Uno degli aspetti in cui molti amatori scimmiottano i professionisti è il mitico allenamento in altura. Si sfruttano le ferie per andare in montagna ad allenarsi: se al ritorno si va più forte è merito dell'altura, se si va più piano non ci si è ancora acclimatati. Insomma tanta buona volontà, ma nozioni scientifiche zero.
Il primo grossolano errore – Risiede nella frase:

in altura si va più piano perché c'è meno ossigeno.

Ahhh! Grido di dolore del fisico-chimico. La composizione dell'aria è sempre relativamente costante a causa delle turbolenze nella massa atmosferica per cui la concentrazione dell'ossigeno è sempre del 21% circa. In realtà:

con la quota si riduce la pressione parziale dell'ossigeno.

Spero di non tediarvi, ma ogni gas in una miscela esercita una pressione parziale. Se pensate al gas come a un insieme di tante particelle impazzite, la pressione che esercita è dovuta alla velocità con cui queste particelle vorrebbero fuggire in tutte le direzioni. La pressione parziale dell'ossigeno nella miscela aria è dovuta alla pressione atmosferica totale per la sua concentrazione:

pressione parziale = pressione atmosferica*concentrazione.

In altura la pressione atmosferica diminuisce e quindi diminuisce la pressione parziale dell'ossigeno nella miscela aria. Pensate alle particelle d'ossigeno che in altura sono nello stesso numero, ma più addormentate, più lente.
Gli scambi a livello polmonare (che sono di tipo diffusivo) dipendono dalle pressioni parziali dei gas. Se la pressione parziale dell'ossigeno negli alveoli è di 100 mmHg e quella dell'ossigeno nel sangue è di 40 mmHg anche chi mastica poco di chimico-fisica comprende che l'ossigeno tende a passare dagli alveoli al sangue. Il passaggio potete figurarvelo come causato dalla velocità delle singole molecole di ossigeno: quelle negli alveoli sono più irrequiete di quelle nel sangue e, poiché in natura si tende all'equilibrio, ecco che trovano la pace passando dall'aria alveolare al sangue.
Se la pressione parziale dell'ossigeno dell'aria diminuisce (le molecole sono più addormentate) questo processo di passaggio dell'ossigeno nel sangue sarà rallentato. È ciò che succede in altura.
Il secondo grossolano errore – Risiede nella frase:

ho fatto un buon allenamento in altura: quindici giorni a 1.200 m.

Per capire perché il "buon" è di troppo occorre considerare ciò che succede nel sangue dove l'ossigeno si lega all'emoglobina. Considerate l'emoglobina come l'autobus che riceve le molecole d'ossigeno che arrivano e che le trasporta poi nelle varie zone dell'organismo. Se manca questo legame è come se l'autobus non arrivasse mai. Purtroppo l'emoglobina non lavora sempre nello stesso modo. La sua efficienza dipende da come arrivano le molecole di ossigeno. È come se il guidatore aprisse le porte dell'autobus solo per pochi istanti: chi è troppo lento o distratto non riesce a salire. A seconda della velocità dei passeggeri è possibile calcolare quanti ne saliranno. Si tratta cioè della curva di dissociazione dell'emoglobina. Con una pressione parziale di 100 mmHg di ossigeno (quella normale a livello del mare; all'esterno del nostro corpo la pressione parziale dell'ossigeno è di circa 160 mmHg; nell'aria inspirata, che si satura di vapore acqueo e di aria già viziata dalle vie respiratorie, si riduce fino ad arrivare nell'aria alveolare a 100 mmHg) la saturazione dell'emoglobina è del 98%, cioè nella nostra metafora sale il 98% delle molecole di ossigeno che arrivano all'autobus. Se la pressione scende a 40 mmHg solo il 75% delle molecole sale, l'emoglobina è cioè satura al 75%.
Poiché in altura le molecole di ossigeno sono più lente, cioè la pressione parziale è minore, l'emoglobina lega meno ossigeno. È per questo che in altura si va più piano nelle prove aerobiche. Ma attenzione: la curva di saturazione dell'emoglobina NON è lineare con la pressione parziale dell'ossigeno e quindi con l'altezza a cui siamo. Ha una forma sigmoide: se con 10 mmHg satura al 10%, con 40 mmHg satura al 75%, con 60 mmHg di pressione satura già al 90% mentre con 100 mmHg satura, come detto, al 98%.
Traducendo tutto in altezze, a 1200 m la saturazione dell'emoglobina è del 95%, una differenza del 3% rispetto a livello del mare. Molto significativa nel caso della prestazione su una singola gara, ma poco significativa nel caso di allenamento. Infatti uno dei principi della fisiologia sportiva è che:

le variazioni indotte dall'acclimatazione dipendono dall'entità della variazione e dalla durata dell'esposizione.

Una variazione del solo 3% richiede un periodo di esposizione otto volte più lungo di una variazione del 24% (5000 m). Pertanto i benefici che si acquisiscono a 1200 m con 15 giorni sono equivalenti a quelli che si hanno in due giorni a 5000 m. Ovviamente questi discorsi sono approssimativi, ma tendono a far capire come si possa definire

allenamento in altura quello effettuato a quote superiori ai 1.800 m.

Altura e doping (1) - Prima di continuare, è necessario rilevare un dato pratico:

se l'altura producesse facilmente dei benefici non ci sarebbe bisogno del doping (eritropoietina).

Anzi, l'altura è stata spesso usata a sproposito per giustificare prestazioni ottenute con l'assunzione di EPO. Molti fisiologi hanno smascherato questo tentativo e ciò dovrebbe illuminare gli allenatori che ritengono l'altura un'alternativa pulita al doping. Ritorneremo su questo punto.
Effetti dell'altura – Abbiamo visto che il principale problema legato all'altura è l'ipossia, cioè la ridotta pressione parziale dell'ossigeno (non, come potrebbe suggerire il termine, la ridotta quantità d'ossigeno!). L'ipossia causa una serie impressionante di effetti, fra cui anche la morte se l'altitudine è notevole (oltre i 5000 m) e il soggetto non è acclimatato.
Il principale e visibile effetto dell'ipossia è l'iperventilazione. Dempsey e Schone hanno studiato il problema dal punto di vista quantitativo (qualitativamente non ci vuole uno scienziato per capire che correre sull'Himalaya fa sbanfare di più!). Sinteticamente, i recettori (chemorecettori) incaricati di monitorare la pressione parziale dell'ossigeno mandano il loro segnale d'allarme che innesca un aumento della profondità e della frequenza del respiro. Purtroppo (Torre-Bueno, 1985) questo meccanismo non compensa la ridotta pressione parziale dovuta all'altezza e la prestazione peggiora, oltre una certa quota. Occorre rilevare che l'iperventilazione è soggettiva, essendo possibile che alcuni individui reagiscano meglio all'ipossia. Inoltre è fondamentale sapere che i danni da ipossia non sono gli stessi per i vari tessuti; quello muscolare reagisce meglio di quello nervoso: il soggetto riuscirebbe a esplicare ancora forza muscolare se il sistema nervoso centrale reagisse nello stesso modo (in realtà oltre un certo limite i muscoli funzionano ancora, ma il soggetto perde conoscenza!).
Il secondo effetto dell'ipossia è l'aumento della gittata cardiaca che si attua con un aumento della frequenza. Aumenta anche la pressione arteriosa sistemica a causa di un aumento della secrezione delle catecolamine plasmatiche (noradrenalina e adrenalina; a 4.300 m si ha un aumento che va dal 50 al 90%, Surks).
Rischi – Risulta abbastanza chiaro che i benefici dell'altura sono tali solo se l'altitudine scelta per l'allenamento è notevole. Allenarsi a 3000 m è molto più interessante che allenarsi a 1800 m. Il problema è che aumentano anche i rischi. Sono tre le patologie principali legate all'altura: mal di montagna acuto (emicrania, stordimento, nausea, stitichezza, vomito, insonnia; tipico delle quote sopra i 2500 m, inizia poche ore dopo l'arrivo in quota e si risolve in qualche giorno), edema polmonare da alta quota (tipico per quote superiori ai 3000 m, si manifesta da 12 a 96 ore dopo l'arrivo), edema cerebrale da alta quota (colpisce circa l'1% dei soggetti che superano i 2.700 m e può arrivare al coma e alla morte se non trattato correttamente). Altre complicazioni (emorragia retinica) si verificano per quote tipicamente alpinistiche (6000 m). Poiché anche il semplice, ma comune, mal di montagna acuto penalizza l'attività fisica, in genere il soggiorno è limitato a quote inferiori ai 2.500 m, ma ciò riduce ovviamente anche gli eventuali benefici dell'altitudine.
Altura e doping (2) – Dopo aver conosciuto i rischi dell'altura, viene spontaneo chiedersi perché sia morale stimolare il fisico con l'altura e immorale stimolarlo con il doping. Se il doping fa male perché l'altura dovrebbe far bene? In realtà il semplice fatto che l'altura sia naturale e la somministrazione esterna di EPO no è un fatto del tutto marginale, anzi è la dimostrazione che non tutto ciò che è naturale fa bene. L'altura stressa il fisico esattamente come una dose artificiale di eritropoietina, essendovi in letteratura per entrambi le situazioni casi di gravi problemi (morte compresa). Questo fatto è dimostrato anche dalla posizione di alcuni allenatori che giustamente ormai sono più interessati ai benefici pratici dell'altura che da quelli "fisiologici". Cito dall'ottimo testo sulla maratona per atleti evoluti di Arcelli-Canova: "in molti casi, oggi, si preferisce allenarsi a una quota intermedia (intorno ai 1.000 m), nella quale si possono trovare i vantaggi ambientali di una temperatura fresca e di percorsi più piatti rispetto all'alta montagna, senza scontrarsi con i rischi connessi con la quota dei 2.000 e più metri".
Gli effetti a lunga scadenza – Se l'iperventilazione, l'aumento della gittata cardiaca (attraverso l'aumento della frequenza) e della pressione arteriosa sono effetti a breve termine, per l'allenamento è interessante studiare anche gli effetti a lungo termine. Una delle conseguenze dell'iperventilazione è l'alcalosi respiratoria (aumento del pH plasmatico) che si manifesta con una maggiore eliminazione dei bicarbonati e quindi una diminuita capacità di tamponamento dell'acido lattico. Questa conseguenza a lungo termine è particolarmente negativa perché il corpo nel tentativo di ripristinare equilibri persi assume un ritmo di respirazione anomalo (il cosiddetto respiro periodico). Fattori positivi a lungo termine sono invece l'aumento della massa plasmatica e l'aumento dei globuli rossi; entrambi concorrono ad aumentare la capacità di trasporto dell'ossigeno da parte del sangue. L'aumento dei globuli rossi avviene per un'aumentata produzione di eritropoietina in seguito all'ipossia (entro 15 ore dallo stimolo). Come hanno dimostrato gli studi di Reynafarje e di Groves, l'aumento della produzione di globuli rossi si mantiene finché il soggetto resta in quota. Poiché il ciclo emopoietico dura 7 giorni circa, occorre una settimana prima che si rilevi un aumento dell'ematocrito. Con un soggiorno a 4.000 m l'ematocrito può aumentare da 43 a 48 (Hannon).
Conviene allenarsi in quota? – Per rispondere occorre riassumere i contributi di ricerche ormai consolidate:
a) occorrono due settimane per acclimatarsi a 2300 m e una settimana in più per ogni 500-600 m (Maresh);
b) nella prima settimana è impossibile effettuare allenamenti pesanti (Kollian);
c) con il soggiorno in quota aumenta il trasporto di ossigeno da parte del sangue, ma diminuisce il massimo consumo di ossigeno, cioè la potenza aerobica (del 10% ogni 1.000 m a partire dai 1.500 m, Buskirk, Cymerman, Pugh, Squires).
Tornando a livello del mare i valori del sangue tornano normali in due settimane, mentre il valore del massimo consumo di ossigeno tende a ridiventare quello primitivo più rapidamente. Poiché il primo è un fattore positivo, mentre il secondo è negativo occorre azzeccare (i tempi sono ovviamente individuali) il giorno in cui il bilancio è a favore dell'atleta. Questo spiega il fallimento di molti soggiorni in quota.
Inoltre per i punti a) e b) è difficile svolgere un allenamento ottimale durante il soggiorno in altura, fattore che rende ulteriormente problematico il trarre qualche beneficio dalla quota.
Esistono molti studi (fra cui quello più noto è di Adams) che dimostrano come l'allenamento ad alta quota non sia particolarmente significativo nel migliorare le performance del soggetto. Dovrebbe essere ormai chiaro come sia veramente utopistico sperare di trarre giovamento da una semplice settimana in una località di montagna! La migliore strategia resta quindi quella suggerita da Arcelli-Canova e da molti altri tecnici: soggiorno attorno ai 1,200 m con vantaggi climatici evidenti nel periodo estivo.