Che cosa sono le zone di frequenza cardiaca?
Le zone di frequenza cardiaca sono fasce di intensità, espresse come percentuali della frequenza cardiaca massima (FC max) o della riserva di frequenza cardiaca (RFC) di una persona, che corrispondono a diversi stati fisiologici e metabolici durante l'esercizio. Il sistema più usato divide l'esercizio in cinque zone, dallo sforzo molto leggero (Zona 1) allo sforzo massimale (Zona 5). Fisiologi dell'esercizio e allenatori sportivi usano le zone per prescrivere l'allenamento all'intensità corretta per un dato adattamento fisiologico, come la costruzione della base aerobica, il miglioramento della soglia del lattato o lo sviluppo della potenza massimale.
I sistemi di zone di allenamento sono usati da organizzazioni tra cui l'American College of Sports Medicine (ACSM) e sono centrali nei piani di allenamento di resistenza strutturati per corridori, ciclisti e altri atleti aerobici. L'allenamento per zone permette ad atleti e praticanti di far corrispondere l'intensità di ogni sessione a un obiettivo specifico, invece di allenarsi a un unico livello di sforzo indifferenziato. Il modello a cinque zone è il più comune negli sport di resistenza, sebbene alcuni sistemi usino tre, sei o sette zone a seconda dell'applicazione.
Le cinque zone di frequenza cardiaca
La tabella seguente mostra il modello a cinque zone come comunemente definito usando la percentuale della frequenza cardiaca massima (%FC max) e la percentuale della riserva di frequenza cardiaca (%RFC, metodo Karvonen). I confini delle zone variano leggermente tra organizzazioni e allenatori diversi; i valori seguenti sono rappresentativi di riferimenti di fisiologia dell'esercizio ampiamente citati.
| Zona | Nome | % FC max | % Riserva di frequenza cardiaca | Adattamento principale |
|---|---|---|---|---|
| Zona 1 | Recupero attivo / molto leggero | 50-60% | 50-60% | Recupero, condizionamento aerobico di base |
| Zona 2 | Base aerobica / leggero | 60-70% | 60-70% | Ossidazione dei grassi, densità mitocondriale, resistenza aerobica |
| Zona 3 | Aerobico / moderato | 70-80% | 70-80% | Capacità aerobica, efficienza cardiovascolare |
| Zona 4 | Soglia / intenso | 80-90% | 80-90% | Soglia del lattato, adattamento al ritmo gara |
| Zona 5 | Massimale / sforzo totale | 90-100% | 90-100% | VO2 max, potenza neuromuscolare |
Formula di Fox vs formula di Tanaka: stimare la frequenza cardiaca massima
Zone di frequenza cardiaca accurate dipendono da una stima affidabile della frequenza cardiaca massima (FC max). La formula più conosciuta è la formula di Fox (220 meno l'età), usata in ambito clinico e fitness fin dagli anni '70. La formula di Fox non fu derivata da uno studio di ricerca primario rigorosamente controllato; fu un'approssimazione basata su dati osservati. Un limite comunemente citato è che l'errore standard di questa stima è di circa più o meno 10-12 battiti al minuto per un individuo, il che significa che la FC max personale può differire sostanzialmente dalla previsione della formula.
Nel 2001, Hirofumi Tanaka e colleghi pubblicarono una meta-analisi nel Journal of the American College of Cardiology esaminando dati provenienti da 351 studi su oltre 18.000 soggetti. La formula di Tanaka -- 208 meno (0,7 volte l'età) -- fu riportata avere un errore standard di circa più o meno 7,1 battiti al minuto, notevolmente inferiore alle stime per la formula di Fox. La formula di Tanaka mostrò anche un'interazione età-sesso più debole, suggerendo che possa essere più coerente tra i sessi rispetto alla formula di Fox. I testi di fisiologia dell'esercizio citano frequentemente entrambe le formule, con la formula di Tanaka spesso indicata come leggermente più accurata per adulti sani.
Il metodo Karvonen: usare la riserva di frequenza cardiaca
Il metodo Karvonen, sviluppato dal fisiologo finlandese Martti Karvonen e pubblicato nel 1957, calcola le frequenze cardiache target usando la riserva di frequenza cardiaca (RFC) anziché la frequenza cardiaca massima grezza. La RFC si calcola come frequenza cardiaca massima meno frequenza cardiaca a riposo. La frequenza cardiaca target a una data percentuale di intensità è: FC a riposo + (frazione di intensità x RFC). Ad esempio, per trovare il limite inferiore della Zona 2 (60% RFC) per una persona con FC a riposo di 60 bpm e FC max di 190 bpm: 60 + (0,60 x 130) = 138 bpm.
Il metodo Karvonen è considerato da molti fisiologi dell'esercizio come più rappresentativo della forma cardiovascolare individuale rispetto alla semplice percentuale della FC max, perché tiene conto della frequenza cardiaca a riposo -- che varia considerevolmente tra individui e diminuisce con l'allenamento aerobico. Un atleta di resistenza altamente allenato può avere una FC a riposo di 40 bpm, il che produce zone target significativamente diverse rispetto a una persona sedentaria con FC a riposo di 80 bpm, anche se le loro frequenze cardiache massime sono identiche. L'ACSM include il metodo Karvonen nelle sue linee guida per la prescrizione dell'esercizio.
Allenamento in Zona 2: la scienza della costruzione della base aerobica
L'allenamento in Zona 2 -- esercizio aerobico prolungato al 60-70% della FC max o della RFC -- è associato a miglioramenti nella densità mitocondriale, nella capacità di ossidazione dei grassi e nella base aerobica. All'intensità di Zona 2, il corpo usa principalmente il metabolismo aerobico, affidandosi ai grassi e a una proporzione minore di carboidrati come carburante. I fisiologi dell'esercizio hanno studiato la Zona 2 come l'intensità alla quale l'ossidazione dei grassi e gli adattamenti mitocondriali possono essere sostenuti per periodi prolungati senza significativo accumulo di lattato.
La ricerca di Seiler e colleghi, esaminando la distribuzione dell'allenamento degli atleti di resistenza d'élite, ha descritto uno schema polarizzato in cui gli atleti trascorrono la maggior parte del volume di allenamento a basse intensità (corrispondenti approssimativamente alla Zona 1-2), una proporzione minore ad alte intensità (Zona 4-5), e relativamente poco a intensità moderate (Zona 3). Questo modello -- talvolta chiamato allenamento polarizzato -- è stato studiato in confronto con approcci di allenamento incentrati sulla soglia. La logica è che il volume a bassa intensità costruisce la capacità aerobica e la funzione mitocondriale, mentre le sessioni ad alta intensità sviluppano il VO2 max e la soglia del lattato.
Come trovare le proprie zone di frequenza cardiaca personali
Il modo più accurato per determinare la frequenza cardiaca massima individuale e le zone di allenamento è attraverso un test da sforzo graduale (GXT) somministrato da un fisiologo dell'esercizio o da un professionista di medicina sportiva, spesso con misurazione concomitante dello scambio gassoso (test VO2 max). I test di laboratorio possono identificare soglie ventilatorie che corrispondono più precisamente a confini di zona fisiologicamente significativi rispetto alle formule basate sull'età.
Per la maggior parte dei praticanti e atleti amatoriali senza accesso a test di laboratorio, le stime basate su formule combinate con un cardiofrequenzimetro offrono un'alternativa pratica. La formula di Tanaka (208 meno 0,7 volte l'età) o la formula di Fox (220 meno l'età) possono essere usate per stimare la FC max, e le zone calcolate come percentuali di questa stima. Data la variabilità individuale nelle previsioni della FC max, le zone dovrebbero essere trattate come stime di partenza e adattate in base alla percezione dello sforzo e alla risposta all'allenamento nel tempo.
Domande frequenti
Che cos'è l'allenamento in Zona 2 di frequenza cardiaca?
L'allenamento in Zona 2 di frequenza cardiaca si riferisce a esercizio aerobico prolungato eseguito al 60-70% della frequenza cardiaca massima (o al 60-70% della riserva di frequenza cardiaca usando il metodo Karvonen). A questa intensità, il corpo usa principalmente l'ossidazione aerobica dei grassi, e lo sforzo è sostenibile per periodi prolungati senza significativo accumulo di lattato. La Zona 2 è associata a miglioramenti nella base aerobica, nella densità mitocondriale e nella capacità di ossidazione dei grassi, e costituisce il fondamento di molti programmi di allenamento di resistenza.
Quale formula di frequenza cardiaca massima è più accurata: Fox o Tanaka?
La formula di Tanaka (208 meno 0,7 volte l'età) è generalmente considerata leggermente più accurata della formula di Fox (220 meno l'età) per adulti sani. Una meta-analisi del 2001 di Tanaka e colleghi nel Journal of the American College of Cardiology, basata su oltre 18.000 soggetti in 351 studi, riportò un errore standard di circa più o meno 7,1 bpm per la formula di Tanaka. L'errore standard della formula di Fox è stato citato a circa più o meno 10-12 bpm. Entrambe le formule forniscono stime con variabilità individuale significativa, e il test di laboratorio rimane il metodo più accurato.
Che cos'è il metodo Karvonen per calcolare la frequenza cardiaca target?
Il metodo Karvonen calcola la frequenza cardiaca target usando la riserva di frequenza cardiaca (RFC), che è la frequenza cardiaca massima meno la frequenza cardiaca a riposo. FC target = FC a riposo + (frazione di intensità x RFC). Ad esempio, al 60% di intensità con una FC a riposo di 65 bpm e una FC massima di 185 bpm: 65 + (0,60 x 120) = 137 bpm. Questo metodo è considerato più rappresentativo dei livelli individuali di forma cardiovascolare rispetto alla semplice percentuale della frequenza cardiaca massima, ed è incluso nelle linee guida ACSM per la prescrizione dell'esercizio.
Quante zone di frequenza cardiaca esistono?
Il modello più comune divide l'intensità dell'allenamento in cinque zone, corrispondenti approssimativamente al 50-60%, 60-70%, 70-80%, 80-90% e 90-100% della frequenza cardiaca massima. Alcuni sistemi usano tre zone (facile, moderata, intensa), mentre altri ne usano sei o sette per una prescrizione dell'allenamento più granulare. Il modello a cinque zone è ampiamente usato negli sport di resistenza ed è coerente con i quadri citati dall'ACSM e dalle principali organizzazioni di coaching sportivo.
Posso usare un cardiofrequenzimetro per allenarmi per zone?
Sì. Un cardiofrequenzimetro -- che sia una fascia toracica o un sensore ottico da polso -- può essere usato per monitorare l'intensità dell'allenamento in tempo reale rispetto alle zone di frequenza cardiaca calcolate. I monitor a fascia toracica sono generalmente più accurati dei sensori ottici da polso, specialmente ad alte intensità di esercizio. Una volta stimata la frequenza cardiaca massima usando una formula o un test di laboratorio, i confini delle zone target possono essere inseriti nella maggior parte degli smartwatch o delle app di allenamento per guidare lo sforzo durante le sessioni.
Qual è la differenza tra zone %FC max e %RFC?
Le zone in percentuale della frequenza cardiaca massima (%FC max) si calcolano come frazione della sola frequenza cardiaca massima. Le zone in percentuale della riserva di frequenza cardiaca (%RFC) usano il metodo Karvonen, tenendo conto della frequenza cardiaca a riposo. Per una data percentuale target, le zone %RFC producono valori di frequenza cardiaca assoluta più alti rispetto alle zone %FC max per lo stesso individuo. Molti fisiologi dell'esercizio considerano le zone %RFC una prescrizione più individualizzata, in particolare per persone con frequenza cardiaca a riposo notevolmente bassa o alta.
Fonti
- Tanaka H, Monahan KD, Seals DR. "Age-predicted maximal heart rate revisited." Journal of the American College of Cardiology, 2001;37(1):153-156.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription. 11th ed. Wolters Kluwer, 2022.
- Karvonen MJ, Kentala E, Mustala O. "The effects of training on heart rate; a longitudinal study." Annales Medicinae Experimentalis et Biologiae Fenniae, 1957;35(3):307-315.
- Seiler S, Tønnessen E. "Intervals, thresholds, and long slow distance: the role of intensity and duration in endurance training." Sportscience, 2009;13:32-53.
- Fox SM, Naughton JP, Haskell WL. "Physical activity and the prevention of coronary heart disease." Annals of Clinical Research, 1971;3(6):404-432.
- Thomas DM, Bredlau C, Bosy-Westphal A, et al. "Relationships between body roundness with body fat and visceral adipose tissue emerging from a new geometrical model." Obesity, 2013;21(11):2264-2271.