EPOC, effetti sul metabolismo e dimagrimento

Questo articolo analizza come l'EPOC (Excess Postexercise Oxygen Consumption) influisca sul metabolismo e sui processi di dimagrimento, evidenziando che l'intensità dell'esercizio fisico ha un impatto maggiore rispetto alla durata nel determinare l'EPOC. Inoltre, l'High Intensity Interval Training (HIIT) e gli esercizi con sovraccarichi mostrano un EPOC più elevato rispetto all'attività aerobica tradizionale, contribuendo significativamente alla perdita di grasso.

Introduzione

Con il termine EPOC si identifica l’incremento del consumo di ossigeno nelle fasi successive all’allenamento, che si sviluppa come conseguenza dell’attività fisica svolta. EPOC infatti è un acronimo che significa Excess Postexercise Oxygen Consumption. Tradotto in italiano significa appunto Consumo di ossigeno in eccesso postumo all’esercizio, e con questo termine si identifica l’aumentato impiego di ossigeno da parte del corpo che si sviluppa in seguito ad uno sforzo fisico imponente, come conseguenza dell’attività fisica stessa. Esso si produce infatti dopo un importante lavoro fisica ed ha lo scopo di coprire le richieste di energia che, in seguito all’attività, incrementano nella fase di recupero, successiva al lavoro. Infatti terminato un importante sforzo fisico è stato evidenziato che il dispendio energetico rimane maggiore rispetto alle condizioni di riposo, ciò si verifica proprio come conseguenza del fatto che il lavoro fisico determina effetti biochimici che persistono anche successivamente al lavoro stesso generando questo effetto, e, pertanto, in virtù di questa osservazione, è stato creato questo termine.

L'EPOC rappresenta in pratica l'incremento del metabolismo e del dispendio energetico che si realizza per diverse ore a seguito dell'allenamento fisico come emerso da diversi studi ^[Børsheim], ^[LaForgia], ^[Smith]. Questa alterazione metabolica viene interpretata come strumento utilizzato dall’organismo per riportare il corpo all'omeostasi, alterata dall’attività fisica stessa.

Ciò che viene riscontrato da numerose ricerche è il fatto che al termine dell'esercizio fisico, l'attività metabolica e il dispendio calorico, misurabili attraverso il reale impiego di ossigeno, non ritornano ai livelli basali, ma rimangono più elevati per un certo tempo che cambia in relazione ad intensità e durata dell'attività stessa. In realtà ciò che emerge dagli studi sino ad ora condotti è che l'intensità abbia un impatto notevolmente maggiore sul EPOC rispetto alla durata ^[Quinn], ^[Maehlum].

La portata (il quantitativo di energia utilizzata) e la durata (il tempo in cui il consumo di ossigeno rimane elevato) dell’EPOC dipendono dall'intensità e dalla durata dell'esercizio. Infatti posso servire tempi che variano dai 15 minuti alle 48 ore per ripristinare il metabolismo di riposo ^[Maehlum], questi tempi dipendono dai suddetti parametri.

Questi effetti sono la conseguenza di molteplici alterazioni biochimiche che si realizzano nell’organismo:

• ossidazione dell'acido lattico prodotto,
• aumento della temperatura corporea,
• aumento dell'attività cardiaca,
• necessità di ristabilire le scorte di ATP,
• ripristino delle riserve glicogeniche,
• necessità de ristabilire l'ossigenazione dei tessuti e dei fluidi corporei,
• attivazione del sistema adrenergico con maggiore rilascio di adrenalina e noradrenalina,
• incremento dell’attività tiroidea,
• incremento del rilascio di ormone della crescita,
• riparazione dei tessuti danneggiati,
• sintesi di nuove proteine contrattili muscolari, come effetto supercompensativo.

Da ciò che si evince dagli studi sino ad ora condotti, l’EPOC rappresenta uno dei principali motivi per cui l'esercizio stesso contribuisce in maniera sensibile ad avviare i processi di dimagrimento ^[Chan], ^[Trenbley]. Infatti il dispendio energetico generato dall’EPOC risulta di rilevante importanza nel generare quello squilibrio calorico necessario per promuovere lipolisi e perdita di grasso.

In virtù di quanto detto sino ad ora è intuibile il fatto che diverse forme di esercizio fisico contribuiscono e produrre EPOC, tuttavia le stesse diverse formo contribuiscono in maniera differente, pertanto esaminiamo come queste agiscano effettivamente sulla realizzazione dell’EPOC.

Attività aerobica ed EPOC

In base a quanto già anticipato, cioè che l'entità del EPOC differisce in risposta a intensità e durata dell'attività fisica, è facile comprendere come l’innalzamento dell’EPOC sia strettamente correlato a questi due parametri anche in conseguenza dell’attività fisica di tipo cardiovascolare. Infatti ciò che è stato evidenziato da studi, svolti per valutare il rapporto tra EPOC ed intensità dell’esercizio, è proprio che questo fattore incide drasticamente ^[Sedlock]. I risultati ottenuti sono i seguenti: in seguito ad attività a bassa intensità e basso volume (frequenza cardiaca di lavoro <65% FCmax, per meno di un'ora), approssimativamente 5 kcal totali in eccesso sono impiegate dopo l'esercizio. A seguito di attività fisica a moderata intensità e maggiore volume (FC di lavoro >65% FCmax per più di un'ora) l’EPOC arriva ad un dispendio approssimativo di 35 kcal totali. A seguito invece di esercizio intenso (attorno al 85% FCmax, quindi esercizio di soglia), il dispendio calorico post-esercizio può arrivare a 180 kcal. Un altro studio condotto nel 1991 ha valutato l’EPOC generato in seguito ad attività corrispondenti al 29%, 50% e 75% del VO2max per un periodo di 80 minuti, ed è sto evidenziato un incremento maggiore in seguito alla più intensa ^[Bahr].

Altra ricerca ha confrontato gli effetti dell'esercizio a bassa intensità (50% VO2max) e a maggiore intensità (75% VO2max) ed anche nella condizione di stesso dispendio energetico durante l’attività (500 calorie), l'esercizio ad intensità più alta ha causato un EPOC nettamente superiore rispetto all'esercizio di intensità inferiore (45 calorie rispetto a 24 calorie) ^[Phelain].

Ulteriori ricerce hanno portato a risultati simili ed in sintesi, i dati mostrano chiaramente che l'intensità dell'esercizio è il fattore principale nel determinare l'ampiezza e la durata del EPOC dopo l’attività stessa.

Anche la durata dell'esercizio aerobico condiziona l'EPOC, infatti alcune ricerche mettono in relazione questi parametri. La ricerca riconosce un rapporto diretto tra la durata dell'esercizio e l'EPOC. Ciad ha studiato gli effetti della durata dell'esercizio (per 30, 45, e 60 minuti) al 70% VO2max sull’ EPOC. Lo studio conclude affermando che l'aumento della durata dell'esercizio influisce significativamente l'EPOC totale ^[Ciad]. Lo stesso Bahr, precedentemente menzionato in un altro suo studio arriva alla stessa conclusione ^[Bahr].

È facile pertanto intuire, in virtù di questi dati, come l'EPOC dell'esercizio aerobico a bassa intensità, difficilmente risulta significativo da incidere sul bilancio calorico complessivo, in una dinamica di percorso di attività fisica finalizzata al dimagrimento.

EPOC e esercizio ad alta intensità in interval training (HIIT)

Altre forme di attività come l’High Intensity Interval Training (HIIT), determinano un EPOC maggiore dell'esercizio aerobico. Questo dato emerge da diversi studi ^[Laforgia], ^[Kaminski]. Infatti tale forma di lavoro fisico sembra in grado di influenzare significativamente l'ossidazione lipidica post-allenamento e la perdita di grasso ^[Chan], ^[Trenbley], ^[Boutcher]. Come è stato ribadito in precedenza, essendo l'intensità un fattore determinante nel generare EPOC, l'esercizio di tipo anaerobico svolto con l’HIIT, quindi a maggiore intensità, riesce ad influenzarlo più dell'esercizio aerobico e queste ricerche ne sono la dimostrazione.

Già nei primi anni ’90 Kaminski evidenziò che allenamenti ad intervalli in HIIT, pertanto attraverso picchi di lavoro oltre la soglia aerobica, alternati a fasi di recupero, fossero in grado di aumentare l'EPOC in misura maggiore rispetto ad attività fisica di tipo continuativo ^[Kaminski]. Analogamente, Laforgia riporta risultati simili, con sforzi sovramassimali della durata di un minuto intervallati da 2 minuti di recupero ^[Laforgia], così come Tremblay nei sui studi utilizza protocolli di HIIT e raggiunge gli stessi risultati evidenziando anche una maggiore attività di particolari enzimi implicati nella lipolisi ^[Trenbley].

Questa forma di attività appare quindi particolarmente indicata nelle condizioni finalizzate alla perdita di grasso.

EPOC e esercizi con sovraccarichi

Diversi studi sono stati svolti anche per mettere in relazione allenamenti con sovraccarichi e l’EPOC. Queste ricerche evidenziano come in seguito all'esercizio con sovraccarichi l'entità del EPOC sia più elevata rispetto alla classica attività aerobica ^[Thomton], ^[Melby]. Sono stati infatti registrati degli incrementi del metabolismo basali di valori compresi tra il 4 e il 7 % nelle 24 successive ad attività con pesi. Parte di questo incremento pare imputabile all'aumento della sintesi proteica, necessario per riparare i muscoli danneggiati dall’esercizio. Energia che sembra provenire principalmente dai depositi di grasso ^[Poehlman]. Altri documenti segnalano che la sola sintesi proteica post-esercizio indotta dal danno muscolare contribuisca ad aumentare il metabolismo post-esercizio fino alle 36 ore successive ^[MacDougal], ^[Gasier]. È stato suggerito che l'aumento dell'ossidazione di grassi, osservata a seguito dell'esercizio coi pesi sia dovuto anche al risparmio glucosio utilizzato per ripristinare il glicogeno muscolare ^[Pohelman].

Diversi studi comparativi evidenziano che l'EPOC è più elevato e di durata maggiore a seguito dell'allenamento con sovraccarichi rispetto all'allenamento aerobico ^[Burleson], ^[Gillete]. Esistono inoltre dati che mostrano come i superset, metodica caratterizzata dall’esecuzione di esercizi per gruppi muscolari diversi in rapida successione, generi un maggiore EPOC rispetto all’allenamento tradizionale ^[Kelleher]. Tuttavia altre ricerche sembrano individuare nella combinazione attività con pesi ass

ociata ad attività aerobica la situazione che determina il maggiore dimagrimento [Dolezal], anche come conseguenza di un maggiore dispendio di ossigeno postumo all’attività. Infine, uno studio comparativo tra allenamento con pesi tradizionale e circuit training ha dimostrato che l’EPOC determinato dall’attività a circuito sia maggiore, pur mantenendo lo stesso volume totale di allenamento (stessi esercizi, stesse serie) [Murphy]. In questo caso l'allenamento coi sovraccarichi tradizionali, eseguendo 3 serie di 6 esercizi, con ripetizioni ad esaurimento all’ 80% 1RM, è stato confrontato con un circuit training dove sono stati svolti gli stessi 6 esercizi per 3 circuiti, da 10-12 ripetizioni al 50% 1RM, pertanto Il volume di lavoro totale di entrambi i programmi è stato simile, ma l’allenamento a circuito ha sviluppato un maggiore dispendio di ossigeno postumo. Da ciò si può concludere che anche l’allenamento con sovraccarichi si può utilizzare come strumento per favorire la perdita di grasso [Sacchi].

Da questi dati è evidente il fatto che il dispendio energetico ottenibile con l’attività fisica non si esaurisca al termine della stessa, ma si protrae anche nelle fasi successive. Questo aspetto risulta particolarmente rilevante nelle dinamiche inerenti al dimagrimento, proprio perché l’incremento del dispendio energetico è fondamentale ai fini della perdita di grasso e questi dati evidenziano come diverse forme di attività fisica siano utili a tale scopo, ma in maniera differente.

In conclusione quindi, svariate ricerche mostrano l'utilità dell'esercizio con sovraccarichi nei programmi di dimagrimento [Sacchi]. In particolare l’attività fisica di tipo anaerobica, in quanto, sebbene l'esercizio anaerobico sfrutti prevalentemente il glicogeno muscolare come substrato energetico durante l’attività stessa, nel periodo post-allenamento, il corpo utilizza un maggior quantitativo di lipidi, ottenendo pertanto perdita di grasso, grazie all’incremento del dispendio calorico in atto successivamente e come conseguenza dell’allenamento stesso, generato da cambiamenti metabolici, evidenziati e descritti con il termine EPOC [Melby], [Shuenke], [Binzen], [McCarty], [Phelian], [Hansen].