Un semplice test da campo per la determinazione della soglia anaerobica
di Bisciotti GN. Ph D(1 2 3)., Arcelli E. MD(4), Sagnol JM. Ph D(1)

Abstract

La determinazione della velocità corrispondente alla soglia anaerobica, anche se costituisce un argomento non privo di polemiche, rappresenta comunque un importante indice nel controllo e nella pianificazione dell'allenamento nell'ambito degli sport di resistenza.

Tuttavia, la sua determinazione richiede l'impiego di attrezzature specifiche, relativamente costose e/o l'applicazione di protocolli invasivi, non sempre graditi dall'atleta.

Lo scopo di questa ricerca è stato quello di validare una semplice metodica indiretta che potesse fornire una stima affidabile della velocità di percorrenza corrispondente alla soglia anaerobica dell'atleta.

Un test di percorrenza massimale sulle distanze dei 2000 e dei 3000 metri su pista , permette, attraverso l'elaborazione dei dati di percorrenza registrati, il calcolo della velocità di corsa corrispondente ad una produzione stabile di lattato pari a 4 mml · l-1.

La facilità esecutiva del test e la semplicità dell'attrezzatura richiesta, rivestono pertanto un indubbio interesse di ordine pratico.

The determination of the velocity corresponding to the anaerobic threshold represent an important index in the control and in the planning in the sports endurance training. But his determination requires the employment of specific equipments, relatively expensive and/ or the application of intrusive protocols. The purpose of this study has been to validate a simple businesslike indirect that could furnish

Introduzione.

Il livello di concentrazione di lattato ematico [ Las] , resta uno degli indici principali nell'ambito del controllo e della pianificazione dell’allenamento, nonostante il fatto che alcuni aspetti legati a questo parametro fisiologico , come ad esempio il concetto di soglia anaerobica, siano stati recentemente oggetto di numerose discussioni ( Yeh e coll., 1983; Brooks, 1985; Hughson e coll., 1987; Di Prampero e coll., 1998 ).

Da un punto di vista fisiologico, il concetto di soglia di un dato parametro, nel senso più ampio del termine, sottintende una determinata intensità funzionale, legata ad un determinato carico di lavoro, durante il quale, il parametro considerato, si trova in uno stato relativamente stabile, tale da essere considerabile come stazionario (Heck e coll., 1993; Beneke e coll., 1996).

In base a questo concetto, possiamo pertanto considerare differenti valori fisiologici, come la frequenza cardiaca, il VO2, il VCO2 e la ventilazione, tuttavia, almeno da un punto di vista strettamente valutativo, la soglia anaerobica (SA) assume un importanza particolare, soprattutto legata al suo ampio utilizzo pratico, che la vede come uno degli indici più realistici delle capacità di lavoro dell'atleta nel campo delle discipline di resistenza.

La buona riproducibilità della curva lattato-prestazione (Hartmann, 1998) e l'indiscussa importanza della determinazione della produzione di lattato ematico in molte discipline sportive, hanno determinato la messa a punto di numerose metodologie di determinazione della SA, che hanno contribuito in modo sistematico ad un suo ampio utilizzo.

Tutti questi metodi di indagine, sono tuttavia legati a delle condizioni quadro-temporali molto specifiche, e non sempre il concetto di "soglia anaerobica individuale" proposto da alcuni Autori (Stegmann e Kindermann 1981; 1982; Stegmann e coll. 1981 ), si è rivelato maggiormente preciso di quello legato al concetto di produzione di una quota di lattato fissa pari a 4 mml l-1.

Occorre inoltre sottolineare che, se [ Las] , indipendentemente dal suo valore assoluto, rimane costante nel tempo, il tipo di lavoro al quale l'organismo è sottoposto, è da considerarsi da un punto di vista energetico, interamente aerobico (Di Prampero, 1998).

Infatti, un valore di [ Las] costante, può essere mantenuto solamente nel caso in cui la produzione di lattato e la sua ossidazione si equivalgano. Questa condizione è meglio definibile come "aerobica non omogenea", al fine di distinguerla da quella definibile come "omogeneamente aerobica", nella quale la produzione netta di lattato è nulla, in quanto, ne la sua produzione, ne la sua ossidazione sono significativamente aumentate e da quella identificabile con il termine di "anaerobica vera" , nella quale la quantità di lattato prodotta è costantemente superiore a quella rimossa, con un conseguente progressivo aumento di [ Las] (Di Prampero, 1998).

Indipendentemente da queste considerazioni e dalla metodologia con la quale la SA venga determinata, quest'ultima rimane comunque un affidabile indicatore dell'intensità dell'esercitazione alla quale avvenga il momento di transizione dal lavoro, che abbiamo definito con il termine di "aerobico non omogeneo", a quello "anerobico vero". Il suo valore può pertanto, a buona ragione, riflettere il grado di allenamento dell'atleta e la sua buona riproducibilità , giustifica il suo largo utilizzo nell'ambito del controllo e dalla programmazione dell'allenamento (Tanaka e coll., 1983; 1984).

Lo scopo di questo lavoro, è quello di validare un semplice metodo non invasivo, che permetta, in condizioni "da campo", un'affidabile determinazione del valore di SA, senza ricorrere all'utilizzo di nessun tipo di attrezzatura specifica, dettaglio quest'ultimo, da non sottovalutarsi da un punto di vista pratico, soprattutto in determinate condizioni, particolarmente sfavorevoli ad atleti ed allenatori ma tuttavia di ,purtroppo, sovente sconsolata attualità.

Soggetti

Sono stati considerati 6 soggetti di sesso maschile la cui età, peso ed altezza erano rispettivamente 19 ± 2 anni (media ± deviazione standard), 75.8 ± 5.3 kg e 178.7 ± 3.2 cm e 6 soggetti di sesso femminile di età peso ed altezza pari a 17 ± 1 anni 58.6 ± 3.4 kg e 168.4 ± 4.6 cm.

Tutti gli atleti considerati praticavano tennis a livello professionistico, nessuno di loro presentava particolari patologie di tipo muscolare o neuro-muscolare.

Infine, ogni soggetto che abbia preso parte a questo studio, era stato preventivamente informato dello scopo della ricerca e degli eventuali rischi ad essa connessi.

Protocollo e metodi

Ad ogni soggetto, dopo previo riscaldamento, è stato richiesto di effettuare un test di percorrenza massimale sulle seguenti distanze: 1000, 1500, 2000 e 3000 metri.

I test sono stati eseguiti su di una pista di atletica di 400 m (omologata FIDAL), in 4 giornate intervallate tra loro da 24 ore di riposo, alla stessa ora della giornata.

In seguito, per ogni atleta, è stata calcolata la retta unente i valori di percorrenza dei test sui 1000 e sui 1500 m e dei test sui 2000 e 3000 m, è stata inoltre calcolata la retta di regressione lineare interpolante i valori di percorrenza dei 4 test (1000, 1500, 2000 e 3000 metri).

Il valore del coefficiente b (y = a + bx) delle due rette e della retta di regressione così calcolate, è stato assunto come valore della velocità critica, assumibile come il valore di velocità corrispondente alla soglia anaerobica, in accordo a quanto enunciato da Ettema ( 1966).

Venivano in tal modo calcolati tre diversi valori di percorrenza corrispondenti alla soglia anaerobica (VSA), il primo ricavato dalla retta unente i valori di percorrenza del test dei 1000 e dei 1500 m, il secondo relativo alla retta di regressione lineare interpolante i valori di percorrenza dei 4 test e l'ultimo ricavato dalla retta che univa i valori di percorrenza relativi ai test dei 2000 e 3000 m.

In tre giorni successivi, intervallati tra loro da 24 ore di riposo, alla stessa ora della giornata, ad ogni soggetto veniva richiesto di effettuare un test di corsa su pista della durata di 20' (Billat e coll, 1994) al ritmo corrispondente alla VSA calcolata con i tre metodi sopra descritti.

Al fine di poter garantire una percorrenza il più possibile uniforme, sul lato interno della pista erano stati posti dei marcatori ogni 50 m, ogni soggetto veniva dotato di un walkman portatile e di una audiocassetta che riproduceva un segnale sonoro che doveva coincidere, durante la prova, ad ogni passaggio rispetto ad un marcatore.

Durante la prova veniva monitorizzata, battito per battito, la frequenza cardiaca, tramite un cardiofrequenzimetro Polar (modello Vantage NV).

Alla fine di ogni prova venivano effettuati tre prelievi di sangue capillare arterializzato di 32 m

( capillari ringcaps, Li Heparin, Reflotron) dal polpastrello di un dito, tale campione veniva analizzato tramite un analizzatore di lattato fotoenzimatico (Accusport, Boeringher Mannheim, Germany). I prelievi erano effettuati: immediatamente dopo il test, dopo 3' e dopo 5', veniva ritenuto valido il valore di lattato maggiormente elevato. Nel caso in cui il valore di lattato registrato dopo 5' fosse stato ancora superiore al valore precedente (3'), venivano effettuati ulteriori prelievi (uno ogni 2'), sino all'ottenimento di una cinetica completa.

Infine, per cercare di evitare ogni possibile interferenza di tipo alimentare nei confronti del risultato concernente l'analisi di produzione di lattato, ad ogni soggetto veniva preventivamente raccomandato di mantenere lo stesso regime alimentare nel pasto precedente il test (Hartmann, 1998).

Statistica

Per ogni variabile considerata sono stati calcolati gli indici statistici ordinari come media, varianza e deviazione standard. I valori medi di percorrenza a ritmo di soglia calcolati ed valori di lattato prodotto, sono stati tra loro confrontati attraverso un test per campioni appaiati di Wilcoxon.

I valori di lattato registrati sono inoltre stati confrontati statisticamente con il valore atteso di 4 mml l-1 attraverso un test di c 2 (valori osservati contro valori attesi).

Il livello di significatività è stato posto a p<0.05.

Risultati

I tempi di percorrenza registrati durante i test dei 1000, 1500, 2000 e 3000 m, sono riportati in tabella 1.

Il valore VSA ricavato dal test dei 1000 e 1500 m (VSA1) m è stato pari a 12.54 ± 1.78 km ·h-1.

Il valore VSA ricavato dai test dei 1000, 1500, 2000 e 3000 m (VSA2) m è stato pari a 12.22 ± 1.60 km ·h-1.

Il valore VSA ricavato dal test dei 2000 e 3000 m (VSA3) m è stato pari a 11.90 ± 1.42 km ·h-1..

La differenza tra le medie dei valori di VSA1 con VSA2 e VSA3, è risultata statisticamente significativa (p<0.001).

La differenza tra le medie dei valori di VSA2 e VSA3, è risultata statisticamente significativa (p<0.002)

I massimi valori di lattato registrati dopo i 20' di percorrenza a VSA1, VSA2 e VSA3 sono stati rispettivamente di 5.21 ± 0.99, 4.90 ± 0.94 e 4.51 ± 0.79 mml · l-1.

La differenza tra le medie dei valori di lattato registrati è stata statisticamente significativa in tutti i tre casi considerati (p<0.001).

La FC a VSA1, VSA2 e VSA3 è risultata pari rispettivamente a 176 ± 11, 174 ± 9, 172 ± 8 p · min-1.

La differenza tra le medie dei valori di FC registrati è stata statisticamente significativa per tutti i tre casi considerati (p<0.05).

I valori del c 2 concernente i valori di lattacidemia registrati dopo il palier di 20'' di percorrenza a ritmo di VSA1, VSA2 e VSA3, contro il valore atteso di 4 mm · l-1 sono stati rispettivamente di 4.67, 3.15 e 1.61.

Tali valori indicavano l'assenza di differenze statisticamente significative tra i dati registrati ed il valore atteso.

Discussione

La velocità critica, è identificabile nella pendenza della retta che esprime l'evoluzione del tempo limite in funzione della distanza limite, ossia l'evoluzione del record dell'atleta su determinate distanze di percorrenza.

La velocità così determinata sarebbe molto prossima alla VSA, ovvero alla velocità alla quale l'atleta presenta una lattacidemia stabile di 4 mml · l-1 (Lechevalier, 1989; Ettema, 1966).

Questa relazione, nell'ambito di uno stesso atleta, si presenta di tipo lineare per distanze comprese tra i 1500 ed 5000 m, riflettendo in tal modo la progressiva sollecitazione del metabolismo aerobico in rapporto all'aumento della distanza di corsa (Sherr, 1989).

La figura 4 rappresenta la relazione di tipo lineare che intercorre distanza e tempo limite secondo l'equazione proposta da Ettema (1966):

Dlim = a + blim (1)

Nella quale il coefficiente a rappresenta la distanza, espressa in metri, percorribile grazie alle riserve di O2 ed al metabolismo anaerobico, nel caso riportato pari a circa 286 m, ed il coefficiente b costituisce la velocità critica, nel caso specifico 3.96 m · s-1 pari a 14.2 km/h. Il concetto di velocità critica è quindi quello di massima velocità compatibile con la ricostituzione delle riserve metaboliche attraverso il meccanismo aerobico.

La VSA, che come abbiamo già accennato, presenta una buona correlazione con la velocità critica, rappresenta quindi il valore superiore nell'ambito della velocità sostenibile in uno stato di equilibrio, che vede il debito di produzione del lattato uguale alla sua debito di utilizzo (Brooks, 1985, Di Prampero, 1998).

L'interesse della determinazione della VSA, risiede nella sua buona correlazione con la performance quando quest'ultima è costituita dalla corsa prolungata, correlazione generalmente maggiore rispetto a quella riscontrabile con il VO2 max (Sjödin e Svedenhag, 1985), anche se, questo solo parametro, non risulta sufficiente nello spiegare la performance in un gruppo di atleti omogeneo (Billat, 1994).

Nell'ambito del presente studio, la VSA registrata attraverso i tre diversi tipi di calcolo descritti nel protocollo (VSA1, VSA2 e VSA3), non presenta in nessun caso una differenza statisticamente significativa con il valore atteso di 4 mml · l-1.

Questo risultato, confermerebbe come, nell'ambito della relazione distanza-tempo considerata, il valore di velocità critica calcolabile sia ben sovrapponibile al valore di VSA reale.

Questo dato viene avvalorato anche dal fatto che la FC registrata durante le tre prove, rientra nell'ambito di valori di frequenza normalmente compatibili (80-85% della FC massimale teorica) con un lavoro svolto ad intensità pari alla soglia anerobica dell'atleta (Billat, 1998).

Tuttavia il miglior valore di c 2 (1.61) registrato tra la reale produzione di lattato registrata a VSA3 ed il valore atteso di 4 mml · l-1, indica la maggior affidabilità di questo tipo di calcolo nella determinazione della VSA stessa.

Il maggior valore di lattato prodotto durante le percorrenze a VSA1 e VSA2 rispetto alle 4 mml · l-1 attese (rispettivamente 30.25 e 22.5%), può essere spiegato dal fatto che, il test sulla distanza dei 1000 m, inserito per cercare di rendere più veloce il possibile protocollo di determinazione, si è rivelato troppo corto temporalmente (3'29'' ± 22'' nel gruppo maschile, 4'00'' ± 13'' nel gruppo femminile) in rapporto al tempo ideale necessario durante un protocollo triangolare, rivolto alla determinazione della velocità di percorrenza a lattacidemia stabile .

Il tempo ideale di percorrenza ad ogni palier risulterebbe infatti essere di 10'' (Stegmann e Kindermann, 1981; Denis, 1988; Billat 1998), molto più vicino quindi ai tempi di percorrenza relativi alle prove sui 2000 m (7'56'' ± 56'' nel gruppo maschile, 9'22'' ± 30'' nel gruppo femminile) e sui 3000 m (12'37'' ± 1'30'' nel gruppo maschile e 14'56'' ± 49'' nel gruppo femminile).

Nel caso dell'inserimento del valore relativo al test dei 1000 m, il valore di velocità critica e conseguentemente di VSA, venivano sovrastimati del 5.15% (p<0.001) nel caso di VSA1 e del 2.6% (p<0.002) nel caso di VRA2.

Occorre tuttavia sottolineare come un valore di lattato pari a quello registrato durante le due prove sopraindicate ( rispettivamente 5,21 ± 0.99 e 4.9 ± 0,94 mml · l-1) siano comunque ragionevolmente accettabili come valori attendibili di VSA.

Infatti alcuni Autori (Pinto Ribeiro e coll. 1986), hanno evidenziato come ad intensità di lavoro corrispondenti alla VSA il valore di [ Las] , registrato dopo 20' di percorrenza, fosse pari a 5.5 mml · l-1, valore che restava praticamente invariato sino al 40° minuto, quando l'esercizio giungeva a conclusione.

Inoltre è interessante notare come gli Autori riferiscano che, dal 20° al 40° minuto, il quoziente respiratorio fosse uguale a quello osservato ad intensità inferiori, quando il [ Las] era compreso tra le 2 e le 3 mml · l-1.

Le distanze dei 2000 e dei 3000 m sembrerebbero comunque le più adatte all'effettuazione di questo tipo di calcolo, anche se, probabilmente, l'inserimento di un test sui 5000 m potrebbe migliorare ulteriormente l'attendibilità del risultato.

Occorre tuttavia sottolineare, sia l'appesantimento del protocollo di test, sia la relativa difficoltà, soprattutto di natura psicologica, per un atleta non specialista, nell'affrontare una prova di questa lunghezza.

Conclusioni

Questo lavoro ha permesso la validazione di un semplice test attraverso il quale è possibile ottenere un affidabile valore di VSA, senza l'utilizzo attrezzature particolari, che comportino costi relativamente elevati e/o metodiche di tipo invasivo, che possano risultare non particolarmente gradite all'atleta.

Questa considerazione naturalmente, nulla toglie all'utilizzo di metodiche invasive di determinazione della VSA, quando le condizioni richiedano un'accurata precisione di calcolo di quest'ultima.

Vorremmo, per concludere, fornire un'ulteriore indicazione di ordine pratico , al fine di poter determinare la VSA, senza dover necessariamente calcolare l'equazione della retta distanza-tempo.

La velocità critica, e conseguentemente la VSA, sono calcolabili dividendo la differenza tra le due distanze espresse in metri ( 3000 e 2000, nel caso di VSA3) per la differenza tra i due tempi di percorrenza espressi in secondi, si ottiene in tal modo il valore della VSA espressa in m · s-1, è quindi sufficiente moltiplicare questo valore per 3.6 per ottenere la velocità di VSA espressa in km/h.

La parte di lavoro, espressa in metri, sostenuta attraverso le riserve di O2 ed il meccanismo anaerobico, è calcolabile sottraendo al valore di una delle due distanze, non importa se la maggior oppure la minore, il prodotto tra la velocità critica calcolata ( espresso in m · s-1) ed il tempo relativo alla distanza considerata (espresso in secondi).

In quest'ultimo caso l'attrezzatura necessaria per effettuare il test, è veramente ridotta al minimo essenziale: un semplice cronometro.

Tabella 1: tempi di percorrenza (media ± deviazione standard) registrati durante i test sui 1000, 1500, 200 e 3000 m.

Figura 1: valori di VSA calcolati attraverso i tre tipi di test

Figura 2: massimi valori di lattato ematico registrati dopo la prova di percorrenza, ai diversi ritmi di VSA calcolati, protratta per 20'.

Figura 3: valori di c 2 riguardanti il valore di lattato ematico registrato dopo la prova di percorrenza, ai diversi ritmi di VSA calcolati, protratta per 20' ed il valore atteso di 4 mml · l-1.

Figura 4: Relazione distanza-tempo per un atleta che abbia come record personale sui 1500 m 5'09'', sui 2000 m : 7'10'', sui 3000 m 11' 23'' e sui 5000 m 19'50''. La velocità critica calcolata è di 3.96 m · s-1 pari a 14.2 km/h.

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