Fumo e performance: come il tabacco toglie ossigeno ai tuoi muscoli

Il fumo di sigaretta gioca un ruolo fondamentale nello sviluppo di malattie cardiovascolari e polmonari.

Oltre a queste malattie, il fumo gioca un ruolo cruciale anche nello sviluppo dell’intolleranza all’esercizio fisico (ridotta capacità di sostenere sforzi fisici).

Sebbene le comorbilità che si sviluppano a causa del fumo possano manifestare i loro effetti più concretamente in età avanzata, purtroppo i giovani non hanno sufficiente consapevolezza di questo problema.

Il monossido di carbonio (CO) è uno dei principali componenti del fumo di sigaretta. Il CO può avere un’affinità per l’emoglobina da 200 a 250 volte superiore a quella dell’ossigeno.

Questo porta a vari meccanismi che influenzano la produzione di energia ossidativa nel tessuto muscolare.

Infatti, sebbene il sangue possa avere una saturazione apparentemente “normale”, i tessuti (soprattutto i muscoli) ricevono meno ossigeno.

Il CO, infatti, si lega all’emoglobina in modo così forte da causare uno spostamento a sinistra della curva di dissociazione dell’ossigeno: in altre parole, l’emoglobina trattiene l’ossigeno e lo rilascia solo quando la PaO₂ si abbassa ulteriormente.

Questo ritardo nel rilascio dell’ossigeno porta ad una minore disponibilità per i tessuti durante l’esercizio, contribuendo a sintomi quali affaticamento e crampi muscolari.

Inoltre, il CO si lega alla mioglobina nel tessuto muscolare, formando carbossi-mioglobina; questa situazione causa l’inattivazione della mioglobina, che funge da riserva di ossigeno nel tessuto muscolare.

Infine, il CO interagisce con la citocromo c ossidasi, coinvolta nella produzione di energia per via ossidativa, e ne causa l’inattivazione.

Studi che hanno valutato gli effetti del fumo sul muscolo scheletrico hanno dimostrato che la resistenza alla fatica è inferiore nei fumatori rispetto ai non fumatori.

Nello studio di Kerget et al. (Eur J Appl Physiol. 2025 Jun 14. doi: 10.1007/s00421-025-05829-8), gli autori hanno valutato la variazione nell’ossigenazione del muscolo vasto laterale durante il 6-min walking test in giovani fumatori rispetto a quelli che non hanno mai fumato.

Sono stati selezionati 40 soggetti fumatori e 30 non, età media 23 anni, studenti presso l’università dove insegnano gli autori dello studio.

Prima dell’inizio dello studio i soggetti hanno eseguito un test di funzionalità polmonare (PFT, pulmonary function tests) per confermare l’assenza di patologie polmonari ostruttive.

Sono stati eseguiti tre spirogrammi, che sono risultati conformi ai criteri di riproducibilità e accettabilità secondo le linee guida ATS/ERS (American Thoracic Society/European Respiratory Society) aggiornate al 2019.

Soni stati misurati i livelli di CO (i livelli di CO espirata forniscono un’indicazione della quantità di CO accumulata nel corpo e quindi della quantità di fumo inalato); ai soggetti è stato chiesto di inspirare profondamente, trattenere l’aria per 15 s ed espirare lentamente fino al completo svuotamento polmonare. La CO espirata è stata misurata simultaneamente nei soggetti che hanno completato il test PFT.

È inoltre stato calcolato il Heaviness of Smoking Index (HSI), strumento quantitativo utilizzato per misurare l’intensità della dipendenza da nicotina tra i partecipanti fumatori. Più precisamente, l’HSI è stato calcolato sommando due parametri chiave: il tempo dalla sveglia alla prima sigaretta (entro 5 minuti → 3 punti; 6–30 minuti → 2 punti; 31–60 minuti → 1 punto; dopo 60 minuti → 0 punti); il numero di sigarette fumate al giorno (meno di 10 → 0 punti; 11–20 → 1 punto; 21–30 → 2 punti; più di 31 → 3 punti).

Prima di eseguire il test, sono stati rilevati dati antropometrici fondamentali quali età, altezza e peso, e sono state adottate precauzioni per evitare fattori che potessero alterare i risultati della prova. Per esempio, ai soggetti è stato chiesto di non fumare per 24 ore, di evitare assunzione di alcol per almeno 4 ore, di non svolgere esercizi intensi 30 min prima del test, di non indossare abiti che limitassero i movimenti del torace e dell’addome e di non consumare pasti pesanti entro 2 ore dal test.

Prima e dopo il test, sono stati calcolati i punteggi di dispnea di Borg, dove 0 indicava l’assenza di dispnea e 10 dispnea molto grave.

Il test fisico consisteva nel Six-Minute Walk Test (6MWT): ciascun soggetto percorreva un corridoio rettilineo di 30 metri “camminando il più velocemente possibile” per sei minuti, mantenendo un’andatura autogestita ma sostenuta. Prima del test fisico, i pazienti si sono riposati per almeno 15 min, ed è stata misurata la saturazione dell’ossigeno.

Al termine del test, sono state registrate: frequenza cardiaca, punteggio di dispnea secondo la scala di Borg, affaticamento soggettivo, e, soprattutto, i livelli di ossigenazione muscolare (SmO₂), misurati nel muscolo vasto laterale con spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS). Il dispositivo ha iniziato a registrare all’inizio del test e ha continuato fino alla fine (lo strumento misura in tempo reale il rapporto tra la concentrazione di ossiemoglobina e la concentrazione totale di emoglobina nel muscolo e lo riporta come percentuale, mostrata come saturazione di ossigeno muscolare o SmO₂; se la SmO₂ è alta, vuol dire che il muscolo ha buone riserve di ossigeno disponibile; se la SmO₂ scende, indica che il muscolo sta consumando ossigeno più velocemente di quanto riesca a riceverlo dal sangue).

I risultati hanno evidenziato che nei fumatori, la CO espirata, la frequenza cardiaca all’inizio e alla fine del 6MWT, la dispnea e i punteggi di affaticamento erano significativamente più alti rispetto ai non fumatori (p < 0,001).

I livelli massimi e minimi di SmO₂ misurati all’inizio e alla fine del 6MWT erano inferiori nei fumatori (p < 0,001), mentre le variazioni di SmO₂ durante il test (∆SmO₂, quanto diminuisce l’ossigeno nei muscoli) erano maggiori nei fumatori (p < 0,001).

È stata trovata una correlazione negativa molto forte tra i valori HSI e i valori massimi e minimi di SmO₂ (R = –0.91 e –0.9, p < 0.001), cioè, più alto è il livello di dipendenza da nicotina, più bassa è la saturazione muscolare di ossigeno, sia a riposo sia al termine dell’esercizio.

Inoltre, si è osservata una correlazione positiva tra HSI e ΔSmO₂ durante il test (R = 0.79, p < 0.001): ovvero, maggiore è la dipendenza da fumo, più marcato è il crollo dell’ossigenazione muscolare sotto sforzo.

In conclusione, il tabacco e i prodotti del tabacco rappresentano una minaccia significativa per i giovani di oggi, dove l’età in cui si inizia a fumare si è abbassata.

Sebbene l’incidenza delle comorbilità legate al fumo sia bassa nei giovani, la ridotta ossigenazione muscolare fornisce informazioni essenziali in termini di comorbilità che possono essere osservate in età avanzata.