di Giulio Sergio Roi
Durante i periodi di vacanza, può capitare di effettuare esercizi di cardiofitness in palestre situate in montagna, dove la quota ha effetti particolari sulle capacità di esercizio aerobico. Infatti, salendo in quota si osserva una diminuzione della pressione atmosferica. Ad esempio, a 5.500 metri la pressione atmosferica è circa la metà di quella rilevabile a livello del mare. La diminuzione della pressione atmosferica provoca una diminuzione della pressione di ogni singolo gas che compone l’aria che respiriamo.
Massimo consumo di ossigeno in percentuale del valore osservato a livello del mare (% VO2max ) all’altitudine indicata in ascissa. La scala superiore indica la pressione barometrica che diminuisce con l’altitudine. La diminuzione di VO2max è essenzialmente la stessa in soggetti acclimatati (o) e non (•) (da Cerretelli 1976, 1981).
Poiché la diffusione dell’ossigeno dai polmoni al sangue e il legame dell’ossigeno con l’emoglobina dipendono dalla pressione parziale di questo gas, è chiaro che quando la pressione atmosferica diminuisce, diminuirà anche la capacità del nostro organismo di trasportare e utilizzare l’ossigeno. Questa situazione è chiamata ipossia e ha come conseguenza la penalizzazione dei processi metabolici aerobici, che sono tipicamente utilizzati durante gli esercizi di cardiofitness. Gli effetti della quota si possono fare sentire già attorno a 1500-1800 metri, dove è situata la maggioranza delle stazioni di soggiorno alpino, e diventano via via più importanti ad altitudini più elevate. L’organismo umano reagisce allo stimolo ipossico indotto dalla quota con meccanismi di adattamento immediato e con meccanismi di acclimatazione che necessitano di alcuni giorni di permanenza in quota. L’adattamento si attua principalmente attraverso l’aumento della frequenza respiratoria e della frequenza cardiaca a riposo, mentre l’acclimatazione è un fenomeno assai complesso che porta, tra l’altro, a un aumento del numero di globuli rossi e della concentrazione di emoglobina. Complessivamente, per chi vive abitualmente a livello del mare, possono essere necessari 2 o 3 giorni per adattarsi a una quota di circa 2000 metri, mentre per quote attorno a 4000 metri è necessaria almeno una settimana. L’effetto principale della quota sulle capacità di esercizio si traduce nella diminuzione della massima potenza aerobica e dell’intensità di lavoro corrispondente alla soglia anaerobica. In conseguenza di ciò, tutti gli esercizi saranno effettuati a intensità minore rispetto al livello del mare e si dovrà prestare particolare attenzione a controllare l’intensità dell’esercizio con il cardiofrequenzimetro oppure con la scala di Borg, soprattutto nei primi giorni di permanenza in quota. I soggetti non abituati alla quota dovranno limitare la durata degli esercizi a 20-30 minuti e potranno inserire pause più frequenti tra un esercizio e l’altro. Nei primi giorni di permanenza in altitudine si dovrà prestare attenzione alla sintomatologia soggettiva: cefalea, nausea, inappetenza, sensazione di affaticamento costituiranno l’indicazione al riposo e alla dieta leggera e assolutamente priva di alcoolici. È superfluo sottolineare l’assurdità del fumo di sigaretta in montagna. Durante il soggiorno e durante l’esercizio si dovrà curare l’idratazione. In altitudine l’aria è più secca: di conseguenza si dovrà impiegare una parte dell’acqua presente nell’organismo per umidificare l’aria che respiriamo la quale, per poter essere utilizzata, deve essere satura di vapore d’acqua. Questa quota di acqua viene poi regolarmente persa con ogni espirazione. La secchezza dell’aria, unitamente all’iperventilazione ipossica, possono condurre a una rapida disidratazione, durante l’esercizio.
LA TERMOREGOLAZIONE
La temperatura corporea è mantenuta costante attorno a 37 gradi centigradi da una serie di meccanismi termoregolatori, coordinati dall’ipotalamo. La regolazione della temperatura corporea è il risultato del bilancio tra la velocità con cui il calore è prodotto dall’organismo in seguito alle reazioni metaboliche e la velocità con cui il calore viene ceduto dall’organismo verso l’ambiente. Su questo bilancio termico influiscono vari fattori che saranno considerati in rapporto all’esercizio fisico. L’esercizio fisico, infatti, determina un aumento della temperatura per aumento del metabolismo energetico. La termoregolazione si attua attraverso quattro meccanismi: radiazione, conduzione, convezione ed evaporazione. Per radiazione si intende lo scambio di calore che avviene senza contatto diretto tra i corpi, per emissione di energia radiante. Tale scambio può avvenire sia dall’organismo verso l’ambiente e i corpi in esso contenuti, sia dall’ambiente e dai corpi in esso contenuti verso l’organismo. Per conduzione si intende lo scambio di calore che avviene per contatto diretto del corpo con i gas (aria), i liquidi e i solidi. La velocità di scambio del calore per conduzione dipende dalle caratteristiche termiche degli elementi che scambiano calore. Per convezione si intende il movimento dei fluidi a contatto con il corpo. In presenza di vento il calore ceduto dal corpo si sposta continuamente con le molecole d’aria cui era stato ceduto, cosicché la velocità di cessione del calore aumenta. Per evaporazione si intende il passaggio dallo stato liquido allo stato gassoso. Tale processo richiede l’assorbimento di calore. L’organismo umano perde calore per evaporazione anche a riposo per mezzo della diffusione di acqua attraverso lo strato corneo della pelle e mediante la respirazione, quando l’acqua che satura l’aria espirata evapora dalla superficie delle prime vie respiratore. Il meccanismo principale con il quale l’organismo umano cede calore per evaporazione è rappresentato dal sudore. Con l’aumentare della temperatura ambientale, la perdita di calore per radiazione, conduzione e convezione diventa sempre meno efficiente cosicché, in presenza di temperature elevate, la sudorazione è l’unico mezzo di dispersione termica. Infatti la sudorazione aumenta proporzionalmente con l’aumentare della temperatura. In genere le donne sudano meno degli uomini. La sudorazione dipende:
1) dall’area della superficie corporea esposta;
2) dalla temperatura dell’aria;
3) dall’umidità dell’aria;
4) dalla convezione dell’aria.
Tra questi fattori l’umidità è sicuramente quello più importante ai fini di una efficiente sudorazione. Infatti, un’aria molto umida impedisce l’evaporazione del sudore e quindi la perdita di calore anche con questo meccanismo. Ciò può essere assai pericoloso poiché l’organismo continua a sudare nel tentativo di perdere calore, senza però riuscirvi completamente. Di conseguenza, accanto agli effetti dell’aumentata temperatura si potranno manifestare anche gli effetti della disidratazione. Durante esercizio la termodispersione è favorita dalla vasodilatazione periferica, dall’aumento della ventilazione e soprattutto dalla sudorazione. Per quanto riguarda gli effetti della temperatura ambientale elevata sugli esercizi di cardiofitness, bisogna rilevare che è aumentata soprattutto la risposta dell’apparato cardiocircolatorio. Sarà quindi necessario ridurre l’intensità dell’esercizio e controllarne gli effetti anche con la scala di Borg. Inoltre la durata dell’esercizio ininterrotto potrà essere diminuita o in alternativa potranno essere previste pause di recupero. Dovrà essere fornita una adeguata idratazione a partire da 10-15 minuti prima dell’inizio della seduta somministrando 400-600 ml di acqua, e quindi continuando ad assumere ogni 10-15 minuti, 100-250 ml di acqua. È opportuno sottolineare che quando l’obiettivo della somministrazione di liquidi è contrastare la disidratazione, si dovrà preferire l’acqua semplice, mentre l’aggiunta di glucidi a una concentrazione superiore al 7% può rivelarsi controproducente in quanto ritarda l’assorbimento gastrico dell’acqua durante esercizio prolungato. I supplementi salini non sembrano essere necessari, almeno fino a 2-3 litri complessivi di sudorazione durante esercizio, in presenza di una dieta adeguata che in queste situazioni dovrebbe essere un po’ più ricca di sale. La disidratazione indotta dall’esercizio può essere facilmente valutata misurando il peso corporeo prima di iniziare e al termine della seduta di allenamento. La maggior parte della perdita di peso è infatti imputabile alla sudorazione. Tale perdita di peso dovrebbe essere contenuta in 0.5-1 kg per seduta. Perdite di peso superiori al 4-5% del peso corporeo impediscono la dissipazione del calore e compromettono la funzionalità dell’apparato cardiocircolatorio e la capacità di lavoro. L’allenamento in ambiente caldo produce effetti specifici, che portano a una maggiore tolleranza dello sforzo effettuato in tale situazione. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, tali effetti non sembrano modificati dall’età né dal sesso. L’acclimatazione al caldo in un soggetto ben idratato provoca l’aumento del flusso ematico cutaneo, una migliore distribuzione della gittata cardiaca, il precoce inizio della sudorazione, una migliore sudorazione e una minore perdita di elettroliti con il sudore.
CARDIOFITNESS AL FREDDO
Anche il freddo ha effetti sull’esercizio fisico, soprattutto se effettuato in acqua, dove la perdita di calore a parità di temperatura avviene 2-4 volte più velocemente. Il principale meccanismo di difesa contro il freddo è il tremore, che non è altro che la contrazione involontaria di alcuni gruppi muscolari, in grado di provocare un significativo aumento della termogenesi, attraverso un aumento del metabolismo. Ciò si traduce in un aumento della frequenza cardiaca che deve essere considerato nel computo dell’intensità dell’esercizio. La percentuale di tessuto adiposo, e quindi lo spessore del grasso sottocutaneo, hanno un notevole effetto sulla capacità di termoregolazione in ambiente freddo. In pratica, il grasso sottocutaneo costituisce una sorta di isolamento in grado di limitare la perdita di calore dell’organismo. Di conseguenza, i soggetti più grassi potranno esercitarsi più a lungo in ambiente freddo, rispetto ai soggetti più magri.
Giulio Sergio Roi
Specialista in medicina dello sport, ha condotto ricerche di fisiologia applicata, antropometria, metabolismo energetico, biomeccanica, traumatologia dello sport e riabilitazione sportiva. È socio fondatore della Federazione Sport d’Alta Quota (FSA; 1991), responsabile medico degli Skyrunners (corridori d’alta quota), con cui ha partecipato alle spedizioni in alta quota in occasione delle gare in Nepal, Tibet, USA e Mexico. È particolarmente esperto nella valutazione funzionale dell’atleta ed ha partecipato alla preparazione di numerose imprese sportive tra le quali:
* record del mondo 24 ore pattinaggio su ghiaccio (1993, squadra Nazionale Italiana; 880.8 km);
* record del mondo dell’ora di pattinaggio su ghiaccio (Roberto Sighel, Calgary Canada, 1998);
* record Cervinia - Cima Cervino e ritorno (Bruno Brunod, 1995, 3h14’44”);
* record salita all’Aconcagua (Brunod, Meraldi, Pellissier, 1999; 5h57’);
* conquista dell’Everest da parte della prima donna italiana (Manuela di Centa, 23 maggio 2003);
* salita al K2 della spedizione degli “Scoiattoli” di Cortina d’Ampezzo (27 luglio 2004).
Attualmente è docente al Corso di Perfezionamento in Medicina di Montagna dell’Università degli Studi di Padova, e direttore dell’Education & Research Departement Isokinetic di Bologna, Network di riabilitazione sportiva. È autore di libri e di numerose pubblicazioni su riviste scientifiche indicizzate e nazionali.
