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La fisiologia dell'interval training: un nuovo obiettivo di HIIT


Dati gli enormi benefici per la salute dell'esercizio fisico,esiste un ampio corpus di ricerche volte a identificare il tipo e la dose di allenamento ottimali per massimizzare gli adattamenti fisiologici e prestazionali.Tra una varietà di modalità di allenamento,l'allenamento ad intervalli ad alta intensità (HIIT) è riconosciuto come una strategia di allenamento efficiente in termini di tempo per indurre adattamenti simili o addirittura superiori rispetto al tradizionale allenamento continuo di moderata intensità in base a una serie di fisiologici,prestazioni e salute marcatori correlati (Gibala et al. 2012). Un forte interesse per l'HIIT è stato stimolato dall'evidenza che tre sessioni settimanali di HIIT a basso volume basato su Wingate (ovvero attacchi ripetuti di 30 anni di attività ciclistiche complessive intervallate da 4/4,5 minuti di recupero) inducono adattamenti di prestazioni simili a quelli ottenuti con un volume di allenamento settimanale quasi 10 volte maggiore eseguito nella modalità di allenamento continuo tradizionale (Gibala et al. 2012).Inoltre,negli studi HIIT basati su Wingate rivisti da Gibala et al. (2012),l'impegno di tempo complessivo per HIIT è stato circa 3 volte più breve di quello della formazione continua tradizionale.Ciò è di grande importanza considerando che la "mancanza di tempo" è comunemente citata come una delle principali barriere all'esercizio (Gibala et al. 2012).

È interessante notare che,nonostante lo sprint dell'HIIT basato su Wingate,gli adattamenti simili alla resistenza sono stati documentati dopo alcune settimane (2-6) di allenamento con questo formato HIIT. Questi includono una maggiore capacità ossidativa muscolare e capacità di trasporto del glucosio e quindi una migliore sensibilità all'insulina e controllo glicemico,insieme ad adattamenti cardiovascolari (Gibala et al. 2012).I cambiamenti notevolmente simili osservati dopo l'HIIT e l'allenamento di resistenza tradizionale suggeriscono che gli adattamenti metabolici all'HIIT potrebbero essere mediati in parte attraverso percorsi di segnalazione normalmente associati all'allenamento di resistenza.Ciò è supportato dall'aumento ben documentato del coattivatore del recettore ‐ γ attivato dal proliferatore del perossisoma 1 α (PGC-1α; cioè il regolatore principale della biogenesi mitocondriale nei muscoli) dopo HIIT (Gibala et al. 2012).L'aumento di PGC ‐ 1α evidenzia ulteriormente i potenziali benefici per la salute di HIIT,dati gli effetti positivi che un aumento di PGC ‐ 1α ha sulla capacità ossidativa,sull'assorbimento del glucosio,sulla difesa antiossidante e sulla resistenza alla sarcopenia legata all'età (Gibala et al 2012).Tuttavia,l'HIIT basato su Wingate è un formato di esercizio estremamente impegnativo e potrebbe non essere sicuro,ben tollerato o attraente per alcuni individui (Gibala et al. 2012).

Formati HIIT meno estremi e più pratici sono stati ampiamente utilizzati e comunemente confrontati con l’allenamento continuo tradizionale su una base di lavoro abbinato o su base isocalorica. Quando si utilizza questo metodo di confronto,la superiorità di HIIT rispetto all’allenamento continuo è ancora più evidente nel promuovere benefici per la salute sia negli individui sani che nelle popolazioni malate (Gibala et al. 2012; Weston et al. 2014).Una meta-analisi che confronta HIIT e allenamento continuo in pazienti con malattia cardiometabolica ha riscontrato un aumento quasi raddoppiato della forma fisica cardiorespiratoria (come misurato da V˙O2peak) dopo HIIT rispetto all'allenamento continuo (Weston et al. 2014).Ciò dovrebbe tradursi in una maggiore riduzione dei rischi di morbilità e mortalità per tutte le cause.Altri adattamenti legati alla salute si sono verificati significativamente più nell'HIIT rispetto all'allenamento continuo,come riduzione della pressione sanguigna,miglioramento della sensibilità all'insulina,aumento della disponibilità di ossido nitrico,miglioramento del metabolismo lipidico e aumento della PGC-1α (Weston et al. 2014).Nonostante la forte efficacia di HIIT,le limitazioni metodologiche sono comunemente riportate negli studi HIIT (Weston et al. 2014).Tra questi,vale la pena menzionare la possibilità di commettere un errore statistico di tipo II,dato che la durata dell'allenamento è spesso relativamente breve,la dimensione del campione è generalmente piccola e viene utilizzato un design generalizzato tra soggetti.

Un recente studio pubblicato su The Journal of Physiology da un gruppo di eminenti scienziati della fisiologia dell'HIIT ha fornito un elegante design sperimentale per approfondire la nostra comprensione dell'effetto dell'HIIT sugli adattamenti mitocondriali dei muscoli scheletrici rispetto all'allenamento continuo abbinato (MacInnis et al. 2016).Gli autori hanno utilizzato un ciclo a una gamba all'interno di un progetto di gruppo parallelo soggetto,ovvero una gamba è stata allenata con HIIT e l'altra con allenamento continuo di intensità moderata (MICT).In particolare,ogni gamba è stata assegnata in modo casuale a completare sei sessioni di HIIT di lavoro e di durata (4 × (5 minuti al 65% della potenza di picco e 2,5 minuti al 20% della potenza di picco)) o MICT (30 minuti al 50% di picco di potenza) per 2 settimane.Le sessioni HIIT e MICT per le due diverse gambe sono state eseguite a 10 minuti di distanza lo stesso giorno e in ordine alternato tra le sei sessioni di allenamento.Dieci giovani uomini sani sono stati inclusi nello studio.Metodologicamente,questo design sperimentale ha permesso il controllo della variabilità individuale nella reattività dell'allenamento,l'aumento del potere statistico e l'eliminazione della necessità di periodi di washout.Questo è un miglioramento metodologico molto importante fatto per limitare il verificarsi di un errore di tipo II negli studi longitudinali HIIT.Fisiologicamente,il ciclismo a una gamba può indurre adattamenti maggiori rispetto a quelli indotti dal ciclismo a doppia gamba,probabilmente in considerazione della maggiore intensità di esercizio relativa (MacInnis et al. 2016).Ciò rende il ciclismo a una gamba una modalità di esercizio allettante quando si studiano gli adattamenti dei muscoli scheletrici seguendo programmi di allenamento a breve termine.Naturalmente,l'applicabilità del ciclismo a gamba singola all'interno di un progetto di gruppo parallelo soggetto è limitata allo studio di adattamenti fisiologici (ad esempio adattamenti mitocondriali) che non mostrano alcuna prova di trasferimento dalla gamba allenata a quella non allenata.

MacInnis et al. (2016) hanno scoperto che HIIT induce maggiori aumenti nei biomarcatori del contenuto mitocondriale nel muscolo scheletrico umano rispetto alla MICT.In particolare,l'attività massima del citrato sintasi e le capacità di fosforilazione ossidativa specifiche della massa (complesso I e complessi I e II) erano maggiori nell'HIIT rispetto alla MICT,mentre il contenuto proteico della subunità IV del citocromo c ossidasi su tutto il muscolo aumentava in modo simile tra le modalità di allenamento.Al contrario,nessun cambiamento nella funzione mitocondriale (cioè flusso di ossigeno specifico dei mitocondri) è stato riscontrato in entrambe le gambe.A differenza dei precedenti studi HIIT sul ciclismo a doppia gamba,V˙O2peak non è aumentato in nessuna delle modalità di esercizio,probabilmente a causa dello stimolo cardiorespiratorio inferiore associato al ciclismo a gamba singola.Questi risultati hanno portato gli autori a concludere che HIIT induce adattamenti mitocondriali superiori rispetto alla MICT nonostante la stessa durata totale del lavoro e della sessione,probabilmente a causa della maggiore intensità e / o del diverso modello di contrazioni (MacInnis et al. 2016).Tuttavia,le valutazioni di sforzo percepito,dispnea,frequenza cardiaca e lattato nel sangue erano sostanzialmente più elevate durante le sessioni HIIT rispetto alle sessioni continue (MacInnis et al. 2016).Nel loro insieme,queste risposte possono indicare che lo sforzo complessivo,e quindi l'intensità dell'esercizio relativo,era più elevato durante l'HIIT. Nonostante i benefici derivati dall'adozione del design sperimentale sopra descritto,la potenziale differenza nello sforzo complessivo tra i due regimi di allenamento può introdurre un fattore di confondimento che può potenzialmente sollevare dubbi sulla superiorità dell'HIIT rispetto all’allenamento continuo.Questa è una limitazione comune dell'approccio del lavoro abbinato,che risulta in HIIT più impegnativo dell’allenamento tradizionale (Nicolò et al. 2014).In effetti,quando la durata della sessione è la stessa,la pratica di abbinare il lavoro totale implica che HIIT e allenamento continuo siano equalizzati dall'intensità di esercizio assoluta (stesso carico di lavoro medio) anziché dall'intensità di esercizio relativa (sforzo complessivo simile,stress e domanda di esercizio).Sebbene l'esercizio sia spesso prescritto in base all'intensità di esercizio relativa,gli adattamenti indotti da HIIT o dall'allenamento continuo sono raramente studiati bilanciando le diverse modalità di esercizio con la stessa intensità di esercizio relativa. Il confronto tra HIIT e la formazione continua a lavoro abbinato è ulteriormente complicato dal fatto che la differenza di sforzo tra HIIT e la formazione continua è influenzata dal formato specifico di HIIT.Ad esempio,questa differenza aumenta con la diminuzione del rapporto durata lavoro a riposo (Nicolò et al. 2014).

Poiché un numero considerevole di studi che confrontavano HIIT con l’allenamento continuo utilizzava l'approccio del lavoro abbinato (Gibala et al. 2012; Weston et al. 2014),la superiorità di HIIT rispetto al traditional training potrebbe essere stata influenzata almeno in parte dall'ampio adozione di questo metodo di confronto (Nicolò et al. 2014). Al fine di superare alcune delle limitazioni del bilanciamento dell'HIIT e dell'esercizio continuo per il lavoro totale,è stato proposto l'uso di un metodo di confronto che garantisce lo stesso sforzo complessivo in diverse modalità di esercizio (Nicolò et al. 2014).Tuttavia,l'approccio del lavoro abbinato è ancora uno dei metodi di confronto utilizzati principalmente per valutare l'efficacia dell'HIIT rispetto all’allenamento continuo,come testimonia lo studio di MacInnis et al. (2016).Ciò che può apparire un problema puramente metodologico è infatti di fondamentale rilevanza fisiologica e pratica.Basti pensare che uno dei principali ostacoli all'attività fisica regolare è lo sforzo fisico richiesto (Marcora, 2016).Di conseguenza,l'esercizio fisico di moderata intensità può essere preferibile all'esercizio fisico intenso per alcuni individui poiché quest'ultimo richiede più sforzi ed è spiacevole (Marcora, 2016). D'altra parte,l'esercizio fisico intenso ha un chiaro vantaggio rispetto all'esercizio di intensità moderata nell'indurre adattamenti legati alla salute.Pertanto,le modalità di allenamento che riducono lo sforzo pur mantenendo lo stimolo fisiologico per gli adattamenti dovrebbero essere raccomandate dal punto di vista dell'esercizio-aderenza.Con questo in mente,la domanda ardente a cui i fisiologi dell'esercizio devono ancora rispondere in modo convincente è la seguente:esiste un formato HIIT che induce adattamenti fisiologici e prestazionali superiori rispetto ad altre modalità di esercizio quando lo sforzo complessivo richiesto dai diversi regimi di allenamento è lo stesso?




The Journal of Physiology 2016




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