VO2 max - Come misurarlo, calcolarlo e cosa aiuta davvero?

Come un atleta di resistenza, probabilmente hai già sentito parlare di VO2 max. In parole semplici, si tratta della tua capacità di utilizzare l'ossigeno.

Se vuoi aumentare il tuo VO2 max, ti servono due cose:

• un programma di allenamento specializzato,
• un corretto supporto degli integratori alimentari.

In questo blog impari cos'è VO2 max e come calcolare, misurare e testare il tuo VO2 max.

Cos'è il VO2 max?

VO2 max è la massima capacità aerobica che il corpo può usare sotto sforzo in un minuto. Si tratta della capacità massima di assorbimento di ossigeno, la sua massima capacità di trasportarlo alle cellule muscolari e la sua massima utilizzazione - ovvero il suo consumo nelle cellule.

Il tuo VO2 max determina il valore più alto per la creazione di energia negli sport di resistenza ed è un gamechanger nel ciclismo, triathlon, nuoto, podismo e corsa in montagna, ma anche per sport più veloci, come il calcio, pallacanestro e hockey su ghiaccio.

Qual'è il significato di VO2 max?

VO2 max è uno dei fattori più importanti del progresso. Tanti atleti di resistenza cercano di aumentare il loro VO2 max, dai velocisti ai fondisti. Ma questo richiede uno sforzo considerevole.

Il VO2 max, difatti, dipende dalla conversione dell'ATP nei mitocondri. Si tratta di un processo elementare che ricava l'energia in modo aerobico. L'adenosina-5'-trifosfato (ATP) è la molecola usata come fonte di energia in tutti i processi del corpo.

Il corpo contiene circa 250 g della molecola ATP e per ottenere energia, il corpo scompone l'ATP nei suo ingredienti di base, poi nel processo di metabolismo gli enzimi di nuovo si compongono in 'carburante'.

Il VO2 max è espresso come il rapporto tra i litri di ossigeno al minuto (L/min) o millilitri per chilogrammo di peso corporeo al minuto (ml/kg/min). Il VO2 max si calcola usando l'equazione di Fick, in base alla quale il VO2 max è uguale alla gittata cardiaca (volume), moltiplicata con la quantità di ossigeno nelle vene (arterie meno vene):

VO2 max = Q x (CaO2 - CvO2)

Cosa influenza il livello di VO2 max?

Il livello di VO2 max è influenzato dai seguenti fattori:

• Capacità polmonare (i polmoni attraverso i capillari saturano il sangue arterioso con l'ossigeno)
• Capacità cardiaca (la frequenza del battito cardiaco, volume sistolico)
• Capacità ossidante del sangue (quantità di sangue, emoglobina, ematocrito),
• Capacità dei muscoli di ricevere l'ossigeno (mitocondri, capillari, enzimi ossidativi)

Capacità polmonare

La capacità polmonare è il primo passo del trasporto di ossigeno ai muscoli. Con il test spirometrico è possibile determinare la tua capacità polmonare, per la quale vuoi ottenere valori almeno nel livello medio.

Molto dipende anche dalla tecnica di respirazione, perciò un piano di allenamento efficiente si concentra anche sull'allenamento della respirazione.

Capacità cardiaca

La forza pulsante del cuore è la combinazione del volume sistolico (VS) e della frequenza cardiaca. Il volume sistolico è il volume del sangue che il ventricolo cardiaco spinge con una sistole (cioè dal ventricolo sinistro all'aorta).

Con esercizio fisico - aerobico - possiamo aumentare il volume sistolico, il che di solito risulta in una ridotta frequenza cardiaca in fase di inattività, e questo poi causa una prolungata diastole ventricolare (ripiena di sangue). Questo aumenta anche il volume diastolico e la quantità di sangue spinto dal ventricolo durante la sistole.

Il sangue e la capacità ossidativa

La tua capacità aerobica è influenzata molto dalla quantità di sangue e dalla capacità ossidativa del sangue.

Con l'allenamento aumenti la quantità di sangue e con un allenamento corretto, abbastanza riposo e nutrizione adeguata il sangue avrà anche un'ottima capacità ossidativa.

I capillari polmonari trasportano l'ossigeno attraverso eritrociti (che oltre all'ossigeno trasportano anche il CO2) fino ai mitocondri. In riguardo agli eritrociti ci interessano specialmente i valori dell'emoglobina (alla quale si lega l'ossigeno), mentre altri valori importanti sono l'ematocrito (la percentuale degli eritrociti nel volume del sangue pieno), MCV (il volume medio dell'eritrocita), MCH (la quantità media di emoglobina nell'eritrocita), MCHC (la concentrazione media di emoglobina nel volume degli eritrociti) e i valori del ferro.

Il ferro si trova principalmente nell'emoglobina e in caso di carenza e prima delle gare, ma senza la presenza di un dottore solo a breve termine possiamo integrarlo con le compresse di ferro, una forma estremamente biodisponibile. 

Capacità muscolare

Gli alti valori superiori comunque non bastano se i muscoli non sono in grado di assorbire l'ossigeno. Questo si chiama la capacità ossidativa dei muscoli e dipende dalla densità della rete capillare nei muscoli, dal numero di mitocondri e dall'attività degli enzimi ossidativi. 

Se un test rivela che hai problemi in quest'area, è necessario concentrarsi su questo problema durante l'allenamento in modo corretto e sufficiente.

Come misurare il VO2 max (a casa)?

Il VO2 max può essere accuratamente misurato con un test graduale usando strumenti per la misurazione dello scambio di gas polmonare (VO2 / VCO2).

Ma poiché a casa non ce li abbiamo questi strumenti, possiamo ottenere risultati parecchio precisi usando vari test, coi quali poi possiamo calcolare il VO2 max. Non spaventarti, le formule sembrano più complesse di quanto siano.

Test graduale

Uno dei test più utili è il test graduale. Qui ci interessa principalmente la potenza (W) all'ultimo livello (PPO - peak power output).

La formula per calcolare il VO2 max è la seguente:

dove P rappresenta la potenza (watt) e m il peso corporeo (kg). 

In base all'efficienza dell'atleta, i valori possono deviare di 5%.

Il VO2 max può essere espresso in modo assoluto, cioè in flusso di litri di ossigeno al minuto (L/min). In questo modo ognuno può calcolare quanta energia è capace di creare: 1 litro di ossigeno assorbito crea circa 5 kcal ovvero 21 kJ di energia.

Il test di Balke per podisti - 15 minuti

Una delle soluzioni più utili per podisti è il test di Balke, che dura 15 minuti. Il test richiede di correre il più velocemente possibile per 15 minuti e alla fine annotare la distanza percorsa (fino ai 25 metri più vicini).

Il test si calcola con la seguente formula:

VO2 max [ ml/kg/min ]  = ((m/15-133) x 0,172)) + 33,3

dove "m" rappresenta i metri percorsi.

I valori del VO2 max

Le opinioni se il VO2 max è innato o se si puo allenare divergono.

Dato che la misurazione del VO2 max è una combinazione di diversi fattori, si può certamente migliorare. Ma è anche vero che alcune persone devono sforzarsi molto di più per raggiungere i valori raccomandati paragonato agli altri, nati con predisposizioni migliori.

Per i ciclisti vale che i valori sotto 70 ml/km/min sono troppo bassi per il livello professionale. Negli sport che usano più muscoli, questi numeri sono ancora più alti. Per le donne, questi valori si riducono di circa 20-30%.

Il risultato dipende molto anche dalla percentuale del VO2 max sulla quale si trova la tua soglia anaerobica. La soglia anaerobica è il punto dal quale, data la mancanza di ossigeno, la produzione di ATP crea sostanze residue (ioni di idrogeno e lattato), il che significa che la tua energia presto comincerà a calare. 

Se la soglia si trova su una percentuale del VO2 max abbastanza bassa, possiamo essere minacciati anche da persone meno capaci, che però hanno la soglia anaerobica su una percentuale del VO2 max più alta, anche se questo può essere decisivamente più basso.

I ciclistti professionisti e fuoriclasse hanno la soglia anaerobica tra 85-90% del VO2 max, mentre quelli meno allenati tra circa 70-80%.Il VO2 max però non racconta tutta la storia - bisogna paragonare il primo con VLamax e scoprire se una persona ha un metabolismo anaerobico ed aerobico più sviluppato (pathway glicolitico). Se non testi tutti gli aspetti che influenzano le tue capacità, è difficile dedurre quale segmento bisogna migliorare.

Tutti questi dati ti permettono di calcolare la tua potenza alla soglia anaerobica - e possibile anche divertirsi un po' e cambiando vari valori calcolare cosa bisogna cambiare/elevare per ottenere il tuo obiettivo.

Esempio di calcolazione della potenza alla soglia anaerobica

Prendiamo per esempio un ciclista con una massa muscolare di 65 kg, VO2 max 75 ml/kg/min, la soglia anaerobica al 90% del VO2 max e un'efficienza di 23%. Cosa significa l'ultimo parametro - efficienza - vedremo nell'esempio di sotto, calcolato con la già nota formula:

75 ml/kg/min x 65 kg = 4,88 L/min (VO2 max assoluto)

4,88 L/min x 90% = 4,39 L/min (VO2max assoluto alla soglia anaerobica)

A questo punto arriviamo all'efficienza, ovvero quanta potenza un ciclista è capace di creare da un litro di ossigeno o qual'è la percentuale di energia a tua disposizione che sei capace di usare.

Vale la regola che un ciclista medio sia capace di utilizzare solamente circa 21-23% di energia, il che significa che con un litro di ossigeno produce tra 75-85 W. Il resto dell'energia viene usato dal corpo per la sua funzione e per trasformare l'energia in ATP, e a "perdersi" è anche il calore superfluo.

Alla fine moltiplichiamo anche il VO2 max assoluto con l'energia usata per litro e arriviamo alla ben nota unità Watt per chilogrammo:

Da queste calcolazioni traspare che per ottenere risultati eccezionali abbiamo bisogno di:

• Un VO2 max alto.
• La soglia anaerobica ad un'alta percentuale del VO2 max.
• Alto livello di efficienza nella conversione di energia.

Tabella VO2 max - dati normativi 

Le due tabelle di sotto mostrano i valori classificati per le normative del VO2 max in ml/kg/min.

I numeri nella prima riga mostrano la valutazione della capacità:
1 – molto scarsa
2 – scarsa
3 – soddisfacente
4 – buona
5 – molto buona
6 – eccellente

Valori VO2 max per uomini:

Age	1	2	3	4	5	6
13-19	< 35,0	35,0-38,3	38,4-45,1	45,2-50,9	51,0-55,9	> 55,9
20-29	< 33,0	33,0-36,4	36,5-42,4	42,5-46,4	46,5-52,4	> 52,4
30-39	< 31,5	31,5-35,4	35,5-40,9	41,0-44,9	45,0-49,4	> 49,4
40-49	< 30,2	30,2-33,5	33,6-38,9	39,0-43,7	43,8-48,0	> 48,0
50-59	< 26,1	26,1-30,9	31,0-35,7	35,8-40,9	41,0-45,3	> 45,3
60+	< 20,5	20,5-26,0	26,1-32,2	32,3-36,4	36,5-44,2	> 44,2

Valori VO2 max per donne:

Age	1	2	3	4	5	6
13-19	< 25,0	25,0-30,9	31,0-34,9	35,0-38,9	39,0-41,9	> 41,9
20-29	< 23,6	23,6-28,9	29,0-32,9	33,0-36,9	37,0-41,0	> 41,0
30-39	< 22,8	22,8-26,9	27,0-31,4	31,5-35,6	35,7-40,0	> 40,0
40-49	< 21,0	21,0-24,4	24,5-28,9	29,0-32,8	32,9-36,9	> 36,9
50-59	< 20,2	20,2-22,7	22,8-26,9	27,0-31,4	31,5-35,7	> 35,7
60+	< 17,5	17,5-20,1	20,2-24,4	24,5-30,2	30,3-31,4	> 31,4

La tabella VO2 max presa da: Heyward HV, The Physical Fitness Specialist Certification Manual, 3rd ed. The Cooper Institute for Aerobics Research, Dallas TX. 1998; str. 48.>