“INTERVAL TRAINING: SALUTE CARDIOMETABOLICA E CEREBRALE “

L’allenamento intermittente è stato utilizzato da atleti e allenatori per oltre un secolo come mezzo per migliorare le prestazioni. Si tratta di un esercizio con caratteristiche intermittenti, in cui periodi di sforzo più intenso sono separati da periodi di recupero all’interno di una singola sessione di allenamento. Anche l’applicazione dell’interval training per il fitness generale è stata a lungo ben apprezzata. Nel loro libro del 1974, Fox e Matthews (1) scrissero: “l’interval training è il modo supremo di allenare una persona, così come la persona che desidera attivarsi per motivi di salute”. Un’esplosione della ricerca scientifica nell’ultimo decennio ha migliorato la nostra comprensione degli adattamenti fisiologici ai vari tipi di allenamento a intervalli. Questa breve recensione tenta di inserire le ultime scoperte nel contesto del professionista del fitness e della salute. L’attenzione si concentra sull’allenamento a intervalli per la cardiometabolica e la salute del cervello, inclusa l’applicazione del metodo nelle persone a rischio o affette da malattie croniche o condizioni che influiscono sulla funzione.

CHE COS’È L’ALLENAMENTO INTERVALLATO?

Una vasta gamma di termini è stata utilizzata da ricercatori e professionisti del fitness per descrivere vari protocolli di allenamento a intervalli, il che ha portato a una serie vertiginosa di acronimi e alla generale mancanza di standardizzazione nella letteratura scientifica e nel linguaggio generale. È ragionevole ipotizzare che l’interval training possa essere ampiamente classificato in due tipi principali: a base aerobica e a base di contro – resistenza (vedi prossimo paragrafo). L’allenamento con intervallo aerobico prevede generalmente esercizi che coinvolgono una grande quantità di muscoli (ad es. ciclismo, corsa, nuoto), eseguiti ad intensità variabile, che promuovono lo sviluppo della funzionalità cardio-espiratoria (CRF). Esistono tre varietà principali: (I) l’allenamento a intervalli di sprint (SIT) che comporta sforzi “all out” (fuori tutto), “massimi” o “super – massimali” in cui il carico di lavoro o la velocità assoluta supera quello che richiederebbe il massimo assorbimento di ossigeno (VO2max); (II) l’allenamento ad intervalli ad alta intensità (HIIT) comporta sforzi vigorosi ma sotto – massali in cui l’intensità relativa durante gli interval trainings è ≥80% della frequenza cardiaca massima;  (III) esercizi intermittenti meno impegnativi, tipicamente caratterizzati dall’alternanza di esercizi leggeri e moderati (ad es. intervalli camminando). Esempi comuni di SIT e HIIT sono gli interval trainings in stile “Tabata” e le lezioni di ciclismo indoor in palestra, rispettivamente, mentre l’interval walking costituirebbe la terza forma meno impegnativa di allenamento a intervalli basato sull’aerobica. L’allenamento ad intervalli di  contro-resistenza comprende esercizi progettati principalmente per promuovere la forza muscolare e l’ipertrofia, sebbene possa anche essere uno stimolo efficace per promuovere la CRF quando i set vengono eseguiti in modo vigoroso con brevi periodi di recupero. È tipicamente caratterizzato da esercizi di allenamento a corpo libero (ad es. piegamenti, burpees, affondi), pliometria e movimenti che incorporano l’uso di attrezzature (ad es. kettlebell) ed eseguiti in maniera circuitale. L’intensità relativa può variare dai calisthenics leggeri agli sforzi massimi con le ripetizioni eseguite all’esaurimento muscolare. Le versioni ibride prevedono sia l’allenamento ad intervalli aerobico, che basato sulla resistenza, combinati in un’unica sessione di allenamento. L’allenamento a intervalli può essere distinto dall’esercizio più tradizionale caratterizzato dall’allenamento continuo di intensità moderata (MICT) per adattamenti aerobici e dall’allenamento di contro-resistenza pesante per la forza/ipertrofia. Sia l’allenamento aerobico, che quello basato sulla contro-resistenza si sono dimostrati immensamente popolari tra gli appassionati di fitness, con una versione comune di ogni tipo (ad esempio: HIIT e allenamento a corpo libero), classificata tra le migliori tendenze del fitness in tutto il mondo negli ultimi anni in un sondaggio annuale condotto dall’American College of Sports Medicine (2).

• Terminologia dell’interval training

L’allenamento con intervalli aerobici prevede principalmente esercizi progettati per promuovere la funzionalità cardiorespiratoria (CRF) (ad es. ciclismo, corsa, nuoto), eseguiti ad intensità variabile. Le due varianti più comuni sono “allenamento a intervalli di sprint”, che prevede sforzi “all out”, “massimi” o “sopra-massimali” e “allenamento a intervalli ad alta intensità”, in cui gli sforzi sono almeno all’80% della frequenza cardiaca massima.

L’allenamento a intervalli basato sulla contro-resistenza comprende esercizi progettati principalmente per promuovere la forza muscolare, in genere caratterizzati da esercizi di allenamento a corpo libero (ad es. piegamenti, burpe, affondi), pliometria e movimenti che incorporano l’uso di attrezzature (ad es. kettlebell, bande elastiche) ed eseguiti in maniera circuitale.

INTERVAL TRAINING E SALUTE CARDIO-METABOLICA

Il CRF è un importante indicatore della salute generale, con una recente dichiarazione di posizione dell’American Heart Association che fa valere il caso di includerlo come segno clinico vitale (3).

Ciò è dovuto al fatto che aumenti del CRF equivalenti a uno o due equivalenti metabolici (METs) sono associati a tassi di eventi cardiovascolari avversi notevolmente inferiori (dal 10% al 30%) (3).

MET: COSA E’?

L’equivalente metabolico dell’attività (MET) è un’unità che stima la quantità di energia utilizzata dall’organismo durante l’attività fisica, rispetto al metabolismo a riposo. L’unità è standardizzata in modo che possa essere applicata a persone con peso corporeo variabile e confrontare le diverse attività. Il MET può essere espresso in termini di consumo di ossigeno o di kilocalorie (ciò che comunemente si pensa come calorie) (4).

Il MET (Metabolic Equivalent of Task) è un parametro riferito al tasso metabolico di riferimento espresso come la quantità di ossigeno consumata a riposo (seduti in silenzio su una sedia), pari a circa 3,5 ml di O2/kg/min (1,2 kcal/min per una persona di 70 kg).

A riposo o seduto, la persona media spende 1 MET, che equivale a:

• 1 chilocaloria per chilogrammo di peso corporeo per i minuti di attività
• 3,5 millilitri di ossigeno per chilogrammo di peso corporeo moltiplicato i minuti di attività

Il MET è quindi un indicatore fisiologico importante. Svolgendo un’attività fisica di intensità pari a 2,5 MET/minuto, per 30 minuti, 5 volte alla settimana si totalizzano settimanalmente 375 MET/minuto (2,5 x 30 x 5= 375), che sono già considerati un livello accettabile di attività motoria ai fini del benessere generale.

Utilizzando il MET, è possibile confrontare lo sforzo richiesto per diverse attività. A 2 MET stai usando il doppio delle calorie al minuto che hai a riposo e il numero di calorie bruciate ogni minuto dipende dal peso corporeo. Una persona che pesa di più brucerà più calorie al minuto.

Più il tuo corpo lavora duramente durante ogni attività, più ossigeno viene consumato e più alto è il livello di MET.

• Meno di 3 MET: attività ad intensità leggera;
• 3-6 MET: attività fisica aerobica di intensità moderata;
• Oltre 6 MET: attività fisica aerobica ad alta intensità;
• Negli studi che confrontano diverse attività, l’uso dell’ossigeno viene misurato poiché il corpo utilizza l’ossigeno per consumare calorie e il Compendium of Physical Activities, elenca valori MET per centinaia di attività e viene aggiornato periodicamente (5).

– L’attività fisica ad intensità moderata è un livello di sforzo corporeo attivo, ma non faticoso.

Le caratteristiche dell’attività fisica di intensità moderata includono:

• Provoca un aumento della respirazione e / o della frequenza cardiaca;
• Risulta nei valori da 3 a 6 di equivalenti metabolici (MET) di sforzo;
• Brucia da 3,5 a 7 calorie al minuto (kcal / min).

Esempi di attività fisiche moderate includono cose come camminare all’aperto o su un tapis roulant a una velocità di circa 3,5 Km/h, tirare un pallone da basket, andare in bicicletta a una velocità di circa 15 Km/h o più lento, fare aerobica in acqua, ballo liscio o giocare a tennis in doppio.

Il tuo livello di attività è probabilmente moderato se ti stai attivamente muovendo, quindi sudando leggermente e respirando più forte del solito, ma puoi comunque continuare una normale conversazione.

– L’intensa attività fisica intensa brucia più di 6 MET. Durante l’attività intensa, suderai di più, respirerai più forte e userai più ossigeno. Al massimo, sarai in grado di pronunciare solo un paio di parole tra un respiro e l’altro.

Esempi di attività fisica intensa includono il jogging e la corsa (all’aperto o su un tapis roulant), giocare a tennis, nuotare, giocare a basket o a calcio, o fare ginnastica e salti. Ognuna di queste attività può essere svolta con diversi livelli di sforzo. La chiave per un’attività fisica ad alta intensità è che l’attività deve essere eseguita con uno sforzo vicino al massimo.

L’attività fisica intensa può essere eseguita meno frequentemente dell’attività fisica a intensità moderata, poiché è più impegnativa per il corpo.

Rispetto ai tradizionali marker sanitari misurati nell’ambulatorio medico, la riduzione del rischio di mortalità associata a 1 MET per CRF è più alto comparato con le diminuzioni di 7 cm, 5 mmHg e 1 mmol rispettivamente della circonferenza della vita, della pressione sistolica e della glicemia. La rilevanza di questi numeri è evidenziata dal fatto che con solo poche settimane di internal training è possibile migliorare il CRF di ≥1-MET, in termini di efficenza-tempo. Ad esempio, Phillips e altri (6) hanno recentemente studiato un protocollo di ciclismo pratico in termini di efficienza-tempo che prevedeva sforzi di cinque minuti da 1 a un’intensità di VO2max da ~ 100% a 125%, eseguiti in ~ 15 minuti incluso  il riscaldamento, periodi di recupero e defaticamento. Se eseguito 3 volte a settimana per 6 settimane, il protocollo ha aumentato la CRF in media del ~ 10% (~ 1-MET) negli adulti sovrappeso sedentari e obesi precedentemente a rischio di diabete di tipo 2. Questa scoperta è coerente con i risultati di una revisione sistematica e di meta-analisi che hanno valutato 65 studi di intervento che hanno riguardato programma di interval training con    > 90% della frequenza cardiaca massima. Gli autori hanno concluso che l’HIIT può servire come sostituto efficiente in termini di tempo o come complemento alla MICT più comunemente raccomandata per migliorare la salute cardiometabolica (7). Questa scoperta è stata ripresa in altre revisioni sistematiche e meta-analisi, che hanno concluso che l’interval training provoca aumenti del CRF che sono superiori all’esercizio continuo  tradizionale nonostante un ridotto impegno nel tempo totale sia negli individui sani (8), che nelle persone con malattie cardio-metaboliche (9) .

L’interval training è anche efficace per migliorare altri indici di salute, compresi quelli indicativi del controllo della glicemia. Il corpus rilevante della letteratura è inferiore a quello della CRF, ma una recente revisione sistematica e una meta-analisi hanno concluso che HIIT induce adattamenti cardio-metabolici simili a quelli della MICT nel pre-diabete e nel diabete di tipo 2 (10). L’effetto della contro-resistenza rispetto all’allenamento con intervallo aerobico è meno studiato, ma un recente rapporto ha descritto gli effetti di un programma CrossFit che prevedeva calisthenics, ginnastica e sollevamento pesi in aggiunta ad altri esercizi come il canottaggio (11). Le sessioni sono durate da 8 a 20 minuti, tra cui un riscaldamento e un defaticamento e la fase principale ad alta intensità ha provocato una frequenza cardiaca > 85% del massimo. Sei settimane di allenamento, tre volte a settimana, hanno migliorato la sensibilità all’insulina e altri indici di sindrome metabolica negli adulti in sovrappeso e obesi con diabete di tipo 2. Il messaggio generale per i professionisti e i loro clienti è che l’interval training può servire come alternativa da praticare rispetto all’esercizio tradizionale per migliorare la salute cardio-metabolica e quindi ampliare le opzioni di esercizio efficaci tra le quali poter scegliere.

INTERVAL TRAINING E CERVELLO

L’esercizio fisico è uno dei più potenti interventi sullo stile di vita per modificare il cervello adulto e l’evidenza emergente indica l’interval training come un modo efficace per migliorare vari aspetti della funzione cerebrale tra cui l’apprendimento motorio (12,13), la cognizione (14) e la regolazione emotiva (15). Sebbene i meccanismi esatti attraverso i quali l’esercizio a intervalli influisce sulla funzione cerebrale non siano chiari, un ovvio potenziale meccanismo è l’aumento del flusso sanguigno al cervello. Tuttavia, durante l’esercizio fisico, il flusso sanguigno potenziato è principalmente diretto al muscolo scheletrico; ci sono solo modesti aumenti nel flusso sanguigno al cervello, specifici per le regioni coinvolte nell’esercizio (cioè la corteccia motoria). Tuttavia, questi aumenti del plateau del flusso ematico cerebrale a intensità moderate di ~ 60% VO2max (16), suggeriscono che HIIT potrebbe non fornire ulteriori aumenti al flusso sanguigno in più della MICT.

Un meccanismo più promettente per spiegare gli effetti dell’ internal training sulla funzione cerebrale è la sovra-regolazione dei fattori di crescita, come il fattore neurotrofico derivato dal cervello (BDNF). Rispetto alla MICT, HIIT produce più BDNF, suggerendo che potrebbe essere una modalità di esercizio vantaggiosa per promuovere la funzione cerebrale attraverso questo meccanismo (17). Il BDNF è fondamentale per la crescita, il funzionamento e la sopravvivenza delle cellule cerebrali che colpiscono le regioni chiave del cervello tra cui l’ippocampo, le cortecce frontali e motorie e lo striato. In queste aree, BDNF migliora la comunicazione cellula-cellula. BDNF promuove anche la crescita di nuove cellule cerebrali nell’ippocampo. Sebbene ciò non possa essere misurato direttamente nel cervello umano, la risonanza magnetica può essere utilizzata per caratterizzare i cambiamenti nella struttura dell’ippocampo (18). In effetti, l’esercizio aerobico ha dimostrato di aumentare le dimensioni dell’ippocampo sia nei giovani adulti, che negli anziani. Può anche contrastare la perdita tipica delle dimensioni dell’ippocampo che si verifica con l’invecchiamento e la malattia di Alzheimer.

• Apprendimento motorio

Gli individui possono apprendere nuovi movimenti o riapprendere i movimenti che si perdono dopo lesioni neurologiche o malattie. L’apprendimento motorio svolge un ruolo essenziale nella riabilitazione del movimento. Quando HIIT, eseguito su una cyclette, viene combinato con l’addestramento sulle abilità motorie, migliora la capacità di apprendere una nuova abilità motoria. In uno studio, adulti in buona salute hanno imparato a eseguire movimenti precisi del polso (cioè, abbinare la posizione di un cursore target visualizzato sullo schermo di un computer) dopo di che hanno eseguito protocollo HIIT immediatamente, 1 ora o 2 ore dopo l’allenamento (12). Solo il gruppo che ha svolto HIIT immediatamente dopo l’apprendimento motorio ha dimostrato prestazioni migliorate nell’abilità di movimento del polso, quando testato 7 giorni dopo. Questi risultati sono importanti perché suggeriscono che l’apprendimento motorio è migliorato quando combinato con HIIT eseguito poco dopo aver appreso una nuova abilità. Inoltre, i miglioramenti dell’apprendimento motorio sono più evidenti quando l’interval training viene eseguito ad alta intensità (13), suggerendo che l’esercizio ad alta intensità produce i maggiori benefici per migliorare l’apprendimento motorio.

• Cognizione

Due regioni chiave del cervello influenzate dall’esercizio a intervalli che supportano direttamente la cognizione sono l’ippocampo e la corteccia frontale. L’ippocampo è fondamentale per l’apprendimento e la memoria. HIIT migliora la funzione di memoria supportata dall’ippocampo, inclusa la memoria ad alta interferenza (cioè la capacità di distinguere tra eventi molto simili, come trovare un volto familiare in mezzo alla folla).         I giovani adulti precedentemente sedentari che hanno eseguito 6 settimane di HIIT hanno mostrato un miglioramento del 10% nella memoria ad alta interferenza, rispetto al gruppo di controllo sedentario (14).

La corteccia frontale del cervello governa le funzioni esecutive legate all’autoregolazione e focalizzando l’attenzione. Gli esercizi a intervalli migliorano le funzioni esecutive sia in laboratorio, che in ambito scolastico. In laboratorio, la capacità di occuparsi selettivamente di un compito specifico e ignorare le distrazioni, migliora immediatamente dopo protocollo acuto di esercizio a intervalli (19) con 2 settimane di SIT (20). In ambito scolastico, gli internal trainings migliorano l’attenzione selettiva nei bambini (21) e nei giovani adulti (22).

• Regolamento emotivo

Gli esercizi a intervallo influiscono sulle risposte emotive in modo comparabile con i protocolli continui, ma con l’ulteriore vantaggio di essere più efficienti e divertenti nel tempo (19, 23). Inoltre, 6 settimane di HIIT sono risultati paragonabili a quelle di MICT nel proteggere gli studenti universitari precedentemente sedentari dallo sviluppo della depressione; tuttavia, HIIT ha portato a maggiori aumenti dello stress psicologico percepito (15), suggerendo che l’eccitazione fisiologica associata indotta da HIIT possa esacerbare i sintomi dello stress psicologico. Questo può essere particolarmente vero per le persone appena addestrate. Ne consegue che i benefici per la salute mentale di HIIT possono essere più efficaci per le persone allenate i cui sistemi si sono già adattati all’esercizio più intenso.

APPLICAZIONE DELL’ INTERVAL TRAINING NEI SOGGETTI CLINICI

HIIT può migliorare le strategie di riabilitazione che mirano a migliorare l’apprendimento motorio, le funzioni esecutive e la memoria negli individui con disabilità neurologiche.

• Ictus

HIIT è stato recentemente combinato con l’apprendimento delle abilità motorie in soggetti con sintomi di ictus cronico. In uno studio di Nepveu e altri (24), i partecipanti con ictus cronico hanno sperimentato l’allenamento delle abilità motorie seguito da HIIT eseguito su una “stepper recumbent” (Figura) oppure nessun esercizio. Il gruppo che ha fatto HIIT ha riscontrato maggiori miglioramenti nell’apprendimento delle abilità motorie, quando è stato testato il girono successivo (24). Questi dati indicano che HIIT offre l’opportunità di migliorare le capacità di apprendimento motorio nelle persone con lesioni neurologiche. 

• Morbo di Parkinson

L’HIIT può anche essere utile per le persone che vivono con il morbo di Parkinson (MdP). Dopo 16 settimane consecutive d’intervalli training ad alta intensità che coinvolgono la forza e l’allenamento aerobico in soggetti con MdP moderato, i sintomi sono migliorati e ci sono stati cambiamenti benefici nei muscoli (fibre muscolari meno affaticate) (25). Inoltre, 16 settimane di HIIT in MdP moderati aumentano l’attività cerebrale con cambiamenti che riguardano miglioramenti della qualità della vita (26). Questi dati supportano l’uso di HIIT per migliorare i sintomi della malattia di Parkinson. Fino ad oggi, nessuno studio ha esaminato se HIIT migliora l’apprendimento delle abilità motorie nel MdP. Questa strada della ricerca avrebbe un impatto significativo sugli approcci di riabilitazione; L’allenamento delle abilità motorie può essere reso più efficace combinandolo con HIIT migliorando così la memoria rispetto all’abilità pratica. La combinazione del’’HIIT con l’allenamento delle abilità motorie può in definitiva migliorare la capacità di mantenere la memoria motoria a lungo termine nel MdP e può anche migliorare l’apprendimento motorio in altre condizioni neurologiche.

• Sindrome da deficit di attenzione e iperattività

Gli individui con disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) sono facilmente distratti e fanno fatica a focalizzare la loro attenzione. Dati i vantaggi degli esercizi a intervalli per migliorare le funzioni esecutive, gli studenti con ADHD possono trarre vantaggio dall’incorporare breve interruzioni per fare esercizio in classe per rifocalizzare la loro attenzione, regolare il loro comportamento in classe e migliorare il loro rendimento scolastico complessivo. In effetti, le prove preliminari ritengono che HIIT sia più efficace della MICT nel migliorare le capacità attentiva nei ragazzi con ADHD (27), ma sono necessarie ulteriori ricerche.

• Alzheimer e demenza correlata

La malattia di Alzheimer è una malattia degenerativa neuronale progressiva che danneggia l’ippocampo e causa una grave perdita di memoria. L’esercizio fisico riduce il rischio di sviluppare la malattia di Alzheimer e può aiutare a rallentare la progressione della malattia (28). Tuttavia la maggior parte di questa ricerca ha utilizzato protocolli di esercizio a bassa intensità. A nostra conoscenza, gli esercizi a intervalli non sono stati usati come approccio terapeutico in questa casistica. Dato che HIIT aumenta il BDNF e migliora la funzione della memoria dell’ippocampo, ne consegue che l’esercizio intervallato può essere di beneficio ai pazienti con Alzheimer, ma sono necessarie ulteriori ricerche.

SOMMARIO

L’interval training rappresenta una strategia efficiente in termini di tempo per far scaturire adattamenti fisiologici legati al miglioramento della salute, in particolare i guadagni della CRF. L’abbinamento di questo allenamento e la funzione cerebrale sono un’area emergente della ricerca, ma prove preliminari suggeriscono che un esercizio breve, vigoroso e intermittente può migliorare la memoria e l’attenzione focalizzata.

FUTURIBILE

L’esercizio intervallato rappresenta una forma infinitamente variabile di allenamento che può migliorare la salute cardio-metabolica in modo efficiente nel tempo, anche nelle persone con malattie croniche. Un’area emergente della ricerca è l’impatto dell’esercizio a intervalli sulla salute e sulla funzione del cervello. Sebbene la maggior parte delle prove sia preliminare – specialmente nelle soggetti clinici – l’esercizio a intervalli migliora i fattori di crescita come BDNF che supportano la funzione delle cellule cerebrali. Può anche migliorare la capacità di apprendere una nuova abilità motoria e può migliorare la terapia riabilitativa per migliorare il recupero neurologico. Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere i benefici dell’esercizio intervallato nelle malattie neurologiche e nei soggetti  con lesioni per determinare se ritardare la progressione della malattia o migliorare l’opportunità di riprendersi dopo un infortunio possa essere facilitato dall’intervallo training.

Approfondimento da: INTERVAL TRAINING FOR CARDIOMETABOLIC AND BRAIN HEALTH” Gibala M.J., .; Heisz J. J., Nelson A.J., ACSM’s Health & Fitness Journal: November/December 2018 – Volume 22 – Issue 6 – pp 30-34

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