Numerosi studi condotti dal Laboratorio di Fisiologia dell’Esercizio mostrano come la misura di alcune variabili ventilatorie sia particolarmente rilevante nel descrivere l’impegno di diverse attività fisiche e sportive. La frequenza respiratoria (il numero di atti respiratori effettuati in un minuto) è maggiormente associata alla percezione dello sforzo rispetto ad altre variabili fisiologiche più comunemente misurate come il consumo d’ossigeno, la frequenza cardiaca e il lattato. Questo si riscontra specialmente ad elevate intensità, dove la frequenza respiratoria risulta essere particolarmente sensibile a variazioni nella tolleranza all’esercizio. Ad esempio, a parità di intensità di esercizio, un atleta con capacità di prestazione più elevata mostra generalmente una frequenza respiratoria più bassa rispetto ad atleti di minor livello di qualificazione. Inoltre, la frequenza respiratoria aumenta precocemente in una serie di condizioni che influenzano negativamente la tolleranza all’esercizio come fatica muscolare, deplezione di glicogeno, ipertermia e ipossia. Queste evidenze hanno importanti implicazioni per il monitoraggio di diverse popolazioni, condizioni di esercizio e discipline sportive. Tra queste, il ciclismo ed il calcio rivestono particolare rilevanza nelle attività di ricerca del Laboratorio.
Partner
- prof. Louis Passfield, University of Kent (UK) – University of Calgary (Canada)
- Andrea Merello e Michele Cazzaro, Harken Italia SPA (Limido Comasco, Como – Italy)
Pubblicazioni
- https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094990
- https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00922
- https://doi.org/10.1123/ijspp.2019-0028
- https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1226421
I meccanismi che modulano la ventilazione durante l’esercizio fisico
In parallelo con la comprensione dell’importanza della frequenza respiratoria come indicatore fisiologico di sforzo fisico, il Laboratorio ha condotto diverse ricerche volte a comprendere il significato delle risposte ventilatorie che si osservano durante l’esercizio. Le prime ricerche hanno evidenziato come la frequenza respiratoria ed il volume corrente (la profondità del respiro) siano in buona parte modulati da input differenti. Successivamente abbiamo studiato l’interrelazione che lega la frequenza respiratoria ed il volume corrente, fino ad arrivare allo sviluppo di un nuovo modello di controllo ventilatorio. Il modello mostra come la frequenza respiratoria sia principalmente modulata dall’attività di aree cerebrali deputate al controllo del movimento (in particolare durante esercizio ad alta intensità) e da afferenze muscolari (in particolare durante esercizio a moderata intensità), ma solo in misura modesta da input metabolici. Al contrario, il volume corrente è regolato in maniera fine sulla base degli input metabolici e dei valori di frequenza respiratoria per soddisfare le richieste metaboliche dell’organismo. Il modello spiega pertanto perché la frequenza respiratoria risulti fortemente associata alla percezione dello sforzo (condividono un regolatore neurofisiologico comune) mentre il volume corrente sia più associato a stimoli di natura metabolica.
Partner
prof. Samuele Maria Marcora, University of Kent (UK) – Università di Bologna
Pubblicazioni
- https://doi.org/10.1113/EP086352
- https://doi.org/10.14814/phy2.13908
- https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00814.2019
- https://doi.org/10.1007/s00421-022-05077-0
La validazione e l’utilizzo di dispositivi indossabili per la misura di variabili ventilatorie
L’importanza del monitoraggio ventilatorio ha portato il Laboratorio di Fisiologia dell’Esercizio a vagliare diverse tecniche per misurare la frequenza respiratoria. Negli anni abbiamo verificato la precisione e l’accuratezza di diversi dispositivi indossabili per la misura di variabili ventilatorie e sviluppato metodologie specifiche che fossero adeguate ai contesti di esercizio di nostro interesse. Ad oggi, siamo tra i laboratori di riferimento per la validazione di dispositivi commerciali nel contesto sportivo. Da più di dieci anni ci siamo posti come obiettivo quello di riuscire a misurare la frequenza respiratoria sul campo durante allenamenti e competizioni. Grazie allo sviluppo tecnologico e l’attività di ricerca fatta in quest’ambito, tale obiettivo è stato ad oggi finalmente raggiunto, aumentando notevolmente la possibilità di fornire informazioni utili all’atleta, ma più in generale a diverse popolazioni, durante l’esercizio.
Partner
- dott. Carlo Massaroni e prof. Emiliano Schena, Università Campus Bio-Medico di Roma (Italia)
- Let’s Webearable Solutions S.r.l. (L’Aquila, Italia)
Pubblicazioni