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EPOC Excess Postexercise Oxygen Consumption
EPOC, acronimo di Excess Postexercise Oxygen Consumption (volgarmente detto "afterburn"), traducibile in italiano come Consumo di ossigeno in eccesso post-allenamento, è l'indice di misurazione dell'aumento del consumo di ossigeno a seguito della intensa attività, destinato a soddisfare il "debito di ossigeno" del corpo.
Talvolta alcune ricerche denominano questo evento come Excess post-exercise energy expenditure (EPEE), cioè dispendio energetico in eccesso post-allenamento, riferendosi nello specifico al consumo energetico piuttosto che a quello di ossigeno.
Infatti questo parametro viene usato per determinare la spesa energetica e l'innalzamento del metabolismo basale (RMR, Resting Metabolic Rate) in seguito all'attività.
Nel contesto storico era stato precedentemente diffuso il termine "debito di ossigeno" per tentare di quantificare la spesa di energia anaerobica, in particolare per quanto riguarda il metabolismo dell'acido lattico/lattato, ancora oggi ampiamente utilizzato. Esperimenti calorimetrici diretti e indiretti hanno però definitivamente smentito tutte le associazioni tra metabolismo e lattato come causale di un elevato consumo di ossigeno, così nel 1984 Gaesser e Brooks pubblicarono una review in cui veniva introdotto questo nuovo concetto, il quale inizio' sempre più a sostituire la vecchia definizione di debito di ossigeno
L'EPOC rappresenta in altri termini l'incremento del metabolismo totale e del dispendio energetico per diverse ore a seguito dell'allenamento fisico, ed è collegato alla termogenesi da attività fisica (EAT)[, che invece stima il dispendio energetico durante l'attività.
Al termine dell'esercizio fisico, l'attività metabolica e il dispendio calorico non ritornano ai livelli di riposo, ma rimangono più elevati per un tempo relativamente lungo in base all'intensità e alla durata dell'attività, un concetto noto come Post Exercise Oxygen Consumption (EPOC).
Il corpo continua a richiedere ossigeno ad un tasso superiore rispetto ai valori basali. Originariamente indicato con il nome di debito di ossigeno, questo stato post-esercizio era stato ipotizzato da AV Hill e H. Lupton già nel 1922. Hill e Lupton teorizzarono che il corpo ha la necessità di sostituire l'ossigeno utilizzato dai muscoli in attività durante l'esercizio sia leggero che intenso.
Più recentemente, precisamente dal 1984, i ricercatori hanno iniziato ad usare il termine EPOC per riconoscere i diversi eventi che si verificano per riportare il corpo all'omeostasi. L'incremento del EPOC è proporzionale all'intensità e la durata (o volume) dell'attività fisica, e i suoi valori appaiono spiccati dopo esercizio ad alta intensità, ma non dopo esercizio fisico di blanda intensità. Molti studi concludono però che l'intensità abbia un impatto notevolmente maggiore sul EPOC rispetto alla durata.
Gli studi hanno riscontrato che la portata (l'elevazione del consumo di ossigeno) e la durata (il tempo in cui il consumo di ossigeno rimane elevato) del EPOC dipendono dall'intensità e dalla durata dell'esercizio. Di solito, occorrono al corpo tempi largamente variabili che vanno da 15 minuti a 48 ore, per recuperare completamente i valori allo stato di riposo. Altri fattori che influenzano l'EPOC includono lo stato dell'allenamento e il sesso.
Va rilevato che molte differenze metodologiche (ad esempio l'esecuzione di esercizi da seduto o da posizione supina, o le tecniche/criteri utilizzati per ottenere questi valori) nei vari studi contribuiscono a delineare delle ampie variazioni nella durata temporale del EPOC.
L'EPOC è uno di quei fattori che possono spiegare i processi metabolici e fisiologici che si verificano durante la fase di recupero in seguito dell'esercizio fisico.
Durante il recupero, l'ossigeno (EPOC) viene utilizzato per lo svolgersi dei processi di ripristino dell'organismo allo stato di riposo che si adatta alle imposizioni dall'esercizio appena eseguito. Questi processi includono: l'aumento della temperatura corporea (ipertermia) che si eleva per qualche ora, l'aumento dell'attività cardiaca, e l'aumentato impiego di ossigeno, e quindi dei processi ossidativi. Il 2-5% del EPOC è impiegato per ristabilire l'ossigenazione dei tessuti (come il muscolo scheletrico) e i fluidi corporei (come il sangue). Avviene un riequilibrio salino tra calcio, sodio, e potassio. L'aumento del metabolismo totale è dovuto anche al bilanciamento ormonale, dunque all'attività endocrina e neuroendocrina delle molecole triiodotironina e tiroxina (aumento dell'attività tiroidea), adrenalina e noradrenalina, e cortisolo (aumentata attività surrenale).
L'EPOC ristabilisce le scorte di fosfageni: viene sintetizzato nuovo ATP e alcune di queste molecole cedono il loro gruppo fosfato alla creatina fino a che i livelli di ATP e creatina sono tornati nuovamente ai livelli basali. L'EPOC viene impiegato anche per ossidare l'acido lattico. L'acido lattico viene prodotto durante l'esercizio e poi viaggia attraverso il flusso ematico verso i reni, il muscolo cardiaco (miocardio), e il fegato. Una quantità maggiore di ossigeno è necessaria a convertire l'acido lattico ad acido piruvico in questa collocazione.
Elevati valori di EPOC rappresentano uno dei fattori responsabili dell'elevazione del metabolismo a seguito dell'esercizio fisico e uno dei principali motivi per cui l'esercizio stesso contribuisce in maniera sensibile ad avviare i processi di dimagrimento nelle svariate ore successive al termine (lipolisi).
Durante l'EPOC il corpo sta ripristinando il suo stato pre-esercizio, e sta quindi consumando ossigeno ad un ritmo elevato. Ciò significa che anche l'energia viene consumata ad una velocità elevata. Di seguito i meccanismi si verificano durante EPOC:
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1) Ricostituzione delle risorse energetiche: Il recupero delle scorte si verifica per le fonti immediate di energia, note come fosfati o fosfageni muscolari, che sono rappresentati da fosfocreatina (CP) e adenosina trifosfato (ATP). Inoltre, il lattato, una molecola che viene prodotta durante l'esercizio più intenso, viene convertita in piruvato per l'utilizzazione come combustibile. Il corpo inoltre avvia il ripristino del glicogeno che è stato utilizzato durante la sessione di attività fisica.
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2) Riossigenazione del sangue e ripristino degli ormoni in circolo: durante il metabolismo nell'esercizio, grandi quantità di ossigeno sono utilizzate per sfruttare le fonti energetiche. Pertanto, il corpo continua a consumare energia dopo l'esercizio per ri-ossigenare il sangue. Inoltre, nel periodo post-esercizio, il corpo ripristina i livelli di ormoni circolatori, che aumentano durante l'esercizio, ai livelli basali.
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3) Diminuzione della temperatura corporea: come l'energia viene liberata dai tessuti muscolari in attività, viene prodotto calore (termogenesi da attività fisica). Così, anche durante l'EPOC, il corpo deve spendere energia per ripristinare la normale temperatura corporea.
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4) Recupero della normale ventilazione e frequenza cardiaca: il dispendio energetico è molto elevato, il corpo ritorna rapidamente ad un tasso di respirazione normale, come anche la frequenza cardiaca, ritornano ai livelli pre-esercizio