I sensori di ossigeno muscolare saranno il prossimo grande indossabile per il fitness?

May 19, 2023

Una piccola azienda del Minnesota ritiene di aver sviluppato il futuro della tecnologia del fitness. Ora deve insegnare a tutti noi come usarlo.

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Durante un tipico giro di allenamento nella Sierra Nevada spagnola, il campione di triathlon delle Olimpiadi di Tokyo Kristian Blummenfelt potrebbe iniziare vicino a Granada, a circa 3.000 piedi sopra il livello del mare, e finire a 10.000 piedi. Un mantra chiave per la squadra norvegese di triathlon leader a livello mondiale è il controllo dell'intensità: ogni allenamento non è né più facile né più difficile di quello prescritto dall'allenatore. Ma il dislivello rende difficile regolare il ritmo. Man mano che l’aria diventa più sottile, i livelli di ossigeno in costante diminuzione significano che la frequenza cardiaca e la potenza erogata non indicano più in modo coerente quanto duramente sta lavorando il corpo. Il lattato, che richiede una piccola goccia di sangue, è una misura troppo ingombrante per mantenerli sul bersaglio. Quindi Blummenfelt e i suoi compagni di allenamento si affidano a un dispositivo tecnologico indossabile relativamente oscuro e sconosciuto, che secondo lo scienziato sportivo e allenatore olimpico della squadra, Olav Aleksander Bu, è diventato uno strumento cruciale nel loro regime di allenamento: un sensore di ossigeno muscolare.

Non è un segreto che la resistenza richieda ossigeno. La misura di laboratorio standard è il test VO2 max, che quantifica la quantità di ossigeno che puoi inalare, diffondere dai polmoni nel flusso sanguigno e quindi pompare ai muscoli in tutto il corpo. Ma il diavolo è nei dettagli. Quando uno scalatore appeso per le dita raggiunge il limite della sua resistenza, potrebbe anche non respirare affannosamente. Sono i muscoli degli avambracci che non riescono a ricevere ossigeno abbastanza velocemente, anche se ce n'è in abbondanza in circolazione in altre parti del corpo. Se si attacca un sensore di ossigeno muscolare leggermente più grande di una scatola di fiammiferi sull'avambraccio di uno scalatore - cosa che lo scienziato dello sport Andri Feldmann e i suoi colleghi dell'Università di Berna, in Svizzera, hanno recentemente fatto - puoi prevedere quando cadrà. Feldmann li ha utilizzati anche con sciatori e calciatori. "Penso che l'ossigeno muscolare dovrebbe sostituire la frequenza cardiaca come biomarcatore principale per gli atleti", afferma.

La tecnologia utilizzata per misurare l’ossigeno muscolare è chiamata spettroscopia del vicino infrarosso o NIRS. Facendo brillare la luce attraverso la pelle e misurando ciò che viene riflesso, il NIRS può valutare quale percentuale di molecole di emoglobina e mioglobina nel muscolo e nel tessuto sottostante trasportano ossigeno. Se quel numero aumenta verso il 100%, significa che l'apporto di ossigeno supera le richieste dei muscoli; se sta scendendo verso lo zero, la domanda sta superando l’offerta. Pedalare più forte che puoi per cinque minuti potrebbe far scendere i quadricipiti al di sotto del 20% e gli atleti d'élite possono spingere ancora più in basso. (L'idea di base è simile ai pulsossimetri, ma questi misurano l'ossigeno nel flusso sanguigno anziché in un muscolo specifico.) "Il NIRS è stato utilizzato nella fisiologia dell'esercizio fisico per decenni", afferma Brad Wilkins, fisiologo dell'Università di Gonzaga ed ex direttore presso il laboratorio di ricerca sportiva di Nike. Ma i dispositivi NIRS erano ingombranti e costosi, a partire da 15.000 dollari, quindi raramente lasciavano il laboratorio.

La situazione iniziò a cambiare nel 2012, quando un ingegnere meccanico del Minnesota di nome Roger Schmitz iniziò a sviluppare un sensore NIRS più semplice ed economico. Inizialmente Schmitz pensò di poter incorporare la tecnologia in un dispositivo medico, per condizioni come l'insufficienza cardiaca, ma un cardiologo dell'Università del Minnesota lo avvertì che ottenere l'approvazione dalla FDA sarebbe stato un enorme ostacolo. "Mi ha detto: 'Perché non lo fate per gli atleti? Così potrete immetterlo subito sul mercato'", ricorda Schmitz. Il suo sensore Moxy ha debuttato nel 2013, con un prezzo iniziale che si aggirava intorno ai 1.000 dollari. Negli anni successivi sono emersi un paio di rivali più economici, realizzati da BSX e Humon, ma entrambe le società hanno smesso di vendere sensori di ossigeno muscolare. Il costo attuale di un sensore Moxy è di $ 800. Se valga il prezzo dipende dalla risposta a una domanda su cui Schmitz e altri dibattono ormai da quasi un decennio: i dati sull’ossigeno muscolare possono davvero aiutare gli atleti ad allenarsi e competere meglio?