Introduzione: il ruolo del lattato nell’allenamento

Per decenni, il lattato è stato utilizzato per comprendere l’intensità dell’esercizio e gli adattamenti all’allenamento. A lungo è stato erroneamente considerato un «prodotto di scarto» del metabolismo anaerobico; tuttavia, le ricerche più recenti confermano che viene prodotto anche a riposo e durante l’esercizio a bassa intensità. Questa scoperta ha rivoluzionato il suo ruolo nella scienza dello sport, portandoci a riconoscere il lattato come un importante intermediario metabolico.

Quando l’intensità dell’esercizio aumenta, la produzione di lattato supera la capacità dell’organismo di smaltirlo attraverso l’ossidazione nel muscolo cardiaco e in quello scheletrico, portando al suo accumulo nel sangue. Il punto in cui si verifica questo squilibrio, noto come soglia del lattato, è diventato fondamentale per determinare le zone di intensità dell’allenamento e migliorare la prestazione atletica. In genere, nell’allenamento si fa riferimento a due soglie; in questo blog, tuttavia, ci riferiremo alla seconda soglia (LT2) come alla soglia del lattato.

Nonostante l’importanza del lattato, il metodo tradizionale per misurarlo è invasivo e poco pratico in tempo reale. Questo limite ha suscitato interesse per approcci alternativi, come i metodi non invasivi per misurare il lattato e la saturazione di ossigeno muscolare (SmO2), rilevata mediante spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS).

Il ruolo del lattato nell’allenamento e nella prestazione

I livelli di lattato nel sangue vengono utilizzati da tempo per determinare l’intensità alla quale un atleta può mantenere la prestazione. Le soglie del lattato permettono di individuare zone di allenamento personalizzate, aiutando allenatori e atleti a scegliere l’intensità appropriata per sviluppare la capacità aerobica ed evitare l’affaticamento precoce.  

Durante l’esercizio intenso, la produzione di energia dipende in larga misura dalla glicolisi, una via metabolica rapida che converte il glucosio in piruvato. Quando la richiesta energetica è elevata, il piruvato viene ridotto a lattato per sostenere la produzione di ATP, poiché le sole vie ossidative non riescono a soddisfare la richiesta. Se il lattato si accumula più rapidamente di quanto venga smaltito, vengono rilasciati anche ioni idrogeno (H+), che contribuiscono all’affaticamento e alla riduzione della capacità di esercizio.

 

 

Potenza e soglia del lattato

La soglia del lattato si verifica spesso intorno a una concentrazione di lattato nel sangue di 4 mM/L, che segna il passaggio dal metabolismo aerobico a quello anaerobico. Tuttavia, questo valore di potenza (in watt) non è uguale per tutti. Gli studi confermano che la potenza alla soglia del lattato varia notevolmente in base all’efficienza metabolica individuale e alla capacità di smaltire il lattato. Gli atleti che lo smaltiscono in modo efficiente ottengono migliori prestazioni di resistenza e accumulano meno lattato nel sangue a parità di potenza.

Questa variabilità sottolinea l’importanza di test individuali del lattato per prescrivere efficacemente le intensità di allenamento.

 

Misurare il lattato in tempo reale: sfide e limiti

Nonostante sia utile per definire le zone di allenamento, il tradizionale test del lattato nel sangue presenta importanti limiti:

• Invasivo:
  Il prelievo di sangue richiede una puntura al dito o all’orecchio, interrompendo l’allenamento e causando fastidio.
• Dati intermittenti: Le misurazioni vengono effettuate durante le pause dell’esercizio e forniscono solo istantanee dei livelli di lattato, anziché dati continui.
• Poco pratico nell’uso quotidiano: I test regolari del lattato richiedono tempo, sono costosi e per lo più inaccessibili agli atleti non professionisti.

Negli ultimi anni, tecnologie emergenti basate sul sudore e sul liquido interstiziale hanno cercato di offrire un monitoraggio continuo e non invasivo dei livelli di lattato. Tuttavia, queste tecniche non sembrano ancora sufficientemente accurate o stabili per essere utilizzate sul campo.
I sensori basati sul sudore, per esempio, sono influenzati dal livello di idratazione e dai fattori ambientali, rendendo le letture incostanti. Di conseguenza, queste tecnologie non sono ancora affidabili né diffuse. Un approccio consiste nel misurare il lattato con sensori basati sul sudore. La relazione tra il lattato nel sudore e quello nel sangue è incostante, poiché le concentrazioni di lattato nel sudore possono variare in base a fattori quali la sudorazione, l’intensità dell’esercizio e le condizioni ambientali. Questa variabilità rende difficile ricavare valori accurati del lattato nel sangue o fornire dati utili durante l’esercizio.

Un altro approccio si basa su sensori del liquido interstiziale, che rilevano il lattato nel fluido tra le cellule mediante microaghi o filamenti sottili inseriti appena sotto la pelle. Questi dispositivi sono comunque minimamente invasivi, poiché richiedono la penetrazione della pelle, cosa che potrebbe scoraggiare alcuni utenti. Inoltre, devono affrontare ostacoli normativi e notevoli sfide ingegneristiche per garantire precisione e scalabilità.

 

Saturazione di ossigeno muscolare (SmO2): un’alternativa in tempo reale

Sebbene il test del lattato resti il metodo di riferimento per determinare le soglie metaboliche, la saturazione di ossigeno muscolare (SmO2) offre un’alternativa non invasiva e utilizzabile in tempo reale. I dispositivi che impiegano la spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS), come i sensori Train.Red, misurano l’equilibrio tra apporto e consumo di ossigeno nei muscoli. In altre parole, indicano quanto efficacemente il muscolo utilizza l’ossigeno.

Come abbiamo spiegato nel blog precedente, le misurazioni dell’ossigeno muscolare e del lattato riguardano due sistemi energetici diversi, che in un certo senso possono spiegarsi indirettamente a vicenda. Pensala così: quando un sistema energetico del corpo (che utilizza ossigeno) viene sopraffatto e inizia a rallentare, un altro sistema (che dipende meno dall’ossigeno) subentra per permetterti di continuare. Con l’aumentare dell’intensità dell’esercizio, la disponibilità di ossigeno diminuisce e i livelli di ossigeno muscolare (%) calano. L’ossigeno muscolare permette di osservare questo cambiamento in tempo reale, senza dover prelevare campioni di sangue. Nella zona della soglia del lattato, esiste una chiara correlazione tra la diminuzione dei livelli di SmO2 e l’aumento della concentrazione di lattato nel sangue.

 

Confronto tra SmO2 e soglia del lattato:

Sebbene la SmO2 non possa sostituire direttamente il test del lattato per individuare con precisione la potenza alla soglia del lattato, gli studi ne dimostrano il potenziale come indicatore indiretto. Per esempio:

• Lecuona Martínez et al. (2021) hanno osservato una differenza media di 13 W ± 18,5 tra la potenza alla soglia stimata in base alla SmO2 e quella basata sul lattato.
• In uno studio analogo (Farzam, Starkweather et al., 2018), la differenza era di 21,4 W e il dispositivo NIRS ha fornito i risultati in meno di tre minuti.

Questi risultati suggeriscono che i dati della SmO2, pur non sostituendo perfettamente il test del lattato, possono stimare in modo affidabile le zone di allenamento, con un metodo pratico e non invasivo. La correlazione tra i livelli di SmO2 e la soglia del lattato può variare in base al tipo di atleta, poiché durante l’esercizio gli atleti fanno affidamento su sistemi energetici e tipi di fibre muscolari diversi.

1. Atleti di resistenza (ad es., fondisti, ciclisti)

• Elevata capacità aerobica: I muscoli con una maggiore densità mitocondriale (fibre di tipo II) tendono ad avere sistemi di apporto e utilizzo dell’ossigeno molto efficienti, quindi i loro livelli di SmO2 potrebbero diminuire più gradualmente all’aumentare dell’intensità.
• Passaggio ritardato all’energia anaerobica: Il loro organismo è allenato a restare più a lungo nella zona aerobica; di conseguenza, il calo della SmO2 è ben correlato al più lento accumulo di lattato.
• Correlazione più forte: In questi atleti, i livelli di SmO2 sono più strettamente correlati a quelli del lattato, rendendo la SmO2 un indicatore affidabile delle soglie.

2. Atleti di potenza/forza (ad es., velocisti, sollevatori di pesi)

• Minore enfasi aerobica: Una maggiore quantità di fibre a contrazione rapida comporta sistemi di apporto dell’ossigeno meno sviluppati e una maggiore dipendenza dalla produzione di energia anaerobica per sforzi brevi e ad alta intensità.
• Calo rapido della SmO2:
  I livelli di SmO2 potrebbero diminuire più rapidamente all’aumentare dell’intensità, a causa della limitata capacità di utilizzare l’ossigeno.
• Correlazione più debole: Il rapido passaggio all’energia anaerobica può comportare una correlazione meno precisa tra SmO2 e livelli di lattato rispetto agli atleti di resistenza.

3. Atleti ibridi (ad es., sport di squadra, atleti Hyrox)

• Utilizzo equilibrato dei sistemi energetici: Questi atleti ricorrono sia ai sistemi aerobici sia a quelli anaerobici, a seconda delle esigenze dello sport praticato.
• Andamento variabile della SmO2: I livelli di ossigeno muscolare possono mostrare andamenti intermedi, con oscillazioni che dipendono dall’equilibrio tra i sistemi energetici utilizzati durante gli allenamenti o le gare.
• Correlazione moderata:
  La dipendenza da una combinazione di sistemi energetici fa sì che l’ossigeno muscolare sia ben correlato nella maggior parte delle situazioni.

Profilo di resistenza:

 

 

 

 

Profilo di potenza:

Implicazioni per l’allenamento

Il tipo di atleta influisce sull’interpretazione dei dati della SmO2:

• Gli atleti di resistenza possono usare l’ossigeno muscolare come indicatore diretto della soglia del lattato e delle zone di allenamento.
• Gli atleti di potenza possono concentrarsi maggiormente sul monitoraggio dell’affaticamento o del recupero, piuttosto che sull’individuazione precisa delle soglie.
• Gli atleti ibridi possono sfruttare l’andamento della SmO2 per adattare l’allenamento alle esigenze specifiche del proprio sport, sia per definire le zone di allenamento sia per monitorare affaticamento e recupero.

 

Conclusione

I test della soglia del lattato sono da sempre un pilastro dell’allenamento di resistenza e forniscono informazioni preziose sui limiti prestativi individuali e sull’efficienza metabolica. Tuttavia, la natura invasiva e poco pratica della misurazione del lattato nel sangue ne limita l’applicazione nella vita reale.

La saturazione di ossigeno muscolare, misurata con dispositivi NIRS come Train.Red, si sta affermando come un’alternativa promettente. Fornendo in tempo reale un riscontro non invasivo sulle dinamiche dell’ossigeno muscolare, il monitoraggio della SmO2 offre agli atleti un metodo pratico per ottimizzare l’intensità dell’allenamento e il recupero. Sebbene non possa ancora sostituire il test del lattato nel sangue per misurare con precisione le soglie, la sua correlazione con la cinetica del lattato la rende uno strumento affidabile per individuare le zone di allenamento.

Con il continuo progresso della tecnologia, il monitoraggio dell’ossigeno muscolare potrebbe presto diventare il metodo preferito dagli atleti di resistenza che cercano dati sulla prestazione in tempo reale. La facilità d’uso, la precisione e il rapporto costo-efficacia lo rendono una svolta per la scienza dello sport, colmando il divario tra i test di laboratorio e le soluzioni pratiche per l’allenamento.

 

 

 

Fonti:

Sendra-Pérez, C., Encarnacion-Martinez, A., Salvador-Palmer, R. et al. Profili delle risposte e delle soglie di ossigenazione muscolare specifiche per i diversi muscoli durante un test incrementale di ciclismo a carico crescente. Eur J Appl Physiol (2024). https://doi.org/10.1007/s00421-024-05593-1
P. Farzam, Z. Starkweather e M. A. Franceschini, «Validazione di una nuova tecnologia indossabile per stimare il livello di saturazione dell’ossigeno e la potenza alla soglia del lattato nel muscolo durante l’esercizio», in Biophotonics Congress: Biomedical Optics Congress 2018 (Microscopy/Translational/Brain/OTS), OSA Technical Digest (Optica Publishing Group, 2018), contributo JTu3A.23.
Perrey, S.; Quaresima, V.; Ferrari, M. Ossimetria muscolare nella scienza dello sport: una revisione sistematica aggiornata. Sports Med. 2024, 54, 975–996.
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