Metabolismo Basale ed EPOC

Il metabolismo basale (BMR, basal metabolic rate) e il consumo di ossigeno in eccesso post-esercizio (EPOC) svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione del bilancio energetico.

Il BMR rappresenta la spesa energetica di base necessaria per mantenere le funzioni corporee, e costituisce circa il 60-70% della spesa energetica giornaliera, mentre l’EPOC si riferisce all’aumento della spesa energetica durante il periodo di recupero successivo ad un esercizio, che si somma all’energia spesa durante la sua esecuzione.

Il BMR è influenzato da fattori quali massa corporea magra, età, sesso, massa corporea, altezza e BMI.

Diversi fattori influenzano l’entità e la durata dell’EPOC. L’intensità ha dimostrato una relazione curvilinea positiva con l’entità dell’EPOC, mentre la relazione con la durata è lineare, soprattutto quando l’intensità supera il 50-60% del V̇O_2max. Inoltre, esiste una relazione tra EPOC e composizione corporea, tra cui grasso corporeo e massa muscolare, e stato di allenamento.

Teoricamente dovrebbe esserci anche una correlazione tra BMR ed EPOC, principalmente legata all’intensità dell’esercizio, poiché l’EPOC è determinato principalmente da quest’ultimo parametro. Sembra, però, che nessuno studio pubblicato abbia esplorato la relazione tra queste due variabili.

Nello studio di Huang et al. (BMC Sports Sci Med Rehabil. 2025;17(1):3. doi: 10.1186/s13102-024-01045-7) gli autori hanno condotto un’indagine completa sulla relazione tra EPOC, EPOC normalizzato al consumo di ossigeno durante l’esercizio, livelli di lattato nel sangue, BMR e alcune variabili antropometriche e fisiologiche.

Sono stati reclutati 54 soggetti di età compresa tra i 20 e i 50 anni (età media di 33 anni).

A ogni partecipante è stato chiesto di visitare il laboratorio cinque volte in un periodo di tre settimane. Durante queste visite è stata eseguita la misurazione del BMR, un test di sforzo cardiopolmonare incrementale su cicloergometro (INC, che consisteva in un minuto di pedalata senza carico, seguito da un aumento continuo dell’intensità pari a 15 W/min fino all’esaurimento, determinando, così, il ritmo di lavoro massimo) e, in tre differenti giorni, i protocolli di allenamento ad un ritmo di lavoro costante CWR (constant-work-rate exercise).

Sono state inoltre raccolte informazioni demografiche complete, tra cui sesso, età, altezza, peso e indice di massa corporea (BMI).

I tre protocolli CWR, eseguiti su cicloergometro, corrispondevano ad un esercizio a bassa intensità (35% del tasso di lavoro massimo, LC) per 15 min; un CWR ad intensità moderata (60% del tasso di lavoro massimo, MC) per 10 min; e un CWR ad alta intensità (90% del tasso di lavoro massimo, HC) per 4 min. La selezione delle intensità durante il CWR corrispondente a bassa (35%), moderata (60%) e alta (90%), si basava su tre zone, definite dalla prima e seconda soglia ventilatoria (VT1 e VT2 rispettivamente): al di sotto di VT1, tra VT1 e VT2 e al di sopra di VT2. Nella maggior parte delle persone, VT1 si verifica al 40-60% del V̇O_2max, mentre la VT2 nell’intervallo tra il 61,3% e l’85,4% del V̇O_2max.

Sono stati misurati respiro per respiro la ventilazione minuto (V̇_E), il consumo di ossigeno (V̇O₂) e la produzione di anidride carbonica (V̇CO₂).

Dopo ogni test CWR, sono stati calcolati l’EPOC e il rapporto tra EPOC e consumo di ossigeno durante l’esercizio (OC, oxygen consumption during exercise), EPOC/OC.

Sono stati raccolti immediatamente (30–60 s) campioni di sangue venoso per valutare la concentrazione di lattato nel sangue (BLa).

L’EPOC è stato calcolato sommando la differenza tra il V̇O₂ post-esercizio e il V̇O₂ basale stabilito nella precedente misurazione del BMR e quindi moltiplicato per la durata del respiro corrispondente. Analogamente, l’OC è stato calcolato sommando la differenza tra il V̇O₂ durante l’esercizio e il V̇O₂ basale e quindi moltiplicato per la durata del respiro corrispondente. Il V̇O₂ è stato registrato per 20 min durante la fase di recupero.

I valori di fine esercizio del VO₂ e della frequenza cardiaca (HR) sono stati determinati come media degli ultimi 15 sec della prova sia per i CWR (V̇O_2end e HR_end) sia per gli INC.

I risultati hanno evidenziato che l’EPOC, l’EPOC/OC, BLa e V̇O_2end, and HR_end sono aumentati con l’aumentare dell’intensità nei test CWR. Sebbene sia l’EPOC che EPOC/OC abbiano dimostrato una tendenza crescente con l’intensità, il rapporto EPOC/OC ha mostrato una migliore discriminazione e separazione tra le tre intensità LC, MC e HC. L’EPOC/OC è aumentato significativamente con l’aumentare dell’intensità (LC vs. MC vs. HC = 27,3 ± 8,5 vs. 34,1 ± 8,4 vs. 40,6 ± 9,2%).

Il BMR ha mostrato una correlazione inversa con EPOC/OC nei tre protocolli CWR con coefficienti di correlazione di -0,449 in bassa (p = 0,003), -0,590 in moderata (p = 0,002) e -0,558 in alta intensità (p < 0,001).

Nell’analisi di regressione, il BMR è emerso come il predittore più significativo del rapporto EPOC/OC rispetto a BLa, età, BMI e vari parametri derivati ​​dal INC e i CWR.

Il rapporto EPOC/OC, che ricordiamo rappresenta la produzione di EPOC rispetto al OC, può essere considerato una misura composita della capacità di produzione di energia aerobica e dell’efficienza di clearance dell’EPOC. Un rapporto EPOC/OC più elevato potrebbe suggerire una minore capacità di produzione di energia aerobica e/o una velocità di clearance dell’EPOC più lenta, il che potrebbe spiegare la correlazione più forte tra EPOC/OC e BMR rispetto a quella tra EPOC e BMR.

In conclusione, la relazione tra BMR ed EPOC/OC ha dimostrato un grado moderato di correlazione negativa lineare tra le varie intensità di un protocollo CWR. Emerge come il predittore più significativo del rapporto EPOC/OC rispetto a età, BMI, HR a riposo, HR_max, V̇O_2max, soglia anaerobica derivata da INC e BLa, V̇O_2end, HR_end ottenuti dai protocolli CWR.