Cos’è veramente il VO2max e come si calcola?


Cos’è il VO2Max: la definizione fisica

Il VO2Max rappresenta il massimo volume di ossigeno consumato per minuto. Sarà pertanto espresso da un’unità di misura consona a definire il volume (ovvero la misura dello spazio occupato da un corpo, definito dall’unità di misura ml, sottomultiplo del litro) di ossigeno (formula chimica O2, è una molecola costituita da 2 atomi di ossigeno, rappresenta il comburente per ottenere energia bruciando calorie provenienti dal consumo alimentare) occupato all’interno del corpo (di una certa massa espressa in Kg) nell’unità di tempo (si utilizza un multiplo del secondo ovvero il minuto come riferimento). L’unità di misura è quindi mlO2/kg/min e definisce (definizione fisica precisa) il VO2 max come: la massima quantità di ossigeno (il numero totale di molecole di ossigeno) presenti in 1 ml di volume, consumata per ogni 1 Kg di massa corporea nell’arco temporale di 1 minuto. Ora che è stata chiarita la definizione fisica del parametro biologico VO2max dobbiamo andare a vedere da cosa dipende, ovvero la formula per il calcolo (ne vedremo una empirica, ovvero trovata sperimentalmente che quindi ci permette di valutare con elevata precisione il risultato, ed una approssimata utilizzata per via della sua semplicità e facilità di applicazione). Pertanto se trovate dei dati online prima di confrontarli con i vostri VO2max controllate che venga utilizzata la stessa unità di misura altrimenti dovrete fare la conversione.

Quali valori assume il VO2max?

Il VO2 max è un’indicatore delle prestazioni atletiche e deve aumentare quando il livello di forma fisica migliora. Inoltre grazie all’allenamento il nostro organismo migliora in efficienza riuscendo ad ottenere un miglior apporto di ossigeno alle cellule con meno sforzo da parte del cuore. Tuttavia, se ci alleniamo con lo stesso allenamento per parecchio tempo, l’organismo si adatterà, la frequenza cardiaca si ridurrà, lo scambio di ossigeno rimarrà pressoché costante e il VO2max scenderà. Ecco perché è sempre consigliabile variare gli allenamenti/schede dopo un tot periodo di tempo.

Se non ci si allena, la FC sarà bassa e il nostro organismo sarà anche meno efficiente nell’ossigenazione, con un conseguente VO2max basso. Ma la cosa interessante è che un soggetto allenato nelle normali condizioni di riposo riesce ad avere una pressione cardiaca minore rispetto ad un soggetto non allenato nelle stesse condizioni! Il cuore, non dimentichiamolo è il muscolo motore del nostro corpo, e come tutti i muscoli allenati permette performance maggiori e migliori. Se quindi fate vita sedentaria e avete una lieve ipertensione il medico di famiglia, che si fa i viaggi pagati dagli informatori scientifici mascherati da seminari di aggiornamento, vi consiglierà la classica pasticca, mentre il medico onesto vi consiglierà l’attività fisica (con tutto rispetto per la categoria dei medici che ogni giorno svolgono il loro prezioso lavoro).

 

Viola          

Ottimo

Blu              

Eccellente

Verde         

Buono

Arancione 

Adeguato

Rosso         

Scarso

Come si calcola il VO2max realmente? (formula empirica)

Attraverso la seguente formula:

VO2 max = FC x GS x (Δa-v)

ovvero Massimo consumo di ossigeno = Frequenza cardiaca x Gittata sistolica x differenza artero-venosa di ossigeno

  • La frequenza cardiaca (FC) rappresenta il numero di battiti che il cuore compie in un minuto.
  • La gittata sistolica (GS) esprime il volume di sangue (in ml) che esce dal ventricolo sinistro del cuore ad ogni contrazione (sistole).
  • La differenza artero-venosa (Δa-v) di ossigeno rappresenta la quantità di ossigeno che le cellule riescono ad estrarre dal circolo sanguigno durante il passaggio del sangue nei capillari.

Il calcolo esatto di questo parametro biologico può essere quindi fatto solamente utilizzando una strumentazione altamente sofisticata gestita da personale medico. Come vediamo c’è un legame di proporzionalità diretta con questi 3 parametri importanti tra cui la frequenza cardiaca che è l’unico elemento che ritroviamo nella formula approssimata per via della sua semplicità di rilevazione (misura). Gli altri due parametri sono molto difficili da misurare in quanto non possiamo applicare dei sensori direttamente sulle cellule interne del nostro corpo! Per questo motivo richiedono una misura indiretta attraverso strumenti sofisticati (può essere misurato attraverso un test cardiopolmonare con l’utilizzo di un cicloergometro o tapis roulant, con un sistema per l’analisi dei gas (breath by breath, ossia che misura la ventilazione e la concentrazione di O2 e CO2 nel volume di aria espirata), un saturimetro ed un ECG a 12 derivazioni).

Come si calcola il VO2max in maniera approssimata? (formula approssimata)

La stima del VO2max rappresenta un calcolo stimato ovvero approssimato del valore empirico reale. In parole povere si cercano altri parametri misurabili direttamente che siano legati alla gittata sistolica e alla differenza artero-venosa. Naturalmente ci sono diverse formule approssimate e test che si possono trovare in letteratura medica, tra cui il test di Bruce sviluppato dal DR. Robert. A. Bruce nel 1963 per diagnosticare i problemi cardiaci dei suoi pazienti e che permette tramite una procedura di andare a valutare tale parametro. Con il miglioramento della tecnologia e l’arrivo di microprocessori sempre più piccoli e potenti, si è potuti passare dalla valutazione mediante test ad un calcolo molto più immediato tramite elaborazioni real time dei dati.

Sfruttando la conoscenza dell’indice di correlazione tra VO2max e FC valutato mediante studi scientifici si è arrivati a poter stimare il suo valore (naturalmente la stima è legata anche al fatto che non tutti hanno la stessa età, condizioni fisiche, problematiche congenite, ecc…):

  • 50% FC max = 35% VO2max
  • 60% FC max = 48% VO2max
  • 70% FC max = 60% VO2max
  • 80% FC max = 73% VO2max
  • 90% FC max = 86% VO2max
  • 100% FC max = 100% VO2max

Conoscendo quindi FC max basta applicare la formula inverse per ricavare il VO2max.

Arrivando ora agli sportwatch Garmin, avendo a disposizione anche altri dati come velocità, tempo, spazio, dati dinamici, sesso, massa, età, storici, ecc… è possibile implementare formule più complesse e algoritmi sempre più sofisticati in grado di migliorare l’approssimazione del calcolo. Per esempio utilizzando la correlazione tra FCvelocità l’algoritmo potrebbe concludere:

  • FC media bassa e velocità media alta ->ALTO VO2max: perché si riesce a fornire più ossigeno pompando meno il cuore (il che indica un ottimo allenamento)
  • FC media alta e velocità media bassa ->BASSO VO2max: perché si riesce a fornire meno ossigeno pompando di più il cuore (il che indica uno scarso allenamento)

Non siamo a conoscenza dell’algoritmo implementato da Garmin ma è probabile che il team di ingegneri del reparto elettronico, informatico e di bioingegneria siano in costante lavoro per migliorare l’affidabilità grazie alla sempre maggiore disponibilità di dati raccolti. Partendo da questo presupposto è anche importante sottolineare che un’errata valutazione della FC comporta un’errata valutazione del VO2max e questo è quello che potrebbe accadere in alcuni casi quando si utilizza il sensore ottico incorporato piuttosto che la fascia toracica.

Constatazioni sul VO2Max

  • nelle femmine è inferiore rispetto ai maschi
  • nella popolazione femminile media, da 20 a 29 anni è compreso tra: 35-43 ml/kg/min
  • nella popolazione maschile media, da 20 a 29 anni è compreso tra: 44-51 ml/kg/min
  • con l’allenamento il suo valore può essere incrementato dal 10% al 25%

I feedback del vostro corpo: ascoltateli

Il corpo manda sempre dei messaggi sopratutto quando si trova in una situazione di malessere e molto spesso noi non siamo in grado, non siamo abituati o meglio non vogliamo interpretarli. Se contattiamo l’interprete (medico) e la sua soluzione non cura la causa ma solo l’effetto forse è bene che ci poniamo qualche domanda etica/morale/scientifica passando più tempo a leggere invece di vedere le partite di campionato. Mio fratello prendeva le pastiglie per il reflusso gastroesofageo, dopo aver fatto un cambiamento drastico nella dieta alimentare diventando vegano per motivi etici, ora non prende più alcuna medicina poiché il reflusso è sparito. Questo è solo un esempio di come l’alimentazione giochi un ruolo fondamentale.

Chi è la persona migliore che ci conosce se non noi stessi? Sfruttiamo positivamente questo vantaggio di conoscere per esperienza il nostro organismo (prima dobbiamo imparare però ad ascoltarlo e non è difficile basta farci caso, quindi fateci caso). A questo punto vi dico però anche attenzione! Il mio non è un incitamento a non ascoltare il medico (che ha solide basi scientifiche), anzi sempre meglio ascoltarne più di uno. La mia è una riflessione più ampia e anche un po’ filosofica sul conoscere meglio i messaggi che manda il proprio corpo. Dall’altra parte pronti come avvoltoi ci sono i guru opposti alla scienza con costose cure acqua e limone. Pertanto il mio consiglio è di ascoltare il parere del medico, di non ascoltare i ciarlatani che vogliono spennarvi dei soldi con cose alternative inutili e conoscere meglio voi stessi, punto.

Tra i molti aspetti riguardanti la salute sicuramente l’alimentazione gioca un ruolo fondamentale perché è il combustibile che produce l’energia necessaria per il fabbisogno giornaliero. Ora due dei tanti feedback importanti di cui mai si parla perché tabù sociale, sono le feci conosciute meglio come cacca e i gas di scarico del corpo; il colore, l’odore, la forma ed il consolidamento delle feci, il rumore sonoro, la puzza e la frequenza delle “scoregge”, sono caratteristiche che riflettono il nostro stato di salute. Se mangi male caghi male, non sono io a dirlo ma è un dato di fatto che tutti voi avete appurato nella vostra vita. Se mangi bene e caghi male potrebbe esserci qualcosa nell’organismo che non funziona come dovrebbe]

Curiosità sull’attività respiratoria, l’ossigeno e l’emoglobina

Tutto ha inizio con l’attività respiratoria la cui efficienza è valutata in base ai volumi e alle capacità polmonari, misurabili con uno spirometro. Durante una respirazione tranquilla abbiamo l’immissione e l’emissione di circa 500ml di aria. Grazie ai movimenti respiratori, l’aria entra ed esce alternativamente dai 2 polmoni ognuno dei quali presenta circa 300 milioni di rigonfiamenti, chiamati alveoli. I gas diffondono (meccanismo fisico/chimico) attraverso l’epitelio degli alveoli. L’ossigeno segue il suo gradiente di pressione ed entra nei capillari polmonari, e da qui grazie ai vasi sanguigni si arriva nei tessuti dove la concentrazione di ossigeno è bassa, il gas diffonde nel liquido interstiziale e da qui entra nelle cellule. L’anidride carbonica segue lo stesso percorso in maniera inversa e infine viene eliminata dai polmoni. È grazie alla presenza dell’emoglobina nel sangue che si realizza un efficiente trasporto di O2 e di CO2. Il 97% dell’O2 trasportato dai polmoni ai tessuti si trova legato chimicamente con l’emoglobina presente nei globuli rossi trasportati dal sangue. Il restante 3% si trova sotto forma di gas disciolto in fase acquosa nel plasma.  1 g di emoglobina combina 1,34 ml di ossigeno, essendo il nostro contenuto emoglobinico di 15 gr per 100 ml, ne deriva che: 100 ml di sangue trasportano circa 20 ml di ossigeno.

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