Cos'è il VO2max?
Il VO2max, abbreviazione di maximal oxygen uptake, è la massima quantità di ossigeno che l'organismo riesce ad assorbire, trasportare e utilizzare durante un esercizio progressivamente più intenso.
In termini semplici, indica quanto è efficiente l'organismo nel trasformare l'ossigeno dell'aria in energia utilizzabile dai muscoli durante uno sforzo intenso.
Il valore viene generalmente espresso in millilitri di ossigeno per chilogrammo di peso corporeo al minuto:
mL/kg/min
Per esempio, un VO2max di 40 mL/kg/min significa che, durante uno sforzo massimale, l'organismo riesce a utilizzare circa 40 millilitri di ossigeno per ogni chilogrammo di peso corporeo ogni minuto.
Il VO2max viene considerato uno dei principali indicatori della fitness cardiorespiratoria, cioè della capacità integrata dell'organismo di sostenere un'attività fisica utilizzando efficacemente il sistema cardiovascolare e respiratorio.
Fonte di approfondimento: OMS: benefici documentati dell'attività fisica.
Non misura quindi semplicemente quanto "sono forti i polmoni".
Per raggiungere un VO2max elevato devono funzionare efficacemente diversi sistemi contemporaneamente: polmoni, cuore, sangue, vasi sanguigni, muscoli e metabolismo cellulare.
Cosa succede quando utilizziamo ossigeno durante l'esercizio?
Durante l'attività fisica, i muscoli aumentano enormemente la richiesta di energia.
Per produrre ATP, la principale forma di energia immediatamente utilizzabile dalle cellule, il metabolismo aerobico utilizza ossigeno insieme ai nutrienti.
Il percorso può essere immaginato come una catena:
aria → polmoni → sangue → cuore → vasi sanguigni → muscoli → mitocondri → produzione di ATP
I mitocondri sono strutture presenti nelle cellule che producono gran parte dell'ATP attraverso il metabolismo ossidativo.
Quando l'intensità dell'esercizio aumenta, aumenta anche il consumo di ossigeno. A un certo punto, però, nonostante l'intensità continui ad aumentare, il consumo di ossigeno raggiunge un limite.
Questa capacità massima rappresenta il VO2max.
Il VO2max dipende solo dai polmoni?
No.
È una delle idee più comuni ma meno corrette sul VO2max.
I polmoni devono portare ossigeno dall'aria al sangue, ma la quantità di ossigeno che una persona riesce effettivamente a utilizzare dipende dall'intera catena di trasporto e utilizzo.
Il cuore deve pompare sangue sufficientemente ricco di ossigeno. I vasi devono permettere una buona distribuzione del flusso sanguigno. Il sangue deve trasportare l'ossigeno, principalmente attraverso l'emoglobina contenuta nei globuli rossi. Infine, i muscoli devono essere capaci di estrarre e utilizzare quell'ossigeno.
Per questo il VO2max rappresenta una misura integrata della capacità aerobica dell'organismo.
In una persona sana, uno dei principali fattori che limita il VO2max è la capacità cardiovascolare di fornire sangue ossigenato ai muscoli, in particolare la capacità del cuore di aumentare la portata cardiaca durante lo sforzo.
Il ruolo del cuore
La quantità di sangue che il cuore pompa ogni minuto viene chiamata gittata cardiaca.
Durante l'esercizio, la frequenza cardiaca aumenta e il cuore aumenta la quantità di sangue pompata a ogni battito.
La relazione può essere espressa come:
gittata cardiaca = frequenza cardiaca × volume di eiezione
dove il volume di eiezione è la quantità di sangue espulsa dal cuore a ogni battito.
Un cuore capace di aumentare efficacemente la gittata cardiaca durante l'esercizio può contribuire a trasportare più ossigeno ai muscoli.
Il VO2max, tuttavia, non dipende esclusivamente dalla funzione cardiaca.
Il ruolo del sangue e dell'emoglobina
L'ossigeno viene trasportato nel sangue soprattutto legato all'emoglobina, una proteina contenuta nei globuli rossi.
La quantità di emoglobina disponibile influenza quindi la capacità del sangue di trasportare ossigeno.
Questo aiuta a comprendere perché condizioni che riducono significativamente la capacità del sangue di trasportare ossigeno, come alcune forme di anemia, possono compromettere la capacità aerobica.
Non significa però che aumentare indefinitamente l'emoglobina aumenti il VO2max: anche gli altri componenti della catena devono essere in grado di utilizzare l'ossigeno disponibile.
Il ruolo dei muscoli
L'ultimo passaggio è rappresentato dai muscoli.
L'ossigeno trasportato dal sangue deve essere estratto dai tessuti e utilizzato dalle cellule.
L'allenamento di endurance può provocare adattamenti periferici importanti, tra cui un aumento della capacità ossidativa muscolare e, in molti casi, una maggiore densità di capillari e mitocondri.
I capillari sono i più piccoli vasi sanguigni e permettono gli scambi tra sangue e tessuti.
I mitocondri, invece, sono fondamentali per la produzione aerobica di ATP.
Per questo due persone con caratteristiche cardiovascolari simili possono avere capacità aerobiche differenti se i loro muscoli sono adattati in modo diverso all'esercizio.
Come si misura il VO2max?
La misurazione più accurata viene effettuata attraverso un test cardiopolmonare da sforzo, chiamato anche CPET (cardiopulmonary exercise testing).
La persona esegue un esercizio progressivamente più intenso, generalmente su un tapis roulant o su un cicloergometro.
Durante il test respira attraverso una maschera collegata a un sistema che analizza l'aria inspirata ed espirata.
Vengono misurati, tra gli altri parametri, il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica.
Contemporaneamente possono essere monitorati frequenza cardiaca, pressione arteriosa, elettrocardiogramma e altri parametri fisiologici.
L'intensità dell'esercizio aumenta progressivamente fino a raggiungere il limite previsto dal protocollo e dalle condizioni della persona.
Il risultato permette di determinare direttamente il consumo di ossigeno durante lo sforzo.
VO2max e VO2peak sono la stessa cosa?
Non sempre.
Il termine VO2peak indica il valore più elevato di consumo di ossigeno raggiunto durante un test.
Il termine VO2max implica invece che sia stata effettivamente raggiunta la massima capacità fisiologica di utilizzo dell'ossigeno.
Nella pratica clinica e sportiva i due termini possono essere utilizzati in modo non perfettamente uniforme.
In alcuni test non è possibile dimostrare con certezza che sia stato raggiunto un vero plateau del consumo di ossigeno, cioè una situazione nella quale il consumo non aumenta ulteriormente nonostante l'incremento dello sforzo.
In questi casi è più prudente parlare di VO2peak.
Come si può stimare il VO2max senza un laboratorio?
Esistono diversi test indiretti.
Alcuni utilizzano la velocità e la durata della corsa, altri la potenza sviluppata su una bicicletta, altri ancora la distanza percorsa in un determinato intervallo di tempo.
Anche alcuni dispositivi indossabili cercano di stimare il VO2max utilizzando dati come frequenza cardiaca, velocità e attività fisica.
Queste stime possono essere utili per seguire l'andamento della propria fitness nel tempo, ma non equivalgono a una misurazione diretta tramite analisi dei gas respiratori.
L'errore può essere significativo per il singolo individuo.
Un valore indicato da uno smartwatch, quindi, dovrebbe essere considerato una stima e non una diagnosi.
Da cosa dipende il VO2max?
Il VO2max dipende da numerosi fattori.
Uno dei più importanti è l'età. In media, la capacità aerobica tende a diminuire con l'avanzare degli anni.
Anche il sesso biologico influenza i valori medi, principalmente per differenze nella massa muscolare, nella composizione corporea, nella concentrazione di emoglobina e in altri fattori fisiologici.
La genetica contribuisce alla variabilità individuale, mentre l'allenamento può modificare significativamente la capacità aerobica.
Anche il livello di attività fisica abituale, la composizione corporea, lo stato di salute cardiovascolare e respiratorio e alcune condizioni patologiche possono influenzarlo.
Il VO2max, quindi, non è un numero determinato esclusivamente dall'allenamento.
Perché il VO2max è associato alla longevità?
Il punto più interessante del VO2max non è soltanto la capacità di correre più velocemente o pedalare più a lungo.
La fitness cardiorespiratoria è fortemente associata alla mortalità per tutte le cause.
Numerosi studi prospettici hanno osservato che le persone con una fitness cardiorespiratoria maggiore tendono ad avere un rischio inferiore di morire durante il periodo di osservazione.
Una meta-analisi pubblicata su JAMA ha analizzato 33 studi e oltre 100.000 partecipanti. Ogni incremento di 1 MET nella capacità aerobica era associato a una riduzione relativa del rischio di mortalità per tutte le cause. L'associazione rimaneva presente anche considerando diversi fattori di rischio.
Un MET corrisponde approssimativamente a un consumo di ossigeno di 3,5 mL/kg/min a riposo.
Questi risultati non significano che un determinato aumento del VO2max "faccia vivere" automaticamente un certo numero di anni in più. Gli studi sono principalmente osservazionali e quindi dimostrano soprattutto un'associazione.
Tuttavia, la relazione è molto consistente.
Perché il VO2max è un predittore così forte?
Una possibile spiegazione è che il VO2max rappresenti contemporaneamente il funzionamento di numerosi sistemi.
Una buona capacità aerobica richiede un cuore efficiente, una buona capacità di trasporto dell'ossigeno, una rete vascolare funzionale e muscoli capaci di utilizzare efficacemente l'ossigeno.
Il VO2max può quindi essere considerato una sorta di misura integrata della riserva fisiologica dell'organismo.
Una persona con una maggiore capacità aerobica dispone generalmente di una maggiore capacità di sostenere richieste fisiche senza raggiungere rapidamente il proprio limite.
Questa caratteristica può diventare particolarmente importante con l'invecchiamento e durante le malattie.
La fitness cardiorespiratoria è più importante del peso corporeo?
Non è corretto dire che il VO2max sia "più importante" di ogni altro fattore di salute.
È però interessante che la fitness cardiorespiratoria mantenga una forte associazione con la mortalità anche considerando il peso corporeo.
In diversi studi, una bassa fitness è risultata associata a un rischio maggiore anche tra persone con differenti categorie di BMI.
Questo evidenzia un limite dell'utilizzo del solo peso corporeo come indicatore della salute metabolica e cardiovascolare.
Una persona può avere un BMI normale ma una fitness molto bassa, mentre una persona con BMI elevato può avere una capacità aerobica relativamente buona.
Peso corporeo e fitness descrivono quindi aspetti differenti della fisiologia.
Quanto cambia il rischio di mortalità con il VO2max?
Non esiste una percentuale universale applicabile a ogni individuo.
Le stime dipendono dalla popolazione studiata, dall'età, dal sesso, dal livello di fitness di partenza, dal metodo di misurazione e dai fattori considerati nelle analisi statistiche.
La meta-analisi di Kodama e colleghi ha trovato un'associazione corrispondente a circa il 13% di riduzione relativa della mortalità per tutte le cause per ogni MET in più di capacità aerobica.
Altri studi hanno osservato associazioni differenti.
Per esempio, uno studio di coorte su oltre 122.000 adulti sottoposti a test da sforzo ha trovato una relazione inversa molto marcata tra fitness cardiorespiratoria e mortalità, con il gruppo a fitness molto bassa che presentava un rischio di mortalità molto superiore rispetto ai soggetti con fitness estremamente elevata.
Questi numeri sono utili per comprendere la forza dell'associazione a livello di popolazione, ma non devono essere trasformati in una previsione individuale del rischio.
Il VO2max è davvero il "miglior" predittore di longevità?
Qui è necessaria una precisazione.
Dire che il VO2max è uno dei più forti predittori modificabili della mortalità è ben supportato dalla letteratura.
Dire invece che è il miglior predittore in assoluto della longevità è troppo categorico.
La mortalità dipende da moltissimi fattori: età, fumo, pressione arteriosa, diabete, malattie cardiovascolari, tumori, condizioni genetiche, stato socioeconomico, comportamenti, ambiente e molti altri.
Inoltre, un predittore non è necessariamente una causa.
Il VO2max potrebbe riflettere, almeno in parte, lo stato generale di salute di una persona. Una persona malata può avere un VO2max basso proprio perché la malattia riduce la sua capacità di esercizio.
La relazione, quindi, è bidirezionalmente complessa.
La formulazione scientificamente più corretta è che la fitness cardiorespiratoria è uno dei marcatori prognostici più solidi e riproducibili della mortalità a lungo termine.
Il VO2max predice anche la mortalità cardiovascolare?
Sì.
La relazione tra fitness cardiorespiratoria e malattie cardiovascolari è particolarmente consistente.
La meta-analisi di Kodama ha osservato che un livello maggiore di capacità aerobica era associato a un rischio inferiore di eventi cardiovascolari e coronarici, oltre che di mortalità per tutte le cause.
Una fitness elevata è inoltre associata a una minore probabilità di sviluppare diversi fattori di rischio cardiovascolare, tra cui ipertensione e alterazioni metaboliche.
Questo non significa che un VO2max elevato renda impossibili infarto, ictus o altre malattie cardiovascolari.
Significa che, a livello di popolazione, una migliore fitness è associata a un profilo di rischio generalmente più favorevole.
Un VO2max elevato protegge da tutte le malattie?
No.
Il VO2max non è uno "scudo" contro le malattie.
Una persona molto allenata può sviluppare comunque tumori, malattie genetiche, infezioni, malattie autoimmuni o altre condizioni.
La relazione con la mortalità riguarda il rischio statistico complessivo osservato nelle popolazioni.
Inoltre, il VO2max non sostituisce gli altri indicatori clinici.
Pressione arteriosa, lipidi, glicemia, composizione corporea, abitudine al fumo, alimentazione, sonno e altri fattori rimangono importanti.
È meglio avere un VO2max molto alto o semplicemente evitare di averlo basso?
Dal punto di vista della salute generale, evitare livelli molto bassi di fitness sembra particolarmente importante.
La relazione tra fitness e mortalità è generalmente graduale: passando da livelli molto bassi a livelli moderati si osservano grandi differenze di rischio.
Anche livelli più elevati possono essere associati a ulteriori benefici.
Uno studio molto ampio su oltre 122.000 persone ha osservato una relazione inversa tra fitness e mortalità senza identificare un chiaro punto oltre il quale l'associazione si interrompesse.
Questo però non significa che sia necessario inseguire livelli estremi di prestazione atletica.
Per la salute, aumentare una fitness inizialmente bassa o moderata può essere molto più rilevante che cercare di raggiungere prestazioni da atleta d'élite.
Il VO2max diminuisce con l'età?
In media sì.
L'invecchiamento è associato a una progressiva riduzione della capacità aerobica massima.
Tra i motivi vi sono cambiamenti nella funzione cardiovascolare, nella massa muscolare, nella capacità di estrazione dell'ossigeno e in altri sistemi fisiologici.
L'entità della riduzione, però, varia considerevolmente tra le persone.
L'attività fisica regolare può contribuire a mantenere una capacità cardiorespiratoria maggiore rispetto a uno stile di vita sedentario.
Questo è uno dei motivi per cui il VO2max può essere interessante anche come indicatore della riserva fisiologica durante l'invecchiamento.
Si può aumentare il VO2max?
Sì.
Il VO2max è una caratteristica modificabile.
L'allenamento aerobico regolare può aumentarlo attraverso adattamenti centrali e periferici.
Tra questi rientrano l'aumento della capacità cardiovascolare, modificazioni della funzione vascolare, adattamenti muscolari e una maggiore capacità di utilizzare ossigeno durante l'esercizio.
L'entità del miglioramento varia molto tra le persone.
Genetica, livello di partenza, età, tipo di allenamento, volume e intensità dell'esercizio e continuità nel tempo contribuiscono alla risposta individuale.
Serve fare esercizio ad alta intensità?
Non necessariamente.
L'allenamento ad alta intensità può essere efficace per migliorare la fitness cardiorespiratoria, ma non è l'unico modo per farlo.
Anche l'attività aerobica a intensità moderata, se praticata con sufficiente regolarità e volume, produce adattamenti importanti.
Per una persona sedentaria, iniziare gradualmente e aumentare progressivamente l'attività può essere molto più importante che iniziare immediatamente con allenamenti estremamente intensi.
La strategia migliore dipende dal livello di partenza, dagli obiettivi e dalle condizioni di salute.
Come migliorare il VO2max nella vita quotidiana?
Il principio fondamentale è aumentare progressivamente la quantità di attività fisica aerobica compatibile con le proprie condizioni.
Camminata veloce, corsa, ciclismo, nuoto, vogatore e altre attività che coinvolgono grandi gruppi muscolari possono migliorare la capacità cardiorespiratoria.
L'allenamento dovrebbe essere sufficientemente impegnativo da fornire uno stimolo, ma sostenibile nel tempo.
Per una persona sana e già allenata, inserire periodicamente sessioni più intense può essere una strategia utile. Per chi è sedentario o presenta patologie cardiovascolari, respiratorie o altre condizioni rilevanti, la progressione dovrebbe essere adattata alla situazione individuale.
Non è necessario conoscere il proprio VO2max per iniziare a migliorare la propria fitness.
Un VO2max alto significa necessariamente essere in buona salute?
No.
Il VO2max misura principalmente la capacità cardiorespiratoria durante l'esercizio.
Non fornisce informazioni complete su tutti gli aspetti della salute.
Una persona può avere un VO2max elevato ma presentare, per esempio, pressione arteriosa elevata, un'alimentazione inadeguata o altri fattori di rischio.
Allo stesso modo, un VO2max basso non identifica necessariamente una malattia specifica.
È uno strumento informativo molto potente, ma deve essere interpretato come una componente del quadro complessivo di salute.
Errori comuni e falsi miti
"Il VO2max misura quanto sono sani i polmoni"
Non esattamente. Il VO2max integra la funzione respiratoria, cardiovascolare, ematica e muscolare. I polmoni sono solo una parte della catena.
"Se ho un VO2max alto non posso avere problemi cardiovascolari"
Falso. Un'elevata fitness riduce statisticamente il rischio, ma non elimina la possibilità di sviluppare una malattia.
"Il VO2max determina quanti anni vivrò"
No. È un importante predittore statistico della mortalità, non uno strumento capace di prevedere la durata della vita di una singola persona.
"Il VO2max è il miglior indicatore di salute in assoluto"
È una formulazione troppo forte. È uno dei più solidi marcatori prognostici disponibili, ma la salute e la longevità dipendono da molti fattori.
"Per aumentare il VO2max bisogna fare sempre HIIT"
No. L'allenamento ad alta intensità può essere efficace, ma anche l'attività aerobica continuativa può migliorare la fitness.
"Il valore dello smartwatch è il mio vero VO2max"
Non necessariamente. Gli smartwatch generalmente forniscono una stima basata su algoritmi e dati indiretti. Una misurazione diretta richiede un test con analisi dei gas respiratori.
"Più alto è il VO2max, meglio è sotto ogni punto di vista"
Non necessariamente. Un'elevata capacità aerobica è generalmente associata a migliori esiti di salute, ma non è necessario raggiungere livelli estremi per ottenere importanti benefici.
Cosa sappiamo e cosa non sappiamo ancora
È molto ben documentata l'associazione tra fitness cardiorespiratoria e mortalità. Numerosi studi di coorte e meta-analisi mostrano che una maggiore capacità aerobica è associata a un minor rischio di mortalità per tutte le cause e di eventi cardiovascolari.
È inoltre evidente che la fitness cardiorespiratoria è un indicatore modificabile: l'esercizio può migliorarla e gli adattamenti coinvolgono cuore, vasi sanguigni, sangue e muscoli.
Quello che non possiamo affermare con la stessa certezza è che aumentare il VO2max, di per sé, causi direttamente una determinata riduzione della mortalità. Gran parte delle evidenze sulla longevità proviene da studi osservazionali. Le persone con maggiore fitness possono differire da quelle con fitness più bassa anche per altri comportamenti e caratteristiche.
È inoltre difficile stabilire un singolo valore di VO2max che rappresenti la soglia universale tra "sano" e "non sano". Il significato di un valore dipende fortemente da età, sesso, livello di allenamento e contesto clinico.
La conclusione più solida è quindi più precisa della semplice affermazione "il VO2max fa vivere più a lungo": una maggiore fitness cardiorespiratoria è uno dei più robusti indicatori prognostici di una minore mortalità osservati nella ricerca epidemiologica, e rappresenta una capacità fisiologica modificabile attraverso l'attività fisica.
FAQ
Cos'è il VO2max in parole semplici?
È la massima quantità di ossigeno che l'organismo riesce a utilizzare durante uno sforzo molto intenso. Indica quanto efficacemente cuore, polmoni, sangue e muscoli lavorano insieme.
Qual è un buon VO2max?
Non esiste un valore universalmente "buono". Il valore deve essere interpretato considerando soprattutto età, sesso e livello di allenamento.
Come si misura il VO2max?
La misurazione più accurata viene effettuata con un test cardiopolmonare da sforzo, durante il quale vengono analizzati i gas respiratori mentre l'intensità dell'esercizio aumenta progressivamente.
Il VO2max indica quanto si vivrà?
No. È fortemente associato alla mortalità a livello statistico, ma non può prevedere quanti anni vivrà una singola persona.
Perché il VO2max è associato alla longevità?
Perché riflette l'efficienza integrata di numerosi sistemi fondamentali, tra cui cuore, circolazione, trasporto dell'ossigeno e capacità dei muscoli di utilizzarlo.
Il VO2max può aumentare?
Sì. L'allenamento aerobico regolare può aumentarlo, anche se la risposta varia in base a genetica, età, livello iniziale e caratteristiche dell'allenamento.
Il VO2max diminuisce con l'età?
In media sì, ma l'attività fisica può contribuire a mantenere una capacità cardiorespiratoria maggiore rispetto alla sedentarietà.
Gli smartwatch misurano davvero il VO2max?
Generalmente lo stimano attraverso algoritmi che combinano dati come frequenza cardiaca e prestazioni durante l'attività fisica. Non equivalgono a una misurazione diretta dei gas respiratori.
Un VO2max elevato protegge dalle malattie?
È associato a un rischio inferiore di mortalità e di diverse malattie cardiovascolari, ma non elimina il rischio di malattia e non sostituisce gli altri fattori di prevenzione.
È meglio aumentare il VO2max o semplicemente fare più attività fisica?
Per la salute, entrambe le cose sono collegate. Non è necessario inseguire un numero specifico: aumentare progressivamente la propria attività fisica e mantenere una buona fitness cardiorespiratoria nel tempo è l'obiettivo più importante.
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