EPOC – Consumo di ossigeno in eccesso post-allenamento-

 

EPOC  acronimo di Excess Postexercise Oxygen Consumption  (volgarmente detto “afterburn”) , traducibile in italiano come Consumo di ossigeno in eccesso post-allenamento, è l’indice di misurazione dell’aumento del consumo di ossigeno a seguito della intensa attività, destinato a soddisfare il “debito di ossigeno” del corpo. Talvolta alcune ricerche denominano questo evento come Excess post-exercise energy expenditure (EPEE), cioè dispendio energetico in eccesso post-allenamento, riferendosi nello specifico al consumo energetico piuttosto che a quello di ossigeno.

L’EPOC rappresenta in altri termini l’incremento del metabolismo totale e del dispendio energetico per diverse ore a seguito dell’allenamento fisico[, ed è collegato alla termogenesi da attività fisica (EAT), che invece stima il dispendio energetico durante l’attività.

Bisogna sapere che al termine dell’esercizio fisico, l’attività metabolica e il dispendio calorico non ritornano ai livelli di riposo, ma rimangono più elevati per un tempo relativamente lungo in base all’intensità e alla durata dell’attività, un concetto noto come Post Exercise Energy Consumption (EPOC)]. Il corpo continua a richiedere ossigeno ad un tasso superiore rispetto ai valori basali. Originariamente indicato con il nome di debito di ossigeno, questo stato post-esercizio era stato ipotizzato da AV Hill e H. Lupton già nel 1922. Hill e Lupton teorizzarono che il corpo ha la necessità di sostituire l’ossigeno utilizzato dai muscoli in attività durante l’esercizio sia leggero che intenso.

Più recentemente, precisamente dal 1984, i ricercatori hanno iniziato ad usare il termine EPOC per riconoscere i diversi eventi che si verificano per riportare il corpo all’omeostasi. L’incremento del EPOC è proporzionale all’intensità e la durata (o volume) dell’attività fisica, e i suoi valori appaiono spiccati dopo esercizio ad alta intensità, ma non dopo esercizio fisico di blanda intensità]. Molti studi concludono però che l’intensità abbia un impatto notevolmente maggiore sul EPOC rispetto alla durata.

Gli studi hanno riscontrato che la portata (l’elevazione del consumo di ossigeno) e la durata (il tempo in cui il consumo di ossigeno rimane elevato) del EPOC dipendono dall’intensità e dalla durata dell’esercizio. Di solito, occorrono al corpo tempi largamente variabili che vanno da 15 minuti a 48 ore, per recuperare completamente i valori allo stato di riposo. Altri fattori che influenzano l’EPOC includono lo stato dell’allenamento e il sesso. Va rilevato che molte differenze metodologiche (ad esempio l’esecuzione di esercizi da seduto o da posizione supina, o le tecniche/criteri utilizzati per ottenere questi valori) nei vari studi contribuiscono a delineare delle ampie variazioni nella durata temporale del EPOC.

Cenni fisiologici

L’EPOC è uno di quei fattori che possono spiegare i processi metabolici e fisiologici che si verificano durante la fase di recupero in seguito dell’esercizio fisico. Durante il recupero, l’ossigeno (EPOC) viene utilizzato per lo svolgersi dei processi di ripristino dell’organismo allo stato di riposo che si adatta alle imposizioni dall’esercizio appena eseguito. Questi processi includono: l’aumento della temperatura corporea (ipertermia) che si eleva per qualche ora, l’aumento dell’attività cardiaca, e l’aumentato impiego di ossigeno, e quindi dei processi ossidativi. Il 2-5% del EPOC è impiegato per ristabilire l’ossigenazione dei tessuti (come il muscolo scheletrico) e i fluidi corporei (come il sangue). Avviene un riequilibrio salino tra calcio, sodio, e potassio. L’aumento del metabolismo totale è dovuto anche al bilanciamento ormonale, dunque all’attività endocrina e neuroendocrina delle molecole triiodotironina e tiroxina(aumento dell’attività tiroidea), adrenalina e noradrenalina, e cortisolo (aumentata attività surrenale).

 L’EPOC ristabilisce le scorte di fosfageni: viene sintetizzato nuovo ATP e alcune di queste molecole cedono il loro gruppo fosfato alla creatina fino a che i livelli di ATP e creatina sono tornati nuovamente ai livelli basali. L’EPOC viene impiegato anche per ossidare l’acido lattico. L’acido lattico viene prodotto durante l’esercizio e poi viaggia attraverso il flusso ematico verso i reni, il muscolo cardiaco (miocardio), e il fegato. Una quantità maggiore di ossigeno è necessaria a convertire l’acido lattico ad acido piruvico in questa collocazione]. Elevati valori di EPOC rappresentano uno dei fattori responsabili dell’elevazione del metabolismo a seguito dell’esercizio fisico e uno dei principali motivi per cui l’esercizio stesso contribuisce in maniera sensibile ad avviare i processi di dimagrimento nelle svariate ore successive al termine (lipolisi).

Schema  Generale

Durante l’EPOC il corpo sta ripristinando il suo stato pre-esercizio, e sta quindi consumando ossigeno ad un ritmo elevato. Ciò significa che anche l’energia viene consumata ad una velocità elevata. Di seguito i meccanismi si verificano durante EPOC:

  • 1) Ricostituzione delle risorse energetiche: Il recupero delle scorte si verifica per le fonti immediate di energia, note come fosfati o fosfageni muscolari, che sono rappresentati da fosfocreatina (CP) e adenosina trifosfato (ATP). Inoltre, il lattato, una molecola che viene prodotta durante l’esercizio più intenso, viene convertita in piruvato per l’utilizzazione come combustibile. Il corpo inoltre avvia il ripristino del glicogeno che è stato utilizzato durante la sessione di attività fisica.
  • 2) Riossigenazione del sangue e ripristino degli ormoni in circolo: durante il metabolismo nell’esercizio, grandi quantità di ossigeno sono utilizzate per sfruttare le fonti energetiche. Pertanto, il corpo continua a consumare energia dopo l’esercizio per ri-ossigenare il sangue. Inoltre, nel periodo post-esercizio, il corpo ripristina i livelli di ormoni circolatori, che aumentano durante l’esercizio, ai livelli basali.
  • 3) Diminuzione della temperatura corporea: come l’energia viene liberata dai tessuti muscolari in attività, viene prodotto calore (termogenesi da attività fisica). Così, anche durante l’EPOC, il corpo deve spendere energia per ripristinare la normale temperatura corporea.
  • 4) Recupero della normale ventilazione e frequenza cardiaca: il dispendio energetico è molto elevato, il corpo ritorna rapidamente ad un tasso di respirazione normale, come anche la frequenza cardiaca, ritornano ai livelli pre-esercizio

    Le fasi

    Possiamo suddividere l’EPOC in 2 fasi che insieme costituiscono il periodo totale di recupero:

    Fase veloce (entro un’ora):

    • Temperatura elevata (ipertermia);
    • Ventilazione polmonare elevata;
    • Aumentata attività cardiaca;
    • Recupero dei livelli di ossigeno (O2) a livello ematico e muscolare;
    • Risintesi di Adenosin tri-fosfato (ATP);
    • Risintesi della fosfocreatina (CP);
    • Ossidazione del lattato (gluconeogenesi);
    • Conversione del lattato a glicogeno muscolare (ciclo di Cori);

    Fase lenta (da una a più ore):

    • Metabolismo accelerato;
    • Elevato livello delle catecolamine (adrenalina, noradrenalina);
    • Elevato livello degli ormoni tiroidei (tiroxina o T4);
    • Elevato livello degli ormoni glucocorticoidi(cortisolo);
    • Risintesi delle scorte di glicogeno muscolare (glicogenosintesi muscolare);

Sintesi

Analizzando le varie ricerche sul EPOC nel post-esercizio indotto dall’allenamento cardiovascolare, si può riscontrare che l’intensità sia un fattore importante nel determinare l’entità del EPOC. In questo caso anche la durata o volume gioca un ruolo importante:

  • A blanda intensità (meno del 50% del VO2max) l’EPOC ha una durata che non supera la mezz’ora in seguito al termine dell’attività, e contribuisce minimamente all’aumento del dispendio energetico;
  • A moderata intensità (attorno al 50% del VO2max) la durata del EPOC supera un’ora prolungandosi al massimo per circa due ore, contribuendo moderatamente all’incremento della spesa energetica post-allenamento. Pare però che aumentando la durata dell’esercizio a questa intensità l’EPOC possa essere prolungato;
  • Ad intensità medio-alta e alta (70% del VO2max o superiore) l’EPOC si presenta maggiore e più duraturo, imponendo un consumo di ossigeno di circa il 15% dell’ossigeno totale consumato durante l’esercizio.
  • Al di fuori del contesto aerobico, ad alte intensità (80-90% VO2max) l’EPOC è ancora maggiore e più duraturo;
  • Ad intensità anaerobica sovramassimale (oltre il 100% del VO2max) e brevissima durata (1-2 min.) l’EPOC si intensifica nella sua componente rapida, più che con l’allenamento aerobico di durata;

In sintesi, maggiore è l’intensità dell’allenamento cardiovascolare, più intenso e prolungato sarà l’EPOC, mentre il volume dell’allenamento (o durata) riesce ad incidere su questo parametro ma in maniera relativamente minore. Di conseguenza, l’esercizio cardiovascolare anaerobico (come l’HIIT), o l’esercizio cardiovascolare aerobico continuato ad alta intensità (in prossimità della soglia anaerobica) incidono sull’EPOC più dell’esercizio aerobico tradizionale a bassa e a moderata intensità.