1. ABSTRACT
L'HIIT (allenamento intervallato ad alta intensità) è un concetto semplice che si riferisce a ripetute sessioni di lavoro relativamente duro intervallate da periodi di recupero di lavoro più facile o riposo. Il metodo è stato utilizzato da atleti di alto livello per oltre un secolo per migliorare le prestazioni in sport e eventi di resistenza.
Il processo di pianificazione e applicazione dell’allenamento HIIT necessario per ottenere prestazioni elevate è molto simile a un puzzle che deve essere risolto. A questo proposito, il seguente lavoro di tesi considera la complessità e le possibili soluzioni che coinvolgono la prescrizione dell’allenamento nelle sue forme, e nei diversi sport di endurance.
2. INTRODUZIONE
Gli atleti di resistenza utilizzano una varietà di metodi di allenamento, compreso l'allenamento continuo a bassa intensità e l'allenamento a intervalli (HIIT), per migliorare le loro prestazioni. Ciò richiede che i regimi di allenamento mirino a uno o più fattori che determinano le prestazioni di resistenza: (1) il tasso massimo di produzione di energia aerobica, (2) la capacità anaerobica e (3) gross efficiency: quanto efficientemente l’energia viene convertita in movimento (Joyner e Coyle 2008).
L’allenamento a intervalli o HIIT, essendo una componente integrale del programma di allenamento degli atleti di resistenza, è fondamentale per ottenere tali miglioramenti.
L'allenamento a intervalli è un concetto semplice che può essere definito come un conveniente ed efficiente, in termini di tempo, periodi ripetuti di lavoro relativamente duro intervallati da periodi di recupero di lavoro più facile o di riposo.
“Conveniente” probabilmente non è la prima parola a cui pensano gli atleti ben allenati quando descrivono le loro sessioni di allenamento HIIT, solitamente, le loro sessioni HIIT sono molto impegnative, sia percettivamente che fisiologicamente.
Tale metodo è comunemente visto nel contesto della prestazione atletica ed è stato un punto fermo dei programmi di allenamento per gli atleti di resistenza di alto livello per oltre un secolo (Billat 2001).
È considerato fondamentale per il successo negli sport e negli eventi come la corsa di media e lunga distanza, il ciclismo, il triathlon, il nuoto, il canottaggio e lo sci di fondo.
Un principio centrale dell’allenamento a intervalli in un contesto atletico è quello di accumulare un volume di lavoro maggiore a un’intensità maggiore di quanto potrebbe essere ottenuto attraverso un lavoro continuo a un’intensità fissa (Billat 2000).
Si ritiene che ciò a sua volta potenzi le risposte fisiologiche e faciliti la capacità di mantenere un ritmo di lavoro più elevato e aumenti la resistenza alla fatica durante la competizione (Casado 2022, Laursen 2002).
Sebbene l’allenamento a intervalli sia ampiamente considerato una componente essenziale per ottimizzare le prestazioni, l’elevato volume complessivo di allenamento tipicamente praticato dagli atleti di resistenza richiede che il tempo totale trascorso ad alta intensità sia gestito per ridurre il rischio di eccessivo sforzo, lesioni e malattie (Foster 2022, Aubry 2014).
La potenza aerobica, per definizione, si riferisce in definitiva, all’energia derivata aerobicamente (in presenza di ossigeno) all’interno dei mitocondri della cellula. I mitocondri sono considerati le unità energetiche più potenti della cellula che bruciano il carburante (carboidrati per larga misura e grassi) in presenza di ossigeno per estrarre energia attraverso processi complessi chiamati respirazione cellulare.
Nei polmoni, il sangue è saturo di ossigeno prima che il cuore lo pompi in tutto il corpo verso i muscoli, il cuore e le cellule nervose che lavorano (soprattutto questi tessuti durante l'esercizio fisico, anche se tutte le cellule del corpo vengono nutrite simultaneamente). Il limite superiore di questa potenza aerobica può essere definito come il massimo consumo di ossigeno del corpo (Vo²max) che viene espresso come una velocità (mLO² • min¯¹) quando lo misuriamo in laboratorio.
Un termine correlato ma diverso (e spesso confuso) è capacità aerobica, che può essere considerata la capacità di sostenere una data percentuale del Vo²max. La capacità aerobica, quindi, si riferisce indirettamente di più al concetto di velocità critica (VP), potenza critica (CP) o massimo stato stazionario del lattato (MLSS) (Joyner e Coyle 2008).
La potenza aerobica, o Vo²max, ha componenti sia centrali che periferiche: le componenti centrali si riferiscono principalmente alla gittata cardiaca, ovvero alla capacità del cuore e dei polmoni di fornire O² ai muscoli sottoposti ad esercizio, e spesso scopriamo che questo è il principale determinante del Vo²max nel contesto di molti sport di resistenza. Le componenti periferiche si riferiscono principalmente alla capacità dei muscoli di estrarre e utilizzare l'O² fornito.
Prima di addentrarsi ulteriormente nella comprensione di come massimizzare la potenza aerobica, dovremmo chiarire perché è importante. Il motivo è spiegato logicamente dal fatto che ci fornisce una fonte pulita di energia che possiamo usare per tutti i processi energetici richiesti per essere un atleta di successo. Nel contesto degli sport di resistenza, ci si riferisce alla capacità di:
Quando si tratta di fornire programmi di successo ad atleti di resistenza di alto livello, il puzzle dell'allenamento è solitamente più complesso di quanto inizialmente sembri. Il contesto è tutto e dobbiamo apprezzarlo prima di avventurarci in raccomandazioni per sviluppare la potenza aerobica. Quando si lavora con allenatori e atleti esperti, il piano di allenamento viene spesso discusso, ma le decisioni vengono prese dagli allenatori, con le loro (spesso forti) opinioni. Questo spesso complica piuttosto che semplificare il processo decisionale, anche quando lo sviluppo della potenza aerobica potrebbe essere in prima linea nei loro pensieri. Inoltre, gli atleti spesso hanno le proprie abitudini e convinzioni, che devono essere rispettate per garantire aderenza e fiducia, nonostante il fatto che queste convinzioni siano talvolta in contrasto con un importante sviluppo della programmazione della potenza aerobica (Buchheit, 2017).
Inoltre, la maggior parte dei piani di allenamento può cambiare di giorno in giorno per adattarsi a semplici principi fisiologici, eventi non pianificati e anche fattori esterni allo sport. Con questo in mente, non sorprende che una data sessione utilizzata per sviluppare la potenza aerobica, programmata sulla carta con qualche giorno di anticipo, possa in realtà non essere adatta il giorno giusto.
Quindi, come possiamo gestire tale complessità nell'ambiente reale sul campo e come prendiamo le decisioni giuste in merito alla programmazione dello sviluppo della potenza aerobica? Ecco che, comprendere il contesto ed essere pragmatici è obbligatorio. Sebbene non esista un metodo di programma di allenamento miracoloso, di solito c'è un modo migliore (o spesso l'opzione meno peggiore) per un dato contesto.
Ad esempio, non si può affermare che in ogni situazione gli intervalli lunghi siano migliori di quelli brevi, o che gli atleti debbano dedicarsi maggiormente all'allenamento al caldo piuttosto che all'allenamento in quota, per cui lo scenario ottimale varierà senza dubbio in funzione del contesto, tra cui è necessario considerare:
Il punto importante è che nessuna sessione specifica sarà mai quella giusta o sbagliata in assoluto. In effetti, la strategia di sviluppo della potenza aerobica che si utilizza dipenderà tutta dalle circostanze e dalle intenzioni attuali. Comprendere il contesto potrebbe non essere facile, ma è un passaggio fondamentale per risolvere in modo appropriato il puzzle delle prestazioni dell'atleta.
Un altro problema importante che ha un impatto sulla discussione riguardo l'allenamento HIIT in un contesto di performance (ma anche di salute) è la mancanza di una terminologia standardizzata. Ciò riguarda in particolare la classificazione dell'intensità; vari stakeholder non "parlano la stessa lingua" e le definizioni di intensità assoluta e relativa variano tra agenzie di sanità pubblica, scienziati dell'esercizio, clinici, professionisti, allenatori e atleti.
Uno schema di classificazione fondamentale a tre domini è comune in un contesto di prestazione (Fig. 1). Questa caratterizzazione si basa su indicatori che segnano le transizioni tra intensità di esercizio moderata, pesante e severa (Jones 2010, Jones 2001, Poole 2016). La prima soglia del lattato o soglia di scambio gassoso (GET) denota comunemente il confine tra domini moderati e pesanti. Ciò segna il punto in cui il lattato nel sangue inizia ad accumularsi al di sopra dei valori basali e viene provocata la componente lenta dell'assorbimento di ossigeno (VO2) (Smith 2001).
La determinazione della potenza critica o della velocità critica (talvolta chiamata VO2 critica) segna il confine tra i domini pesante e severo. Ciò riflette la massima intensità "sostenibile", al di sopra della quale si verifica un marcato aumento del metabolismo non ossidativo associato a una rapida intolleranza all'esercizio.
Altri indicatori che denotano il confine tra i domini pesanti e gravi includono la seconda soglia del lattato, lo stato stazionario massimo del lattato (MLSS) o il punto di svolta del lattato (Iannetta 2022).
Oltre al ben accettato framework a tre domini, si cerca spesso una maggiore sfumatura per la prescrizione di esercizi nello sport di alto livello o d'élite. Molti di questi modelli sono stati proposti per l'allenamento di resistenza, compresi quelli composti da cinque (Jamnick 2020, Stephen 2010), sei (Casado 2023) o sette (Haugen 2022) zone distinte. Queste zone sono in genere distinte da varie metriche, comprese quelle relative alla valutazione dello sforzo percepito (RPE), alla percentuale della frequenza cardiaca massima (FCmax) o Vo²max, o ai livelli di lattato nel sangue.
Si sostiene che in un contesto di performance, l'HIIT può essere caratterizzato come sessioni intermittenti eseguite al di sopra del dominio di intensità elevata.
Come notato, questo è delimitato da indicatori che includono principalmente la potenza critica o la velocità critica, o altri indici, tra cui la seconda soglia del lattato, MLSS o punto di svolta del lattato. Questa caratterizzazione dell'HIIT è principalmente compresa nel dominio di intensità elevata o severa. Il tasso di lavoro elevato richiesto impedisce sforzi sostenuti e quindi un approccio intermittente consente di accumulare più tempo al tasso di lavoro desiderato (Hill 2002). Ciò è concettualmente coerente con il modo in cui i ricercatori precedenti hanno generalmente definito l'allenamento "ad alta intensità" in un contesto di performance (Laursen 2002).
Una variante particolarmente intensa di HIIT, SIT, può essere invece distinta come serie ripetute eseguite con uno sforzo quasi massimale o "all out".
Questa caratterizzazione coincide con la classificazione di intensità più elevata inclusa in alcuni modelli di zona di allenamento, tra cui il dominio di intensità estrema o riserva di velocità anaerobica, che costituisce tassi di lavoro tra la velocità o potenza aerobica massima e la velocità/potenza massima dello sprint (Buchheit 2013).
Fig. 1 (Coates 2023)
3. PROGRAMMAZIONE HIIT
L'HIIT come stimolo di allenamento non dovrebbe essere considerato in maniera isolata, ma compreso nel quadro del carico di allenamento totale e della distribuzione dell'intensità. Esistono buone prove sistematiche che un meso-ciclo ben eseguito di "quasi tutte le prescrizioni di allenamento HIIT" migliorano modestamente il Vo²max e le prestazioni di resistenza rispetto all'esecuzione di un volume sostanziale di allenamento a bassa intensità (Seiler 2011, Stepto 1999, Rosenblat 2023).
L'interazione tra intensità e durata genera sia stimoli acuti che segnali molecolari aggregativi per l'adattamento a lungo termine. Circa l'80% delle sessioni di allenamento eseguite da atleti di resistenza che competono per durate da 4 minuti a > 4 h vengono eseguite a un'intensità inferiore al primo punto di svolta del lattato, LT1 (Seiler 2010, Haugen 2021, Haugen 2022). Paradossalmente, sembra che circa l'80% degli studi di laboratorio pubblicati sugli atleti di resistenza si concentrino sul 20% superiore della loro distribuzione dell'intensità di allenamento. La validità della maggior parte della ricerca su HIIT è indebolita dalla disconnessione tra i tempi di intervento in laboratorio che si realizzano dalle 2 alle 12 settimane di allenamento (solitamente circa 4-8 settimane) ai cicli annuali di 52 settimane e i molteplici anni in cui gli atleti di resistenza si allenano, gareggiano e si sviluppano (Staff 2023).
Ad esempio, un allenatore della squadra nazionale norvegese di sciatori di fondo (XC) in Norvegia ha spiegato che una semplice ma predittiva regola pratica per il successo stagionale tra i loro sciatori di fondo d'élite maschili e femminili era quella di completare circa 100 sessioni "dure" (incluse soglia, HIIT e gare) durante una stagione, su circa 500 sessioni di resistenza e gare totali. In questo contesto olistico e reale, allenatori e atleti non stanno perseguendo il concetto de "il tempo massimo speso vicino al Vo²max" (Billat 2000, Jones 2008, Bailey 2011, Zadow 2015; Bossi 2020; Rønnestad 2020) né una sessione HIIT "massimamente esaustiva" in isolamento. Invece, perseguono un'integrazione sostenibile a livello individuale di un elevato volume di allenamento complessivo e di stimoli regolari e specifici superiori a LT1 (inclusi, ma non limitati a, HIIT) in tipiche settimane di allenamento, progressioni macro-cicliche periodizzate di più settimane, cicli annuali o un quadriennio olimpico.
3.1 Le variabili nella programmazione HIIT
La frequenza, l'intensità e la durata dell'allenamento di resistenza sono incapsulate in frequenza, intensità e durata. La distribuzione del tempo di allenamento (ad esempio, tempo in zone basato sulla frequenza cardiaca) o delle sessioni di allenamento (ad esempio, un approccio categoriale "obiettivo di sessione") può essere determinata utilizzando vari schemi di zone di intensità (Seiler 2010, Sylta 2014, Seiler e Sylta 2017, Haugen 2022).
Intensità e durata sono anche incorporate in qualsiasi prescrizione HIIT e queste prescrizioni dell’allenamento possono diventare piuttosto dettagliate (Buchheit e Laursen 2013).
Qui di seguito sono descritti gli elementi più impattanti dal punto di vista fisiologico nella prescrizione degli allenamenti HIIT che: (1) disaccoppiano parzialmente il carico cardiovascolare e periferico e (2) inducono sia la segnalazione cellulare adattiva che lo stress sistemico (potenzialmente disadattivo).
Questi parametri sono:
Una prescrizione di allenamento HIIT comporta la manipolazione di queste variabili trattate. Già 50 anni fa, Per O.Åstrand riconobbe l'interdipendenza tra intensità media del lavoro e durata del lavoro accumulato, e introdusse succintamente la ricerca di un'interazione "ottimale" tra intensità e durata durante l'esercizio ad alta intensità, scrivendo: "È una questione importante ma irrisolta quale tipo di allenamento sia più efficace: mantenere un livello che rappresenti il 90% del massimo assorbimento di ossigeno per 40 minuti o tassare il 100% della capacità di assorbimento di ossigeno per 16 minuti" (Åstrand e Rodahl 1970).
Quando gli atleti sono motivati a fare della sessione HIIT prescritte a uno sforzo da duro a quasi massimo, può essere paragonato alla risoluzione di una semplice espressione algebrica con diverse "conoscenze" (ad esempio, durata della sessione di lavoro prescritta, durata della sessione di recupero e durata totale del lavoro) e una "incognita". La variabile dipendente rimanente nell'equazione HIIT che gli atleti "risolvono" è la loro potenza media o ritmo per le sessioni di lavoro prescritte (Seiler e Sjursen 2004). Questa algebra fisiologica si applica anche alle gare con ritmo altamente stocastico che sono sempre più tipiche di molte discipline di resistenza (ora spesso eseguite su percorsi adatti agli spettatori con molte curve strette e brevi salite e discese). Quando si gareggia, è la velocità media, non la potenza media, che deve essere risolta sia tatticamente che fisiologicamente. Ciò si traduce in una distribuzione di potenza/ritmo altamente stocastica in sport come il ciclismo, la parte ciclistica del triathlon su distanza olimpica e gli eventi di partenza in massa di sci di fondo.
Data la natura interdipendente delle variabili primarie dell’HIIT, gli allenatori devono "iniziare da qualche parte" in maniera arbitraria quando sviluppano l’allenamento. Dopo anni di studi su atleti di resistenza ben allenati e d'élite, la letteratura preferisce ancorare la prescrizione dell’allenamento HIIT con la durata del lavoro accumulato precedentemente definito.
Ad esempio, 4 serie di lavoro di 4 minuti di durata separate da 2 minuti di recupero a intensità libera danno una durata del lavoro accumulato di 16 minuti. Estendendo queste 4 serie di lavoro a 16 minuti di durata per ogni serie si ottiene una durata del lavoro accumulato di 64 minuti. Per cui, la durata del lavoro accumulato ha un impatto importante sul "ritmo" di una sessione HIIT e quindi limita fortemente la possibile gamma di intensità durante sforzi ripetuti e intensi all'interno di una prescrizione di allenamento HIIT. La durata del lavoro accumulato ha un forte effetto di "regolazione" che aiuta a guidare l'atleta nella zona di intensità desiderata (spesso zona 3 o zona 4/zona 5 in un modello di intensità a 5 zone).
Tra 63 ciclisti ben allenati che hanno completato ciascuna delle 3 sessioni HIIT fino a 8 volte in 12 settimane (4 × 4 minuti, 4 × 8 minuti e 4 × 16 minuti), questo aumento di 3 volte la durata del lavoro accumulato ha determinato solo un effetto modesto sulle risposte della frequenza cardiaca, ma un impatto notevole sulla potenza media in uscita (24% in meno) e sulla concentrazione di lattato nel sangue (∼5 contro ∼13 mmol·L−1). Percettivamente, solo l'8% di quasi 500 sessioni completate da 4 × 16 minuti ha prodotto un picco di RPE di 19–20, contro il 61% delle sessioni da 4 × 4 min.
Pertanto, lo "sforzo massimo della sessione" in un'intera sessione di allenamento a intervalli non è sinonimo o equivalente allo sforzo acuto percepito massimo (RPE) in una gamma di combinazioni sulla durata del lavoro accumulato e intensità tipiche di un allenamento HIIT tradizionale (Sylta 2016, Seiler e Sylta 2017). Ad esempio, in risposta alla stessa prescrizione di allenamento "sessione con sforzo massimale", 4 serie di lavoro da 16 minuti, con 3 minuti di recupero all'aperto, hanno provocato un RPE di 13-14 alla fine della prima serie, salendo a 16-17 alla fine dell'ultima serie, mentre la prescrizione HIIT di 4 × 4 minuti ha provocato un RPE di 15-16 alla fine della prima serie, salendo a 18-19 alla fine della quarta serie.
Quindi, in senso stretto, 4 × 16 minuti sono una prescrizione per un "allenamento di soglia" o HIIT? La letteratura sostiene che la risposta sia un "sì" per entrambe le categorie, in base alla potenza in uscita, alla frequenza cardiaca e alle risposte RPE. Intensità e durata devono essere integrate per catturare completamente l'impatto che una sessione HIIT determina. Utilizzando la durata del lavoro accumulato, la prescrizione dell’allenamento base può essere contratta (ad esempio, 3 × 8 minuti invece di 4 × 8 minuti) o espansa (ad esempio, 5 × 8 minuti invece di 4 × 8 minuti) per facilitare una progressione gestibile o consolidare la capacità stabilita senza modificare la potenza/il ritmo prescritti.
3.2 Categorizzazione dell’allenamento HIIT
A causa della necessità di un maggiore consenso tra ricercatori e professionisti su terminologia e definizioni, è necessario sviluppare un modello di categorizzazione HIIT. Il modello proposto da Stöggl et al. qui di seguito è particolarmente importante per comprendere e prescrivere adeguatamente HIIT e per raggiungere obiettivi di allenamento specifici. Diversi gruppi di autori hanno provato a categorizzare HIIT (Buchheit e Laursen 2013, Tschakert e Hofmann 2013, Weston 2014, Coates 2023), ma deve ancora essere aggiunto un modello completo orientato alle prestazioni e agli obiettivi, che includa un'ampia gamma di concetti di allenamento a intervalli.
Pertanto, è stato proposto un modello di categorizzazione di HIIT, tentando di trovare il massimo consenso su varie definizioni nella letteratura e orientato e applicato agli "obiettivi di allenamento".
Gerarchicamente, il modello di categorizzazione inizia con HIIT, il concetto basato sugli intervalli dal termine generico "allenamento ad alta intensità".
Il secondo livello va a distinguere ulteriormente tra contributo energetico aerobico e anaerobico e incorpora l'intensità target all'interno degli intervalli, menzionato da Rosenblat (2020). A seconda di a) proporzione del sistema energetico aerobico rispetto a quello anaerobico e b) intensità target per gli intervalli (ad esempio, intensità quasi massima/massima/all-out rispetto a sub-massimale) (Jamnick 2020)), distinguiamo tra HIIT aerobico e anaerobico.
Secondo Billat (2001a), l'HIIT aerobico è definito come allenamento a intervalli in cui la richiesta di energia durante gli intervalli stimola il metabolismo aerobico a una velocità maggiore (ad esempio, ≥50%) rispetto al metabolismo anaerobico. Sulla base di vari studi incentrati sul contributo energetico degli sforzi massimali su varie distanze/tempi, il punto di incrocio in cui l'energia aerobica e anaerobica contribuiscono equamente si verifica rispettivamente intorno ai 2 minuti (Åstrand 2003) o 600 metri-75 secondi nella corsa (Duffield 2005, Laursen 2010), 60-90 secondi nel ciclismo (Gastin e Lawson, 1994a, Craig 1995, Craig e Norton, 2001) e durate simili nel nuoto (Rodríguez e Mader, 2011). In accordo con Gastin (2001), viene impostato un limite tra HIIT anaerobico e aerobico dell'HIIT classico basato su intervalli a una durata dell'intervallo di 75 secondi. (Fig. 2)
Fig. 2 (Stöggl 2024)
3.3 HIIT aerobico
Al terzo livello, l'HIIT aerobico può essere categorizzato in diverse forme (Fig. 1). Questi includono intervalli aerobici tradizionali o “lunghi” di 2–10 minuti, ad esempio 4 × 4 minuti (Helgerud 2007, Sandbakk 2013, Seiler 2013, Rønnestad 2014) e intervalli aerobici intermittenti o “brevi” (Christensen 1960, Rønnestad 2015) della durata di circa 15 secondi (Helgerud 2007, Dolci 2020) fino a 60 secondi, ad esempio 30 × 30 secondi (Gibala 2012, Stöggl et al., 2023). Gli intervalli aerobici brevi vengono eseguiti con un'intensità target "alta", ma non massima, consentendo agli atleti di esercitarsi a intensità pari o superiori alla velocità di gara per durate prolungate (Gullstrand 1996), mentre gli intervalli aerobici lunghi vengono solitamente eseguiti con un'intensità leggermente inferiore rispetto agli intervalli aerobici brevi (Rønnestad 2015). I rapporti intervallo-recupero tipici per l’HIIT aerobico sono 1:0,5 o 1:1 (Rozenek et al., 2007).
I seguenti obiettivi di intensità, in base al tipo di approccio, sono comunemente applicati per l'HIIT aerobico:
Oltre agli intervalli di lavoro a intensità costante, gli intervalli "fast start" con successiva intensità ridotta, ad esempio 1,5 minuti al 100% MAP/MAS seguiti da 3,5 minuti all'85% MAP/MAS (Rønnestad 2020b), o intervalli con intensità variabile, ad esempio 3 × 30 secondi al 100% MAP/MAS intervallati da 1 minuto e un finale da 1,5 minuti al 77% MAP/MAS (Bossi 2020), sono considerati alternative idonee.
Per ridurre la complessità e applicare tipi di HIIT che siano fattibili durante l'allenamento utilizzando la comune tecnologia (ad esempio, cardiofrequenzimetri, misuratori di potenza), viene suggerito di utilizzare i livelli di riferimento >90% HRmax (Vo²max) o 90%–120% p/v Vo²max per l’HIIT aerobico.
È importante riconoscere che queste linee guida sull'intensità si applicano a individui ben allenati. Per pazienti, individui anziani o inattivi (Coates 2023), potrebbero essere necessari degli aggiustamenti a causa di fattori come la ridotta capacità di resistenza.
3.4 HIIT anaerobico
Per l'HIIT anaerobico, si ha una categorizzazione basata sulla durata dell'intervallo (ad esempio, 2-10 secondi e >10-75 secondi), l'intensità dell'intervallo e al tempo di recupero tra gli intervalli (Fig. 1).
Nel contesto dell’ "HIIT anaerobico" viene spesso utilizzato il termine "sprint". Tuttavia, esiste un'ampia gamma nel descrivere uno sprint, ad esempio, in varie pubblicazioni, il termine "sprint" viene utilizzato per intervalli o durate di sforzo di 20 secondi o più (Bogdanis 1995, Ball 1999, Nilsson 2004, Burgomaster. 2006, Gibala 2006, Iaia 2008, Buchheit e Laursen 2013, Vandbakk 2017, Dolci 2020) o intensità che includono anche intensità inferiori al massimo (Weston 2014) o "quasi al massimo" (Coates 2023). Tuttavia, uno “sprint” è convenzionalmente associato al muoversi il più velocemente possibile, ovvero al raggiungimento della velocità massima (Vmax) o della potenza massima (Pmax), ad esempio misurata durante un test Wingate a tutto campo, o all’accelerazione/esplosività massima dall’inizio (Amax) (Tabata 2019).
Si definisce quindi SIT come raffiche massimali ripetute della durata di 2-10 s con la massima intensità possibile da fermo o utilizzando sprint volanti.
In base alla durata del recupero tra intervalli di sprint singoli, distinguiamo tra SIT e SIT ripetuto (RSIT). SIT utilizza un rapporto intervallo-recupero di 1:10 (Iaia e Bangsbo, 2010) con periodi di recupero sufficientemente lunghi da consentire un ripristino quasi completo delle prestazioni di sprint (Bishop e Claudius 2005).
Da una prospettiva energetica, è necessario menzionare che l'emivita della risintesi della fosfocreatina (PCr) è di circa 170 secondi (Hirvonen 1987) con un ripristino approssimativamente completo dopo 4 minuti (Spriet 1989). Un tempo di recupero sufficiente per la risintesi della riserva di PCr consente di raggiungere Vmax/Pmax. Per rispettare le raccomandazioni di cui sopra, per SIT vengono proposte durate di recupero di 60-300 secondi (Girard 2011), al contrario, RSIT utilizza un rapporto da 1:1 a 1:6 con periodi di recupero più brevi di 10 secondi (Verheijen 2016) fino a un massimo di 60 secondi (Spencer 2005).
Nel contesto di SIT e RSIT, è possibile un'ulteriore differenziazione: a) se l'obiettivo di allenamento è Vmax o Pmax, sono raccomandati sprint volanti con partenza lanciata di 5-10 secondi (SIT/RSIT lungo) inclusa la rincorsa e b) se l'obiettivo di allenamento è migliorare Amax, intervalli più brevi di, ad esempio, 2-5 secondi, partendo da fermi, sembrano sufficienti (SIT/RSIT breve) (Haugen 2019).
Intervalli anaerobici più lunghi (>10 secondi, convenzionalmente definiti con 30 secondi) eseguiti come sforzi all out o quasi massimi (ad esempio, 130% vVo²max, Mohr 2007), 93% della velocità raggiunta in uno sprint all out di 30 secondi (Iaia 2009), 130%–150% PPO (Astorino 2017)) sono definiti allenamento di resistenza alla velocità (SET) (Mohr 2007, Iaia e Bangsbo 2010). Per mantenere la precisione terminologica, si raccomanda di categorizzare gli "sprint" con durata dell'intervallo >10–45 secondi, (Gibala 2006, Buchheit e Laursen 2013a, Sloth 2013, Gist 2014, Coates 2023), da categorizzare come SET. In conformità con la differenziazione in SIT e RSIT, SET può essere ulteriormente differenziato in base alla durata del recupero tra gli intervalli (Fig. 1). L'allenamento per la produzione di resistenza alla velocità è caratterizzato da intervalli di 10-40 secondi (Iaia e Bangsbo 2010) con la massima potenza media/velocità possibile (70%-100% Vmax) e lunghi periodi di recupero (4-6 volte la durata dell'intervallo (Iaia e Bangsbo 2010, Iaia 2015)) per consentire intervalli ripetuti con la stessa qualità, ad esempio, 40 secondi al 125% PPO con 260 secondi di pausa (Stöggl 2023).
Al contrario, l'allenamento di mantenimento della resistenza alla velocità (SEMT) impiega durate di intervallo fino a 90 secondi (Iaia e Bangsbo 2010) con periodi di recupero più brevi di 1-3 volte la durata dell'intervallo, ad esempio, recupero passivo di 40 secondi (Iaia 2015).
4. ADATTAMENTI FISIOLOGICI E PRESTAZIONALI ALL’ALLENAMENTO HIIT
Le prescrizioni HIIT offrono ampio spazio alla creatività e alla variazione. Questa variazione può essere importante per la motivazione e lo sviluppo a lungo termine degli atleti. Tuttavia, esistono poche prove che un tipo di allenamento HIIT sia "migliore" nel tempo. Esistono molti modi per arrivare alla stessa combinazione di reclutamento delle unità motorie e mobilizzazione fisiologica complessiva con diverse combinazioni di intensità e durata del lavoro accumulato. Infatti, studi su atleti campioni di resistenza suggeriscono semplicità nelle sessioni HIIT che eseguono (Keleman 2024).
La fisiologia è complessa, ma le prescrizioni di allenamento HIIT possono essere semplici e comunque efficaci. Per progredire verso l'ottimizzazione individuale dell’allenamento HIIT, scienziati e allenatori devono entrambi colmare con successo due scale temporali molto diverse (Fig. 3).
Fig. 3 (Seiler 2024)
La prima scala temporale, "acuta", ha ricevuto la maggiore attenzione dalla ricerca e coinvolge i minuti e le ore durante e immediatamente dopo una sessione HIIT individuale. L'esercizio in generale e l'HIIT in particolare sono uno stimolo potente per la sovra-regolazione genica in più tipi di cellule. L'esecuzione dell'allenamento prescritto genera una sinfonia coordinata di segnali molecolari a livello cellulare attraverso l'intera cascata di erogazione e utilizzo dell'ossigeno dal miocardio ai mitocondri.
Questi segnali possono indurre rapidamente una sovra-regolazione della sintesi di proteine e strutture proteiche specifiche, con conseguente aumento della capacità tampone (Weston 1996), aumento della densità enzimatica nei mitocondri esistenti, espansione del reticolo mitocondriale nelle fibre muscolari (Bishop 2014, 2019) e angiogenesi capillare attorno ai miociti attivi attraverso l'espressione paracrina del fattore di crescita endoteliale vascolare (Olfert 2010). Dato il mosaico misto di tipi di fibre di unità motorie e singoli miociti nel volume dei muscoli locomotori, è probabile che vi sia una notevole sovrapposizione spaziale nel guidare l'aumento della densità capillare attraverso l'intensità dell'esercizio. Perifericamente, rispetto al normale LIT (low intensity training), ci si aspetterebbe che l'allenamento HIIT estenda gli adattamenti della densità mitocondriale e capillare più in profondità nella popolazione di fibre di tipo 2 (Fig. 7). Gli adattamenti della densità mitocondriale e capillare sembrano svilupparsi in modo altamente coordinato (Hoppeler e Kayar 1988).
È importante notare che l'impatto additivo dell'HIIT su questi diversi determinanti delle prestazioni periferiche dipende in modo critico dallo stato di allenamento.
A livello centrale, sia la LIT regolare che l'HIIT inizialmente inducono l'espansione del volume plasmatico tramite una maggiore produzione di albumina epatica e proteine globuliniche e una maggiore massa colloidale nel volume intravascolare (Röcker 1976). Una modesta espansione del volume plasmatico (PV) di 200-400 mL nei partecipanti allo studio non allenati migliora le prestazioni del volume sistolico e il consumo massimo di ossigeno (nonostante l'emodiluizione temporanea), sostenendo che questo adattamento precoce del PV sia con LIT che HIIT è funzionalmente importante (Hopper 1988, Coyle 1990).
L'HIIT sembra determinare un ulteriore piccolo aumento del PV rispetto a quello indotto con LIT regolare. (Mandic 2022, Zohal 2023).
Cronologicamente, l'aumento del PV (attraverso il suo impatto sul volume telediastolico e sul carico dei cardiomiociti) può essere un prerequisito importante per lo sviluppo più lento di un'ipertrofia miocardica aggiuntiva e reversibile (Pellicia 2002) e di un volume sistolico aumentato nel corso di mesi e anni di allenamento di resistenza (Krip 1997, Arbab-Zadeh 2014, Bonne 2014, Bjerring 2019).
L'ampiezza del "segnale adattivo" e l'impatto traslazionale sulla/e velocità di biosintesi di qualsiasi forma di allenamento di resistenza sono altamente dinamici.
Ad esempio, fino a 900 geni diversi vengono attivati quando un adulto non allenato esegue un'intensa sessione di esercizio di resistenza, ma scende precipitosamente a <10% di quel numero di geni sensibili in seguito alla perturbazione dell'esercizio in soggetti ben allenati (Pillon 2020).
Come illustrato nella Figura 4, possiamo ora descrivere almeno 3 percorsi di segnalazione adattivi attraverso i quali l'HIIT può influenzare la composizione proteica del muscolo in attività nel tempo:
Questi percorsi hanno tutti ruoli di segnalazione ben dimostrati, mediati da chinasi specifiche e aggregati da PGC1α (Hoppeler 2016). È importante notare che i percorsi innescati dalla deplezione di fosfati ad alta energia e da RONS mostrano entrambi un'inibizione del feedback in rapida evoluzione dell'ampiezza del segnale man mano che si verificano adattamenti mediati dal segnale (Granata 2018, 2020, McConell 2005). Ciò significa che l'inibizione del feedback adattivo determina una diminuzione del ritorno adattivo da questi percorsi con ripetute sessioni di HIIT nel tempo.
Fig. 4 (Seiler 2024)
Per complicare ulteriormente le previsioni sull'impatto specifico dell'HIIT in un processo di allenamento di resistenza sostenibile a lungo termine, esiste un elevato "costo di risposta allo stress" sistemico nell'uso di esercizi ad alta intensità per ottenere gli stimoli cellulari desiderati nelle fibre muscolari, nel tessuto cardiaco, nelle matrici vascolari e nell'indurre "adattamenti proteici" come una maggiore capacità tampone del sangue. Una manifestazione olistica di questo costo sistemico sono i tempi di recupero percepiti più lunghi e una ridotta prontezza ad allenarsi dopo sessioni HIIT troppo frequenti o troppo intense (Nuuttila 2022). Tuttavia, qui la ricerca sembra essere alla base della saggezza accumulata da numerosi allenatori di endurance per quanto riguarda la messa a punto dell'intensità della sessione HIIT e delle caratteristiche della durata del lavoro accumulato per garantire un recupero ragionevole giorno dopo giorno durante periodi di allenamento prolungati (Casado 2023, Sandbakk 2023).
Come illustrato nella figura 4, l'"ottimizzazione" dell'HIIT non può essere vista in forma isolata. La segnalazione accumulata da tutti gli stimoli di esercizio, incluso l'HIIT, deve essere bilanciata per garantire un segnale cellulare complessivo sostenibile rispetto alla gestione dello stress sistemico nei giorni, nelle settimane e nei mesi di allenamento. Prevedere quindi,
5. APPLICAZIONI PRATICHE E PROSPETTIVE FUTURE
Negli ultimi anni, è in corso una discussione sull'aggiunta di una nuova dimensione denominata "durability" o "resilienza" al modello che descrive i determinanti fisiologici della prestazione di esercizio di endurance, costituita da Vo²max e soglia del lattato, che determinano entrambi l'utilizzo frazionario del Vo²max che può essere sostenuto durante la competizione, nonché economia/efficienza del lavoro, che è importante nel tradurre la prestazione Vo² in velocità o potenza (Maunder 2021, Jones, 2023). La durata nel contesto dell'esercizio di resistenza è definita come la capacità di resistere alla fatica e mantenere la prestazione (Jones 2023). Gli studi che indagano la relazione tra variabili di durata, ad esempio, potenza critica in condizioni di freschezza rispetto ad affaticamento o prestazione a cronometro, e parametri fisiologici tradizionali, ad esempio Vo²max o soglie ventilatorie, derivati da un test di esercizio fisiologico mostrano risultati contrastanti (Spragg 2023, Valenzuela 2023).
I fattori che contribuiscono a classificare un atleta come più durevoli rispetto ad altri atleti con parametri fisiologici simili, e se anche i fattori psicofisiologici, ad esempio la resistenza/tolleranza al dolore negli atleti d'élite, svolgano un ruolo, restano una questione aperta (Hutchinson 2018).
È stato dimostrato che il tempo di allenamento al di sotto della prima soglia ventilatoria durante una stagione competitiva di ciclisti professionisti può avere un impatto positivo sulle misure di durata (Spragg 2023b).
Tuttavia, non ci sono quasi studi disponibili che indaghino l'effetto dell'HIIT sulle misure di durata. Uno studio di Almquist (2021) ha dimostrato che l'aggiunta di "sprint" massimali da 30 secondi (quattro serie di sforzo massimale di 3 × 30 secondi intervallati da 4 minuti integrati in una sessione a bassa intensità di almeno 4 ore; ovvero, SEPT integrato in un allenamento a bassa intensità) durante un campo di allenamento ciclistico ad alto volume di 2 settimane ha consentito il mantenimento della gross efficiency in uno stato semi-affaticato rispetto alle riduzioni della stessa gross efficiency nel gruppo non sprint, suggerendo una migliore durability con SEPT. Sono necessarie ulteriori ricerche per indagare gli effetti di diversi tipi di HIIT sulle misure di durability o resilienza. Infine, è importante riconoscere che nella pratica dell'allenamento ci si deve aspettare risposte individuali a determinate modalità di allenamento. Alcuni atleti potrebbero rispondere in modo notevolmente positivo a determinati tipi di HIIT, mentre altri potrebbero non rispondere affatto o addirittura sperimentare effetti negativi, ad esempio recupero insufficiente o eccessivo sforzo (Stöggl e Sperlich 2014, Casado 2023, Strepp 2024).
Una varietà di fattori predeterminanti, tra cui predisposizione genetica, fenotipo di base, stato di allenamento, recupero e stato di prontezza all'allenamento, nonché fattori legati allo stile di vita come sonno e alimentazione, possono contribuire alle risposte individuali all'allenamento (Mann 2014). A questo proposito, sono necessarie ulteriori ricerche per acquisire una comprensione più approfondita dei fattori determinanti della risposta all'allenamento al fine di ottenere risultati di allenamento ottimali.
L'interpretazione di "responder" o "non responder" può anche essere considerata in relazione ad un individuo e dipende molto dalla variabile di interesse. Ad esempio, un atleta può sperimentare un miglioramento del Vo²max (ovvero, risposta) attraverso HIIT aerobico con intervalli lunghi, mentre ad esempio, la prestazione di soglia rimane invariata (ovvero, non risposta) (Mann 2014).
A questo proposito, Rønnestad (2015) ha riscontrato sia in ciclisti ben allenati e professionisti, che intervalli HIIT intermittenti brevi (3x13 minuti alternando 30 secondi “on” e 15 secondi “off”) sembrano fornire adattamenti fisiologici e prestativi superiori rispetto ad intervalli HIIT lunghi (4x5 minuti con 2 minuti e 30 secondi di recupero), quando entrambi i formati di HIIT vengono eseguiti alla massima intensità sostenibile. Mentre, intervalli lunghi con la cosiddetta “fast start” permettono di accumulare più tempo a percentuali più alte del Vo²max rispetto ad intervalli lunghi a ritmo costante. Questo viene osservato nonostante una minore percezione dello sforzo nei primi rispetto ai secondi (Rønnestad 2020).
Un ulteriore analisi esplorativa su questo tema riguardante le modalità di HIIT (Urianstad 2024) ha evidenziato come: nei ciclisti con la seconda soglia del lattato ad una bassa percentuale del Vo²max (~ <83%) (velocisti e corridori esplosivi?), gli intervalli intermittenti brevi permettono di trascorrere più tempo ad una percentuale elevata di Vo²max e, quindi, dovrebbero essere più efficaci rispetto ad altri formati HIIT per migliorare le qualità aerobiche. Tuttavia, nei ciclisti con la seconda soglia del lattato ad una percentuale elevata del Vo²max (scalatori, cronoman?), i formati HIIT under-over ed a ritmo costante risultano efficaci quanto gli intervalli intermittenti brevi nell’accumulare tempo ad un’alta frazione del Vo²max. Di conseguenza, questi due formati potrebbero essere più appropriati per questo profilo di atleta rispetto agli intervalli intermittenti brevi, poiché rappresentano uno sforzo più simile a quelli effettuati nelle loro competizioni target.
Alcuni recenti studi infine suggeriscono come periodizzare l’intensità a livello di macro-ciclo (nell’arco dei mesi) possa essere importante per ottimizzare la performance: in altre parole, quando si considera la periodizzazione annuale dell’HIIT, ha più senso eseguire prima intervalli in Zona 4 e poi intervalli in Zona 5/6, oppure viceversa? Attraverso uno studio pubblicato da Sylta (2016) si è cercato di rispondere a questa domanda. 63 ciclisti sono stati divisi in tre gruppi, con lo stesso volume di allenamento, l’unica differenza riguardava la sequenza degli allenamenti HIIT svolti: gruppo 1 con intensità crescente, gruppo 2 con intensità decrescente ed infine un terzo gruppo ad intensità mista. I risultati mostrano come la periodizzazione HIIT tra i meso-cicli non sembra influenzare gli adattamenti fisiologici e prestativi aerobici, tuttavia, cambiare continuamente il formato HIIT eseguito all’interno della stessa o tra settimane consecutive potrebbe ridurre alcuni adattamenti. In altre parole, se si cambia spesso la prescrizione di allenamento HIIT, diventa più difficile eseguire bene i dettagli della sessione (gestione del ritmo), che andrebbero ad influenzare e ridurre gli adattamenti. Ciò che emerge dallo studio, è di adottare 1 o 2 formati di HIIT che siano efficaci e ripeterli nel tempo per massimizzare gli adattamenti.
6. CONCLUSIONI
La psicobiologia umana è complessa e sfida i paradigmi di pianificazione/periodizzazione lineare o l'identificazione di una singola prescrizione di allenamento HIIT "migliore". Attualmente, si può riassumere la ricerca di un'ottimizzazione HIIT efficace come segue:
Preparatore atletico Sport di Endurance e Forza
Pescara, Montesilvano, Chieti, Francavilla al Mare