Altitudine e sport

Introduzione(edit | edit source)

Con l’aumento dell’altitudine, diminuiscono la pressione atmosferica, la pressione parziale dell’ossigeno, la temperatura e la densità dell’aria. Queste caratteristiche influenzano le performance di un atleta in modi diversi. Ad esempio, la diminuzione della densità dell’aria in altitudine offre meno resistenza ai movimenti ad alta velocità. È stato dimostrato che le performance di sprint non sono influenzate dall’altitudine o migliorano in altitudine.

Caratteristiche dei livelli di altitudine(modifica | modifica fonte)

Le definizioni e le caratteristiche dei livelli di altitudine includono⁽¹⁾:

• Livello del mare (da 0 a 500 m)
  • vicino al livello del mare
  • nessun effetto negativo
• Bassa altitudine (da 500 a 2000 m)
  • nessun effetto sul benessere
  • le performance potrebbero essere ridotte, ma facilmente ripristinate con l’acclimazione
• Moderata altitudine (da 2000 a 3000 m)
  • rischio di effetti avversi se non acclimati
  • l’acclimazione è importante per le performance
  • le performance e la capacità aerobica sono diminuite
  • le performance potrebbero essere ripristinate o meno con l’acclimazione
  • potrebbe iniziare a insorgere il mal di montagna
• Alta altitudine (da 3000 a 5500 m)
  • il rischio di mal di montagna acuto diventa clinicamente rilevante
  • le performance sono compromesse e non vengono ripristinate con l’acclimazione
• Alta altitudine estrema (oltre 5500 m)
  • rischio di gravi effetti ipossici
  • l’esposizione prolungata porta a un progressivo deterioramento clinico

Nella medicina sportiva, per alta altitudine si intende tutto ciò che supera i 1500 m.⁽²⁾

Effetto dell’altitudine sulla pressione atmosferica(modifica | fonte edit)

• L’aria atmosferica è una miscela di gas. Ogni gas contribuisce in modo indipendente alla pressione atmosferica totale (legge di Dalton = la pressione atmosferica totale è uguale alla somma delle pressioni parziali dei singoli gas presenti nell’aria)
• La pressione esercitata da ogni singolo gas è nota come pressione parziale
• Pressione atmosferica = misura del peso di una colonna d’aria direttamente su un punto specifico⁽³⁾
• Livello del mare (0 m) = l’altezza e il peso della colonna d’aria sono massimi; pressione atmosferica = 760 mmHg
• Pressione atmosferica del Monte Everest (8848 m) = 250 mmHg
• Aumento dell’altitudine (quando una persona sale) – l’altezza e il peso della colonna d’aria si riducono, quindi la pressione atmosferica diminuisce con l’aumentare dell’altitudine. L’aria è meno densa e la concentrazione di molecole di gas è minore⁽³⁾

• La pressione atmosferica varia, ma la composizione dell’aria (percentuale di gas presenti nell’aria) non cambia. La composizione dell’aria è costituita da:
  • ossigeno (20,93%)
    • pressione parziale di ossigeno (PO2) al livello del mare = 159 mmHg (20,93% di 760 mmHg)
    • pressione parziale di ossigeno sul Monte Everest = 52 mmHg (20,93% di 250 mmHg)
  • anidride carbonica (0,3%)
  • azoto (79,04%)
• Qualsiasi variazione della pressione parziale di ciascun gas è dovuta a variazioni della pressione atmosferica o barometrica⁽³⁾
• La diminuzione della pressione parziale dell’ossigeno con l’aumento dell’altitudine ha un effetto diretto sui livelli di saturazione e influenza il trasporto dell’ossigeno⁽³⁾
• In altitudine, la pressione parziale dell’ossigeno è bassa nei polmoni. I gradienti parziali di ossigeno tra gli alveoli e i polmoni e il sangue, dove l’ossigeno viene caricato, e tra il sangue e i tessuti, dove l’ossigeno non viene caricato, sono ridotti⁽⁴⁾

Effetto dell’altitudine su temperatura e umidità(modifica | fonte edit)

• Temperatura dell’aria⁽⁴⁾
  • la temperatura diminuisce di 1 °C per ogni 150 m di ascesa⁽⁵⁾⁽⁶⁾
• Umidità⁽⁴⁾
  • l’aria fredda trattiene poca acqua
  • l’aria in altitudine è molto fredda e molto secca
  • l’aria secca porta a una rapida disidratazione attraverso la pelle e i polmoni
  • il freddo e l’aria secca insieme aumentano il rischio di disturbi legati al freddo e alla disidratazione

Effetto dell’altitudine su altri aspetti(modifica | fonte edit)

• La radiazione solare aumenta con l’aumentare dell’altitudine⁽⁷⁾
  • La radiazione ultravioletta aumenta con l’aumentare dell’altitudine

• L’acqua assorbe normalmente le radiazioni del sole – con l’aumentare dell’altitudine, si verifica una diminuzione del vapore acqueo che determina un minore assorbimento
• La neve/il ghiaccio riflette e amplifica la radiazione solare⁽⁸⁾

Risposte fisiologiche all’esposizione acuta all’altitudine(modifica | fonte edit)

Ipossiemia = bassi livelli di ossigeno nel sangue⁽⁹⁾

Ipossia = bassi livelli di ossigeno nei tessuti⁽⁹⁾

Quando un atleta è esposto all’altitudine, si verifica un’ipossia acuta e il corpo risponde come segue⁽⁴⁾:

Sistema respiratorio( modifica | modifica fonte )

Ventilazione polmonare

• Aumento della ventilazione a riposo e durante l’esercizio submassimale⁽¹⁰⁾
• I chemorecettori periferici nell’arco aortico e nelle carotidi sono stimolati dalla diminuzione della pressione parziale arteriosa dell’ossigeno (PaO2)⁽¹⁰⁾
• L’aumento della ventilazione è associato a un aumento del volume corrente
• L’alcalosi respiratoria si verifica a causa dell’aumento dell’ “espulsione” di anidride carbonica (CO2)⁽¹⁰⁾

Diffusione polmonare

• Diffusione di ossigeno dagli alveoli al sangue arterioso = diffusione polmonare
• L’altitudine non limita lo scambio di gas tra gli alveoli e il sangue, quindi la PaO2 alveolare è ancora simile alla PaO2 capillare
• L’ipossiemia (bassa PaO2 arteriosa) è un riflesso diretto della bassa PaO2 alveolare⁽⁴⁾

Trasporto di ossigeno

• In altitudine, la PO2 alveolare diminuisce e, quindi, la saturazione dell’emoglobina è minore⁽⁴⁾

Scambio di gas nei muscoli

• Al livello del mare, il gradiente di pressione tra la PaO2 arteriosa (100 mmHg) e la PaO2 tissutale (40 mmHg) è di 60 mmHg
• In altitudine (ad esempio a 4300 m), il gradiente di pressione tra la PaO2 arteriosa (42 mmHg) e la PaO2 tissutale (27 mmHg) è di 15 mmHg
• Si tratta di una riduzione significativa del gradiente di diffusione dell’ossigeno⁽¹¹⁾
• Questa variazione nel gradiente di diffusione ha un impatto maggiore sulle performance fisiche rispetto alla riduzione della saturazione dell’emoglobina nei polmoni⁽⁴⁾

La Figura 1 confronta la pressione parziale dell’ossigeno (PO2) nell’aria inspirata e nei tessuti corporei al livello del mare e in altitudine. Quando la pressione parziale dell’ossigeno inspirato diminuisce, diminuisce anche la pressione parziale alveolare. La pressione parziale arteriosa dell’ossigeno è simile alla pressione parziale nei polmoni, ma il gradiente di diffusione dell’ossigeno nei tessuti come il muscolo è notevolmente ridotto.

⁽¹²⁾

Sistema cardiovascolare(modifica | fonte edit)

Volume del sangue

• Diminuzione del volume plasmatico nelle prime ore di permanenza in altitudine:⁽¹³⁾
  • risultato della perdita respiratoria di acqua e dell’aumento della produzione di urina
  • porta ad un aumento dell’ematocrito (percentuale del volume sanguigno costituita da globuli rossi, contenenti emoglobina), con il risultato di un maggior numero di globuli rossi per un determinato flusso sanguigno e una maggiore quantità di ossigeno ai tessuti per una determinata gittata cardiaca⁽¹⁴⁾
• Il volume plasmatico torna alla normalità dopo alcune settimane in altitudine se si assume una quantità sufficiente di liquidi
• Quando un atleta è continuamente esposto all’altitudine, quello stimola i reni a rilasciare l’eritropoietina (EPO)⁽¹⁵⁾
  • l’eritropoietina è un ormone che stimola la produzione di globuli rossi
  • il numero totale di globuli rossi aumenta e questo aiuta l’atleta a compensare per la minore pressione parziale di ossigeno che si registra in altitudine
  • si tratta di un processo lento, che richiede settimane o mesi

Gittata cardiaca

• Aumento della gittata cardiaca a riposo e durante l’esercizio submassimale⁽¹⁶⁾
• Gittata cardiaca = volume sistolico x frequenza cardiaca
  • il volume sistolico diminuisce con la diminuzione del volume del sangue
  • la frequenza cardiaca aumenta a riposo e durante l’esercizio submassimale, per via di un aumento dell’attività del sistema nervoso simpatico⁽¹⁶⁾
    • si tratta di un adattamento a breve termine e, dopo 6-10 giorni di permanenza in altitudine, la gittata cardiaca e la frequenza cardiaca durante un determinato esercizio cominceranno a diminuire

⁽¹⁷⁾

Conseguenze dell’esposizione acuta all’altitudine(modifica | fonte edit)

• Disidratazione⁽¹¹⁾
  • perdita esagerata di liquidi in altitudine attraverso la pelle, il sistema respiratorio e i reni, e sudorazione con l’esercizio fisico
  • gli atleti dovrebbero consumare da 3 a 5 litri di liquidi al giorno e l’assunzione di liquidi dovrebbe essere personalizzata in base alle esigenze dell’atleta⁽⁴⁾
• Diminuzione dell’appetito⁽¹¹⁾
  • in combinazione con l’aumento del tasso metabolico in altitudine, questo può portare a deficit energetici di fino a 500 kcal/giorno e alla perdita di peso
  • gli atleti dovrebbero essere istruiti sull’alimentazione adeguata in altitudine per sostenere le loro attività e le loro performance
  • per sostenere l’aumento della produzione di globuli rossi potrebbero essere necessari alimenti ricchi di ferro e integratori di ferro⁽¹¹⁾
• Il consumo massimo di ossigeno (VO₂max) diminuisce con l’aumento dell’altitudine⁽¹⁰⁾ – questo accade generalmente ad altitudini di 1500 m e oltre
  • diminuzione del VO₂max per via della diminuzione della PO2 arteriosa e della diminuzione della gittata cardiaca massima
  • diminuzione del VO₂max dall’8 all’11% per ogni 1000 m di ascesa
• Le performance nell’esercizio aerobico sono maggiormente influenzate dalle condizioni di ipossia in altitudine (gli eventi di resistenza sono compromessi in altitudine)⁽⁴⁾
  • il VO₂max diminuisce in percentuale rispetto al VO₂max al livello del mare man mano che un atleta sale
  • questo limita la capacità di esercizio
  • gli atleti con un VO₂max e una capacità aerobica più elevati al livello del mare saranno in grado di completare un compito standard con uno sforzo percepito minore e con uno stress cardiovascolare e respiratorio minore in altitudine rispetto agli atleti con un VO₂max più basso al livello del mare. Pertanto, a parità di condizioni, un atleta con un VO₂max elevato al livello del mare sarà avvantaggiato in altitudine
• L’altitudine moderata non influisce sulle performance anaerobiche, come gli sprint dai 100 ai 400 metri su pista^(4)(18)
  • questi eventi hanno un fabbisogno minimo di ossigeno e l’energia per questi eventi viene fornita dai sistemi adenosina trifosfato – fosfocreatina (ATP – PCr) e glicolitico anaerobico
• L’aria più rarefatta in altitudine oppone meno resistenza ai movimenti e potrebbe portare a miglioramenti dei tempi nel nuoto e nella corsa (fino a 800 m) e delle distanze nel salto (salto in lungo, salto triplo). Sono stati notati effetti diversi negli eventi di lancio, come le performance nel tiro a segno e nel lancio del giavellotto^(4)(18)

Acclimazione all’altitudine(modifica | fonte edit)

• Acclimazione = adattamenti a breve termine all’altitudine in termini di esposizione cronica all’altitudine⁽²⁾
• L’acclimazione all’altitudine migliora le performance, ma le performance potrebbero non essere mai pari a quelle dell’atleta al livello del mare
  • sono necessarie tre settimane per un’acclimazione completa ad un’altitudine moderata (da 3000 a 5000 m)⁽⁴⁾
  • per ogni aumento di 600 m di altitudine è necessaria un’altra settimana⁽⁴⁾
  • gli effetti benefici dell’acclimazione vengono persi entro un mese dal ritorno al livello del mare⁽⁴⁾

Esposizione cronica all’altitudine – Acclimazione(modifica | fonte edit)

Quanto segue si riferisce a periodi di esposizione più prolungati (come settimane o mesi) all’altitudine⁽⁴⁾:

Adattamenti del sangue

• La concentrazione di eritropoietina (EPO) aumenta per 2 o 3 giorni dopo l’esposizione all’altitudine
• Policitemia (aumento dei globuli rossi) stimolata dal rilascio di EPO
• L’elevato numero di globuli rossi può essere evidente per 3 mesi o più
• Conseguenze della policitemia
  • al livello del mare, l’ematocrito medio (percentuale del volume totale del sangue composta da eritrociti) è di circa il 45%
  • ad altitudini di 4500 m, l’ematocrito medio è di circa il 60%
  • il contenuto di emoglobina del sangue aumenta proporzionalmente all’aumentare dell’altitudine
• Il volume del plasma diminuisce inizialmente con l’esposizione acuta all’altitudine, ma con il passare del tempo aumenta

Adattamenti muscolari

• Cambiamenti strutturali nel muscolo
  • diminuzione dell’area trasversale
  • aumento della densità capillare
• Riduzione del potenziale metabolico del muscolo
  • funzione mitocondriale e attività enzimatica glicolitica ridotte dopo quattro settimane in altitudine
  • capacità ossidativa ridotta

Allenamento e performance(modifica | fonte edit)

• In altitudine, l’allenamento aerobico ad alta intensità è ostacolato dall’ipossia (l’atleta non può lavorare così duramente come al livello del mare)
• Vivere ad alta quota e allenarsi ad alta quota può causare disidratazione, basso volume sanguigno e diminuzione della massa muscolare, e la letteratura mostra una scarsa validazione dell’allenamento in altitudine per le performance al livello del mare⁽⁴⁾
• Gli atleti al livello del mare che gareggiano in altitudine hanno due opzioni⁽⁴⁾:
  • dovrebbero gareggiare il prima possibile (entro 24 ore) dopo l’arrivo in altitudine. Anche se questo non conferisce i benefici dell’acclimazione, l’esposizione all’altitudine è abbastanza breve da rendere minimi o minori gli effetti negativi dell’altitudine
  • gli atleti dovrebbero allenarsi in altitudine per un minimo di due settimane prima di gareggiare, in quanto gli effetti negativi peggiori dell’altitudine si saranno dissipati

• Vivere ad alta quota, allenarsi a bassa quota sembra essere il meglio di entrambi i mondi, in quanto consente un’acclimazione passiva all’altitudine e l’intensità dell’allenamento non viene compromessa da una bassa pressione parziale di ossigeno⁽⁴⁾

Rischi per la salute dell’esposizione acuta all’altitudine(modifica | fonte edit)

• Mal di montagna acuto (AMS)⁽²¹⁾
  • insorgenza da 6 a 48 ore dopo l’arrivo in altitudine, più grave il secondo e terzo giorno
  • sintomi:
    • mal di testa
    • nausea/vomito
    • dispnea
    • insonnia
  • può essere evitato con un’ascesa lenta e graduale all’altitudine e salendo non più di 300 m al giorno ad altitudini superiori a 3000 m
  • ulteriori informazioni sono disponibili qui: Mal di montagna acuto
• Edema polmonare da alta quota⁽²¹⁾
  • accumulo di liquidi nei polmoni
  • una condizione di pericolo di vita
  • cause:
    • legato alla vasocostrizione polmonare da ipossia, che causa la formazione di coaguli nella circolazione polmonare
  • sintomi
    • respiro affannoso
    • tosse persistente
    • oppressione toracica
    • affaticamento eccessivo
    • l’alterazione della respirazione può portare a:
      • diminuzione dell’ossigenazione del sangue
      • cianosi
      • confusione
      • incoscienza
    • trattamento:
      • ossigeno supplementare
      • discesa immediata a un’altitudine inferiore
• Edema cerebrale da alta quota⁽²¹⁾
  • accumulo di liquido nella cavità cranica
  • complicazione dell’edema polmonare da alta quota
  • condizione pericolosa per la vita
  • la maggior parte dei casi vengono segnalati ad altitudini superiori ai 4300 m
  • sintomi:
    • confusione
    • letargia
    • atassia
    • incoscienza
  • trattamento:
    • ossigeno supplementare
    • borse iperbariche
    • discesa immediata a un’altitudine inferiore

Risorse(edit | edit source)

• Acclimatazione

Citazioni(edit | edit source)