Appunti - Cinetica del consumo di ossigeno

Introduzione

L’attività fisica è uno stimolo per incrementare l’attività dei muscoli scheletrici e del sistema cardiovascolare. All’inizio dell’esercizio, il trasporto di ossigeno ai muscoli attivi incrementa in risposta alla produzione di ATP nei tessuti. Quando il rifornimento di ossigeno è insufficiente, la generazione di ATP deve fare affidamento sulla glicolisi anaerobica, con il risultato della formazione di acido lattico e dello sviluppo di fatica associato. È stato suggerito che il consumo di ossigeno misurato alla bocca riflette le variazioni enzimatiche nei tessuti attivi. Dunque, l’entità dell’incremento di Vo₂ all’inizio dell’esercizio è un indice molto utile, che riflette le variazioni sia del trasporto sistemico di O₂ sia del metabolismo muscolare. Questo articolo intende rivedere la natura della cinetica del Vo₂ in differenti domini di intensità e discutere i possibili meccanismi di controllo delle diverse componenti della cinetica.

La cinetica a differenti intensità

L’andamento della risposta del Vo₂ all’esercizio è in funzione dell’intensità, che può essere divisa in tre domini:

• Esercizio moderato: intensità di esercizio che coincide con il limite della soglia anaerobica.
• Esercizio intenso: la produzione di lattato supera lo smaltimento, con un incremento progressivo della produzione di lattato fino a una soglia più alta, nominata MLSS, dove si stabilizza.
• Esercizio severo: sopra il MLSS, con un accumulo di lattato progressivo.

Esercizio moderato

Si possono identificare tre fasi nella cinetica del Vo₂:

• Fase 1: fase precoce con un veloce incremento del Vo₂, entro 15-25 secondi di esercizio. Questa prima fase è maggiormente visibile quando si inizia l’esercizio da uno stato di riposo, piuttosto che da un esercizio senza carico. Questo ci suggerisce che l’incremento del Vo₂ è maggiormente attribuito all’incremento dell’output cardiaco e dunque del flusso sanguigno polmonare.
• Fase 2: la risposta riflette l’influenza dei cambi metabolici muscolari sul Vo₂ misurato alla bocca. Il Vo₂ incrementa esponenzialmente fino a un livello di steady state. C’è una relazione lineare tra il Vo₂ e il lavoro svolto.
• Fase 3: fase di steady state che viene raggiunta dopo circa 3 minuti. Il Vo₂ aumenta linearmente con l’intensità del lavoro.

Esercizio intenso

La cinetica del Vo₂ diventa più complessa. Nella fase 2, il Vo₂ continua a incrementare e si sviluppa una componente aggiuntiva dopo qualche minuto di esercizio. Questa componente lenta fa aumentare progressivamente il Vo₂ e ritarda lo steady state. La componente lenta è inoltre correlata al lattato: maggiore è l’incremento di lattato e maggiore è la grandezza della componente lenta. Questa componente viene spesso espressa come la differenza di Vo₂ tra il 6° e il 3° minuto di esercizio.

Esercizio severo

Il Vo₂ non si stabilizza e la sua crescita continua fino al raggiungimento della fatica. Il livello massimo di Vo₂ è quello trovato alla fine dell’esercizio. La componente lenta sviluppata è molto maggiore rispetto a quella dell’esercizio intenso, e la sua grandezza dipende dalla durata dell’esercizio.

Influenza della componente lenta sul deficit di O₂

Per deficit d’ossigeno si intende l’ossigeno equivalente all’energia prodotta per via anaerobica e dal decremento dei depositi venosi di ossigeno.

• Esercizio moderato: il Vo₂ non può arrivare direttamente allo steady state. Durante il periodo di transizione, l’energia richiesta deve arrivare parzialmente anche da altre risorse, come la PCr, depositi di ossigeno o dalla conversione del lattato. Il debito di ossigeno incrementa con l’intensità dell’esercizio.

Le due curve di ON e OFF della cinetica hanno...