel massimo potenziale energetico di un soggetto26,27. Il modello di valutazione proposto risulta fisiologicamente valido, facilmente applicabile ed estremamente utile, in quanto capace di fornirci un cosiddetto «profilo metabolico» del soggetto.

Applicazioni recenti hanno infatti dimostrato come all’interno di gruppi di atleti partecipanti alla stessa disciplina sportiva sia possibile evidenziare significati differenze in termini di partecipazione del metabolismo energetico di tipo anaerobico (ASR) sia in gruppi di atleti di mezzo fondo28 che di tipo intermittente,29 richiamando la nostra doverosa attenzione sulla significativa interindividualità in merito al freno prestativo di tipo metabolico.

"La conoscenza della velocità massima alla quale l'energia può essere estratto dal meccanismo anaerobico non è importante solo per il calcolo delle prestazioni di sprint, ma è anche importante per la comprensione della strategia impiegata dagli atleti nelle gare di lunga durata distanze."

(Ward Smith AJ, 1985)

E’ quindi possibile ipotizzare che soggetti con profili metabolici differenti possano rispondere in maniera differente a proposte metaboliche differenti comportandosi quasi certamente come «responders» per quella proposta in grado di adattare positivamente il proprio freno metabolico e come «non responders» od addirittura come «adverse responders» per quella proposta che non sollecita freno prestativo individuale.

L’analisi e l’interpretazione del «profilo metabolico» risulta complessa; nessuna delle singole variabili è in grado di spiegare da sola prestazioni metaboliche, specialmente se di tipo misto come in discipline di mezzo fondo dell’atletica leggera ed in sport di squadra (calcio, rugby, basket, ecc), ma anche una significativa parte di prestazioni di lunga durata. L’interpretazione dei rapporti tra variabili e la loro influenza reciproca si ritiene possa essere maggiormente efficace per la costruzione di un programma di adattamento efficace.

Se vuoi approfondire maggiormente l'argomento: Profilazione metabolica dell'atleta

Referenze

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