High Intensity Interval Training: differenze tra le versioni

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L’'''High Intensity Interval Training (HIIT)''', chiamato anche '''High-Intensity Intermittent Exercise (HIIE)'''<ref name="Boutcher">Boutcher. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2991639/ High-Intensity Intermittent Exercise and Fat Loss]''. J Obes. 2011; 2011: 868305.</ref>, è un metodo di allenamento cardiofitness. Si tratta di una forma avanzata di [[Interval training|''Interval training'' (IT)]], che prevede l'alternanza tra periodi di esercizio anaerobico breve e intenso a periodi di recupero attivo mediante attività aerobica meno intensa in maniera consecutiva sullo stesso esercizio. L'HIIT è una forma di allenamento cardiovascolare misto in contrapposizione al più popolare allenamento aerobico a moderata intensità e a frequenza cardiaca costante, ovvero lo [[Steady State Training|''Steady State Training'' (SST)]], come strategia per il dimagrimento e il miglioramento della capacità cardiovascolare.

== Caratteristiche ==

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L'allenamento HIIT viene organizzato eseguendo un esercizio su un macchinario cardiofitness (come il tappeto mobile) ad un’''intensità'' moderata, la quale coincide tipicamente con una frequenza cardiaca attorno al 60-70% della frequenza cardiaca massima (FC<small>max</small>). Questa fase trova una durata da uno o pochi minuti. Al termine della prima fase, si passa immediatamente ad un drastico aumento dell’''intensità'' a valori molto elevati, tra l'80 e il 90% della FC<small>max</small>, mediante un aumento della velocita o della resistenza del macchinario. Questa fase molto intensa viene mantenuta per tempi più ristretti, in genere tra i 30 e i 60 secondi. Dopo questo picco di sforzo si torna a ridurre l’''intensità'' ai valori iniziali abbassando di conseguenza la frequenza cardiaca, ripetendo il ciclo per svariate volte all'interno della sessione<ref name="fitness" />. Prima di iniziare il programma viene consigliato un periodo di ''riscaldamento'' di 5 minuti in modalità ''steady state'', la quale verrà ripetuta subito dopo il termine nella fase di ''defaticamento''. La durata totale della sessione, intesa come parte centrale dell'allenamento (escludendo quindi le fasi di ''riscaldamento'' e ''defaticamento'') trova una durata ampiamente variabile che può andare da 10 minuti a 30-40 minuti circa. Il ''volume'' (o durata) dell'allenamento dipendono dall'interazione tra l'intensità di picco raggiunta negli ''sprint'', la durata del recupero, il tipo di recupero (attivo o passivo) e il grado di allenamento del soggetto. Normalmente il ''volume'' è inversamente proporzionale all'intensità e viceversa, quindi se vengono raggiunte alte intensità durante lo ''sprint'', e se questi ''sprint'' vengono mantenuti per periodi più prolungati, allora la durata totale subisce una riduzione e viceversa.

Il metodo HIIT si è rivelato molto efficace per favorire degli adattamenti a livello cardiovascolare e anche per ridurre la percentuale di grasso corporeo. Gli effetti più pronunciati sono da riconoscere nell'aumento del [[metabolismo basale]] a seguito dell'allenamento, un concetto correlato al [[EPOC (metabolismo)|consumo di ossigeno in eccesso post-allenamento (EPOC)]]<ref name="fitness" />. Tuttora l'HIIT è molto discusso in ambito scientifico per via dei riscontri positivi in termini dimagrimento e di beneficio cardiovascolare, in buona parte dei casi rivelatisi superiori a quelli ottenuti con il tradizionale ''[[Steady State Training]]''. Uno dei punti più interessanti viene riconosciuto nel fatto che l'IT può produrre gli stessi vantaggi fisiologici dello ''Steady State'' nonostante la durata della sessione sia inferiore di più della metà<ref>Daussin et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18417645 Effect of interval versus continuous training on cardiorespiratory and mitochondrial functions: relationship to aerobic performance improvements in sedentary subjects]''. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2008 Jul;295(1):R264-72.</ref>.

=== La scelta dell'intensità ===

Come precedentemente menzionato, il protocollo HIIT non si rivela adatto per le persone non allenate o decondizionate, perché impone il raggiungimento di frequenze cardiache piuttosto elevate. Tuttavia è possibile organizzare un allenamento HIIT riducendo l'intensità massima (picco) e quella minima (recupero attivo), trovando un compromesso per poter svolgere questo tipo di allenamento abbassando l'intensità media. L'HIIT è pensato per potersi muovere al di sotto e al di sopra della soglia anaerobica durante la costante variazione dell'intensità, pertanto atleti esperti necessitano per forza di raggiungere elevate intensità durante lo ''sprint'' (80-90% circa). Ciò è dovuto al fatto che gli atleti allenati raggiungono la soglia anaerobica a maggiori livelli di ''intensità'' rispetto ai non allenati. La ricerca ha dimostrato che la soglia anaerobica avviene tra l'80-90% della FC<small>max</small> per gli individui allenati e al 50-60% della FC<small>max</small> per i non allenati<ref name="Weltman">Arthur Weltman. ''[http://books.google.it/books?id=NdtqAAAAMAAJ&q=The+Blood+Lactate+Response+to+Exercise&dq=The+Blood+Lactate+Response+to+Exercise&source=bl&ots=4vbAn7s3eD&sig=Ixb_gMngVKjCUxQmR2UHET0fg9I&hl=it&sa=X&ei=9FhnUOW-FPLZ4QS_yoGYBA&ved=0CDEQ6AEwAA The blood lactate response to exercise]''. Human Kinetics, 1995. University of Michigan. ISBN 0-87322-769-7</ref>. Considerando questo, una persona senza un particolare grado di allenamento potrà organizzare un HIIT passando da un'intensità del 50% FC<small>max</small> nella fase di recupero attivo, al 70% FC<small>max</small> nello ''sprint''. Questo potrebbe essere un compromesso per poter svolgere un'attività HIIT o similare, senza necessariamente raggiungere livelli di intensità controindicati per le persone non allenate, poiché in questi casi il soggetto riuscirà a superare la soglia anaerobica pur mantenendo un livello di frequenza cardiaca più contenuto.

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=== La scelta dei macchinari ===

Sebbene i protocolli HIIT possano essere svolti su qualsiasi macchinario cardiovascolare, alcuni di questi meglio di altri potrebbero essere scelti per questo scopo. I macchinari che impegnano maggiori catene muscolari sinergiche, che prevedono il carico antigravitario, e che non mantengono alcuna componente statica, a parità di intensità consentono più facilmente l'innalzamento della frequenza cardiaca, un maggiore dispendio energetico, e una percezione della fatica proporzionalmente minore. A questo proposito sarebbero adatti il treadmill, lo stepper, lo stair climber, o l'elliptical trainer. Questi macchinari hanno anche il vantaggio di permettere più facilmente di risalire al valore del [[VO2max|VO<small>2</small>max]], in quanto, diversamente da altri apparecchi, si riscontra una più alta correlazione tra quest'ultimo parametro e l'FC<small>max</small><ref>Antonio Paoli, Marco Neri. ''[http://books.google.it/books?id=VcGgQQAACAAJ&dq=principi+di+metodologia+del+fitness&hl=it&sa=X&ei=ktHYT6TiD4ao4gSgrs2MAw&ved=0CDoQ6AEwAA Principi di metodologia del fitness]''. Elika, 2010. p. 131-148. ISBN 88-95197-35-6</ref>. In particolare, se viene ricercata una maggiore ossidazione di grassi, è stato stabilito, ad esempio, che il treadmill (o l'esercizio della corsa) ne favorisce una maggiore combustione rispetto al cicloergometro a parità di intensità in zona lipolitica (fino al 28% in più)<ref>Achten et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12800102 Fat oxidation rates are higher during running compared with cycling over a wide range of intensities]. Metabolism. 2003 Jun;52(6):747-52.</ref><ref>Capostagno B, Bosch A. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20190351 Higher fat oxidation in running than cycling at the same exercise intensities]''. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2010 Feb;20(1):44-55.</ref>.

=== Differenze tra HIIT e Interval training ===

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== Interval training o Steady State per il dimagrimento ==

{{vedi anche|Steady State Training}}

Tradizionalmente, l'attività aerobica a frequenza costante e ad intensità moderata, denominato ''[[Steady State Training|Steady State Training (SST)]]'', veniva ritenuto, almeno in passato, come il metodo più indicato per ridurre la percentuale di grasso corporeo, soprattutto se svolto ad intensità inferiori. L'SST a bassa e media ''intensità'' è stato spesso giudicato più adatto a questo scopo se paragonato con l’''interval training'' perché permette, a parità di consumo calorico, un maggiore dispendio lipidico<ref name="Romijn">Romijn et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8214047 Regulation of endogenous fat and carbohydrate metabolism in relation to exercise intensity and duration]''. Am J Physiol. 1993 Sep;265(3 Pt 1):E380-91.</ref>.Ciò è dato dal fatto che l'esercizio a ''intensità'' moderate esalta il dispendio di grassi, al contrario maggiore è l'aumento dell’''intensità'' e maggiore e il dispendio di carboidrati a scapito dei grassi<ref name="McArdle1">William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch. ''Exercise Physiology: Energy, Nutrition, and Human Performance''. Lippincott Williams & Wilkins, 2006. ISBN 0-7817-4990-5</ref><ref>Hargreaves M. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10744352 Skeletal muscle metabolism during exercise in humans]''. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2000 Mar;27(3):225-8.</ref>. Tuttavia, questa teoria non considera che anche il dispendio energetico totale per unità di tempo è molto basso, di conseguenza l'incremento del metabolismo e della termogenesi durante ([[Termogenesi indotta dall'esercizio|EAT]]) e dopo ([[EPOC (metabolismo)|EPOC]]) l'allenamento sono minimi. Mentre l'esercizio aerobico ad alta ''intensità'' richiede una maggiore percentuale energetica/calorica da fonti glucidiche, l'ammontare di calorie totali, e delle calorie da fonti lipidiche, può essere maggiore rispetto all'esercizio ad ''intensità'' inferiori. Ma è ancora più rilevante il fatto che l'esercizio aerobico ad alta ''intensità'' accelera il metabolismo dei grassi e il metabolismo basale potenzialmente per 24 ore<ref>Bielinski et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3893093 Energy metabolism during the postexercise recovery in man]''. Am J Clin Nutr. 1985 Jul;42(1):69-82.</ref><ref>Treuth et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8883001 Effects of exercise intensity on 24-h energy expenditure and substrate oxidation.]''. Med Sci Sports Exerc. 1996 Sep;28(9):1138-43.</ref>. Questo incremento acuto del metabolismo basale e del metabolismo dei grassi, e quindi del dispendio lipidico a scapito dei carboidrati, ha un effetto positivo sulla perdita di grasso. Più recentemente ha cominciato a farsi strada l'idea che l’''interval training'' sia meglio indicato per ridurre il grasso corporeo, nonostante durante l'attività il dispendio calorico attinga in maniera notevolmente maggiore dai carboidrati. Va quindi precisato, che una delle principali differenze tra i due metodi sta nel fatto che a parità di dispendio energetico/calorico, i substrati energetici utilizzati durante le due sessioni differisce notevolmente. Un programma ad alta ''intensità'' favorirà principalmente il consumo di glicogeno durante l'esercizio, mentre uno a moderata o bassa ''intensità'' sfrutterà prevalentemente lipidi<ref name="Thompson">Thompson et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9660155 Substrate use during and following moderate- and low-intensity exercise: implications for weight control]''. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1998 Jun;78(1):43-9.</ref>. Per fare un esempio, è stato riconosciuto che l'attività aerobica di bassa ''intensità'' (33% VO<small>2</small>max) e di lunga durata o alto ''volume'' (90 min), risulta in una maggiore ossidazione totale di grassi rispetto all'attività fisica di ''intensità'' moderata (66% VO<small>2</small>max) e durata più ridotta (45 min), ma dal simile dispendio calorico<ref name="Thompson" />. In base all'interpretazione di questi dati, molti sono stati portati a sostenere che senza dubbio uno ''Steady State Training'' a moderata o bassa ''intensità'' risulti un metodo migliore per bruciare grasso, senza considerare che il dispendio energetico post-allenamento (EPOC) e l'impatto metabolico globale dell'allenamento, in cui aumenta il consumo di grassi a scapito dei carboidrati<ref name="Binzen">Binzen et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11404658 Postexercise oxygen consumption and substrate use after resistance exercise in women]''. Med Sci Sports Exerc. 2001 Jun;33(6):932-8.</ref>, è più dipendente dal fattore ''intensità''<ref name="Bryner">Bryner et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9013436 The effects of exercise intensity on body composition, weight loss, and dietary composition in women]''. J Am Coll Nutr. 1997 Feb;16(1):68-73.</ref>. In altre parole, l'SST è stato spesso giudicato superiore per il semplice motivo che il dispendio calorico a carico dei lipidi, esclusivamente correlato alla durata del gesto atletico, è maggiore. Tuttavia il dispendio lipidico generale, al di fuori del periodo di allenamento, pare essere maggiore con l’''Interval training''. L'EPOC rappresenta l'aumento del dispendio energetico a seguito dell'attività fisica, e risulta come un importante fattore in grado di incidere sul dimagrimento proprio per l'aumento della spesa lipidica. Comparando l'esercizio a bassa ''intensità'' (50% VO<small>2</small>max) con quello a media ''intensità'' (75% VO<small>2</small>max), a parità di dispendio calorico l'esercizio a maggiore ''intensità'' impone un notevole aumento dell'entità del EPOC<ref>Phelian et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9100214 Post-exercise energy expenditure and substrate oxidation in young women resulting from exercise bouts of different intensity]''. Journal of the American College of Nutrition, 1997. 16(2), 140-146.</ref>. Questa constatazione coincide con l'osservazione che ''intensità'' superiori, attorno alla soglia anaerobica (cioè alte ''intensità'', attorno all'85% FC<small>max</small>) per un minimo di 10 minuti sembrano stimolare per circa 24 ore la massima secrezione di GH, cioè un ormone dalle forti proprietà lipolitiche<ref>Felsing et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1619005 Effect of low and high intensity exercise on circulating growth hormone in men]''. J Clin Endocrinol Metab. 1992 Jul;75(1):157-62.</ref><ref>Godfrey et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12797841 The exercise-induced growth hormone response in athletes]''. Sports Med. 2003;33(8):599-613.</ref>. I risultati scientifici mettono in discussione e ridimensionano lo ''Steady State Training'' come metodo più adatto per il dimagrimento rispetto al ''interval training'' o all'esercizio cardio ad alta intensità, proprio per il fatto che gli incrementi del metabolismo basale, della termogenesi da attività fisica (EAT) e del EPOC, cioè tutti parametri in grado di segnalare un incremento del metabolismo dei grassi<ref name="Binzen" />, vengono aumentati con una maggiore ''intensità'' dell'esercizio<ref>Bahr, R. and Sejersted, O.M. 1991. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1861633 Effect of intensity of exercise on excess postexercise O2 consumption]''. Metabolism. 1991 Aug;40(8):836-41.</ref>.

=== La ricerca ===

In anni recenti sono venuti a crearsi numerosi dibattiti, non solo tra i ricercatori, ma anche tra i professionisti del dimagrimento e del fitness, su quale dei metodi, tra ''Steady State'' e ''Interval training'', fosse superiore per questo scopo. Mentre è stato senza dubbio provato che lo ''Steady State'' possa favorire efficacemente la perdita di grasso, gran parte della letteratura scientifica sembra dare maggior credito all’''Interval training'' (e quindi anche al HIIT), ribadendone la superiorità in termini di dimagrimento.

Uno dei primi studi per constatare se l’''Interval training'' fosse superiore al SST in termini di dimagrimento venne tenuto nel 1994 da Tremblay et al. Un gruppo seguì un programma di 15 settimane con l'HIIT, mentre l'altro effettuò uno ''Steady State Training'' per 20 settimane. Il gruppo SST bruciò 15.000 calorie in più rispetto ai loro omologhi del gruppo HIIT. Coloro che seguirono il programma HIIT, tuttavia, persero 9 volte più grasso corporeo<ref name="Tremblay">Tremblay et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8028502 Impact of exercise intensity on body fatness and skeletal muscle metabolism]''. Metabolism. 1994 Jul;43(7):814-8.</ref>

Un altro studio (King, 2001) dimostrò risultati a favore del ''Interval training'' su soggetti che seguirono un programma di otto settimane di HIIT. Ancora una volta, l'HIIT dimostrò essere il migliore allenamento brucia grassi, in quanto il programma favorì una perdita del 2% di grasso corporeo. Al contrario, i soggetti che seguirono il programma ''Steady State'' di otto settimane non persero grasso corporeo<ref name="King">King J.W. ''[http://etd-submit.etsu.edu/etd/theses/available/etd-0412101-214442/unrestricted/king0417.pdf A comparison of the effects of interval training vs. continuous training on weight loss and body composition in obese premenopausal women] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070319035031/http://etd-submit.etsu.edu/etd/theses/available/etd-0412101-214442/unrestricted/king0417.pdf |data=19 marzo 2007 }}''. East Tennessee State University, 2001.</ref>

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Boutcher et al. (2007) riscontraromo che un gruppo di donne che seguiva un programma HIIT di 20 minuti costituito da otto secondi sprint seguiti da 12 secondi di riposo, persero sei volte più grasso corporeo di un gruppo che seguiva un programma cardio di 40 minuti effettuata ad una ''intensità'' costante al 60% della FC<small>max</small><ref>Boutcher et al. ''The effect of high-intensity intermittent exercise training on autonomic response of premenopausal women''. Medicine & Science in Sports & Exercise 39(5 suppl):S165, 2007.</ref>.

I motivi per cui l’''Interval training'' (soprattutto l'HIIT) riduce maggiormente il grasso corporeo sono svariati, ma sembra che il principale sia da ritrovare nell'incremento del metabolismo. Treuth et al. (1996) rilevarono che i soggetti che seguivano un allenamento HIIT su cicloergometro bruciavano una quantità di calorie significativamente maggiore durante le 24 ore che seguivano l'allenamento rispetto ai soggetti che eseguivano uno ''Steady State'' su cicloergometro a moderata ''intensità'', a causa di un aumento nel metabolismo basale<ref>Treuth et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8883001 Effects of exercise intensity on 24-h energy expenditure and substrate oxidation]''. Med Sci Sports Exerc. 1996 Sep;28(9):1138-43.</ref>. Il già citato studio di King (2001) riscontrò che i soggetti che praticavano il programma HIIT bruciavano circa 100 calorie in più al giorno durante le 24 ore dopo l'esercizio<ref name="King" />.

Nel 2007, alcuni ricercatori presenti della riunione annuale del American College of Sports Medicine (ACSM) Meuret et al., riportarono che i soggetti che eseguirono un programma HIIT bruciarono quasi il 10% di calorie in più durante le 24 ore a seguito dell'esercizio rispetto al gruppo ''Steady State'', nonostante il fatto che le calorie totali bruciate durante ogni allenamento fossero le stesse<ref>Meuret et al. ''A comparison of the effects of continuous aerobic, intermittent aerobic, and resistance exercise on resting metabolic rate at 12 and 21 hours post-exercise''. Medicine & Science in Sports & Exercise 39(5 suppl):S247, 2007.</ref>.

Wisløff et al. (2007) analizzarono gli effetti dello ''Steady State Training'' e del ''Interval Training'' su pazienti cardiopatici. Ventisette soggetti vennero suddivisi in due gruppi: un gruppo eseguiva uno ''Steady State'' al 70% della FC<small>max</small>, l'altro svolgeva un ''Interval Training'' con picco al 95% della FC<small>max</small>, entrambi seguivano il rispettivo protocollo per 3 volte a settimana per 12 settimane. Il gruppo sottoposto al ''Interval training'' ottenne maggiori benefici riguardo all'efficienza cardiaca. I ricercatori non stavano analizzando strettamente gli effetti dell'allenamento sul dimagrimento, ma ciò che interessa in questi termini, riguarda il fatto che il protocollo ''Interval training'' favorì la produzione di proteine che promuovono l'attività mitocondriale nel muscolo scheletrico, di conseguenza la capacità dei muscoli di sfruttare lipidi a scopo energetico. Questo miglioramento della funzione mitocondriale venne osservato solo nel ''Interval training''<ref>Wisløff et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17548726 Superior cardiovascular effect of aerobic interval training versus moderate continuous training in heart failure patients: a randomized study]''. Circulation. 2007 Jun 19;115(24):3086-94.</ref>. A supporto di questi risultati, Talanian et al. (2007) rilevarono che un gruppo di giovani donne che eseguì l'HIIT per sette volte in due settimane, riportò un incremento del 30% sia dell'ossidazione lipidica che del livello di enzimi muscolari che migliorano l'ossidazione lipidica<ref name="Talanian">Talanian et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17170203 Two weeks of high-intensity aerobic interval training increases the capacity for fat oxidation during exercise in women]''. J Appl Physiol. 2007 Apr;102(4):1439-47.</ref>.

Tjønna et al. (2008) compararono gli effetti del ''Interval training'' con quelli dello ''Steady State'' su 32 pazienti affetti da [[sindrome metabolica]]. L’''Interval training'' era composto da 4 periodi di 4 minuti di attività al 90% della FC<small>max</small> intervallati da 3 minuti di recupero attivo al 70% della FC<small>max</small>. Lo ''Steady State'' prevedeva un'attività aerobica costante al 70% della FC<small>max</small>. Entrambi gli allenamenti vennero impostati in modo da portare allo stesso dispendio calorico. Questi allenamenti venivano eseguiti su treadmill 3 volte alla settimana per 16 settimane. Nonostante i due protocolli avessero rivelato una simile efficacia nel ridurre il grasso corporeo, il protocollo ''Interval training'' portò ad una riduzione maggiore del 100% sulla presenza di alcuni enzimi (FATP-1 e FAS) responsabili della [[lipogenesi]] (il fenomeno metabolico di accumulo dei grassi)<ref>Tjønna et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18606913 Aerobic interval training versus continuous moderate exercise as a treatment for the metabolic syndrome: a pilot study]''. Circulation. 2008 Jul 22;118(4):346-54. Epub 2008 Jul 7.</ref>.

Burgomaster et al. (2008) compararono gli effetti del HIIT e dello ''Steady State'' per verificare le eventuali differenze sulla capacità ossidativa del muscolo scheletrico e sugli adattamenti metabolici indotti. L'HIIT consisteva in 4-6 periodi di prestazione ad alta intensità intervallate da 4.5 minuti di recupero, per 3 volte a settimana. Il protocollo SST consisteva in 40-60 minuti di prestazione su cicloergomentro a circa il 65% del VO<small>2max</small> per 5 giorni a settimana. I ricercatori constatarono che questo metodo risulta come un'efficiente strategia per aumentare la capacità ossidativa del muscolo scheletrico e portare a specifici adattamenti metabolici durante l'esercizio, che sono paragonabili ai protocolli ''Steady State'' tradizionali, nonostante il volume e la frequenza delle sessioni HIIT fosse inferiore<ref name="Burgomaster" />.

Trapp et al. (2008) vollero determinare gli effetti di un programma di allenamento intermittente ad alta intensità sul grasso sottocutaneo e del tronco e sulla resistenza insulinica su 30 giovani donne (età media 20 anni). Il programma intermittente ad alta intensità (''High-Intensity Intermittent Exercise'', HIIE) prevedeva degli sprint di 8 secondi seguiti da 12 secondi di recupero, per un massimo di 20 minuti. Questo veniva comparato ad un allenamento ''Steady State'' (SST) che prevedeva una prestazione cardio al 60% della FC max, per 40 minuti su cicloergometro. Sebbene entrambi gli allenamenti avessero dimostrato un miglioramento significativo della capacità cardiovascolare, solo il gruppo HIIE subì una significativa riduzione del peso corporeo, della massa grassa, e dei livelli insulinici. Da notare che il programma che favorì una maggiore perdita di grasso trovava una durata massima di circa la metà rispetto al gruppo SST. Il protocollo HIIE creò inoltre una significativva riduzione del grasso depositato a livello degli arti inferiori al contrario del gruppo SST. I ricercatori conclusero che il protocollo intermittente ad alta intensità 3 volte a settimana per 15 settimane, comparato con il classico ''Steady State'' a media ''intensità'', era associato ad una maggiore e significativa riduzione della massa grassa totale, del grasso sottocutaneo degli arti inferiori e del tronco, e dell'insulinoresistenza su giovani donne<ref>Trapp et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18197184 The effects of high-intensity intermittent exercise training on fat loss and fasting insulin levels of young women]''. Int J Obes (Lond). 2008 Apr;32(4):684-91.</ref>.

Irving et al. (2008) esaminarono gli effetti della variazione dell'intensità nell'esercizio sulla riduzione del grasso viscerale su donne obese affette da sindrome metabolica. I soggetti vennero divisi in due gruppi: uno ad intensità bassa, al di sotto della soglia anaerobica, e l'altro ad intensità alta, con picchi sopra la soglia anaerobica. Entrambi i protocolli vennero impostati in modo da creare lo stesso dispendio calorico. Il protocollo ad alta intensità favorì una netta riduzione del grasso addominale, sia sottocutaneo che viscerale, mentre non vennero osservati cambiamenti significativi in alcun di questi parametri tra il gruppo a bassa intensità e il gruppo di controllo (cioè il gruppo che non eseguiva l'esercizio fisico). I ricercatori conclusero che i cambiamenti nella composizione corporea sono influenzati dall'intensità dell'esercizio, e i protocolli ad alta intensità sono più efficaci per la riduzione del grasso addominale nelle donne obese affette da sindrome metabolica<ref>Irving et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18845966 Effect of exercise training intensity on abdominal visceral fat and body composition]''. Med Sci Sports Exerc. 2008 Nov;40(11):1863-72.</ref>.

Uno tra i pochi studi in controtendenza sulla questione venne trattato da Venables e Jeukendrup (2008). I due ricercatori ipotizzarono che lo ''Steady State'' eseguito ad una specifica intensità costante tale da massimizzare il dispendio di lipidi, potesse portare ad una maggiore ossidazione di grassi e ad un maggiore miglioramento della sensibilità insulinica rispetto ad un programma ''Interval training'', su soggetti che seguivano una dieta eucalorica (cioè dall'apporto calorico bilanciato). Otto soggetti sedentari obesi sani di sesso maschile eseguirono due diversi blocchi di allenamento, ciascuno della durata di 4 settimane, rispettivamente di ''Steady State Training'' in fascia lipolitica e ''Interval training''. Venne riscontrato che l'ossidazione di grassi era incrementata del 44% dopo lo ''Steady State'' ma non dopo l’''Interval training'', mentre la sensibilità insulinica venne incrementata del 27% dopo lo ''Steady State''.

Questi cambiamenti avvennero nonostante non fosse stato rilevato alcun cambiamento del peso corporeo, dell'indice di massa corporeo (BMI), del rapporto vita/fianchi (WHR), della percentuale di massa grassa e del VO<small>2max</small>. I ricercatori conclusero che lo Steady State Training può provocare un maggior tasso di ossidazione lipidica aumentando il contributo dei grassi come substrato energetico durante l'esercizio, e può incrementare singnificativamente la sensibilità insulinica se comparato al protocollo ''Interval training''<ref>Venables MC, Jeukendrup AE. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18379212 Endurance training and obesity: effect on substrate metabolism and insulin sensitivity]''. Med Sci Sports Exerc. 2008 Mar;40(3):495-502.</ref>. Ciò nonostante, non si riuscì a dimostrare che lo ''Steady State'' fosse più efficace per la perdita di grasso corporeo.

Per concludere, una recente review di Boutcher (2011) riassumeva i risultati dei vari studi sul HIIT, sostenendo ancora che questo potesse avere un maggiore impatto sul miglioramento della composizione corporea rispetto allo ''Steady State''<ref name="Boutcher" />.

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== Confronto tra HIIT e SST ==

=== Adattamenti cardiovascolari ===

{{Chiarire|Recenti}} ricerche mostrano che gli adattamenti cardiovascolari che si verificano con l'HIIT sono simili, e in alcuni casi superiori, a quelli che si verificano con l'esercizio aerobico continuato (SST)<ref name="Helgerud">Helgerud et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17414804 Aerobic high-intensity intervals improve VO2max more than moderate training]''. Med Sci Sports Exerc. 2007 Apr;39(4):665-71.</ref><ref name="Wisløff">Wisløff et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19550205 High-intensity interval training to maximize cardiac benefits of exercise training?]''. Exerc Sport Sci Rev. 2009 Jul;37(3):139-46.</ref>. È stato dimostrato che picchi di 4 minuti al 90%-95% della FC<small>max</small> seguiti da 3 minuti di recupero attivo al 70% FCmax per 3 giorni a settimana per 8 settimane ha determinato un miglioramento del volume cardiaco del 10% in più rispetto allo ''Steady State'' per 3 giorni a settimana per 8 settimane (il consumo di ossigeno totale è risultato simile in entrambi i protocolli)<ref name="Helgerud" />.

Altre ricerche hanno dimostrato l'esercizio aerobico ad alta intensità al 90%-95% del VO<small>2max</small> ha aumentato la massa cardiaca del ventricolo sinistro del 12% e la contrattilità cardiaca del 13%, paragonabili a quelli osservati con lo ''Steady State''<ref>Slørdahl et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15514500 Atrioventricular plane displacement in untrained and trained females]''. Med Sci Sports Exerc. 2004 Nov;36(11):1871-5.</ref>.

Alcune ricerche suggeriscono che l'HIIT sia migliore dello Steady State per aumentare il VO<small>2max</small>. Sono state misurate le risposte del VO<small>2max</small> tra uomini e donne che hanno partecipato a un programma di 8 settimane di HIIT e SST. L'aumento del VO<small>2max</small> è stato superiore nel programma HIIT (15%) più di quanto non lo fosse nel programma SST (9%). Il miglioramento della funzione cardiovascolare e l'aumento del VO<small>2max</small> sono i principali obiettivi dei pazienti con malattie cardiovascolari, motivo per cui alcuni centri di riabilitazione cardiaca stanno cominciando ad includere l’''Interval training'' nei programmi per i pazienti con malattie cardiache<ref>Bartels et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20193943 High-intensity exercise for patients in cardiac rehabilitation after myocardial infarction]''. PM R. 2010 Feb;2(2):151-5</ref>. Sebbene il tradizionale esercizio aerobico a bassa intensità produca miglioramenti simili, i miglioramenti indotti dall’''interval training'' avvengono in tempi più brevi, e con meno sessioni.

=== Adattamenti muscolo-scheletrici ===

Uno degli adattamenti caratteristici del programma HIIT è l'aumento del numero e delle dimensioni dei [[mitocondri]]<ref>Gibala M. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19448710 Molecular responses to high-intensity interval exercise]''. Appl Physiol Nutr Metab. 2009 Jun;34(3):428-32</ref>. In passato si credeva che l'aumento della densità mitocondriale potesse verificarsi solo dopo anni di allenamento aerobico cronico. Durante l'esercizio aerobico, i mitocondri usano l'ossigeno per produrre elevati livelli di ATP (adenosina trifosfato) attraverso la disgregazione dei carboidrati e dei grassi. Con l'aumento della densità mitocondriale, è disponibile più energia per il muscolo in attività, e la forza muscolare riesce ad essere mantenuta più a lungo nel tempo.

In uno studio sono stati mostrati simili incrementi di enzimi ossidativi (proteine nei mitocondri che accelerano le reazioni biologiche per liberare ATP) tra soggetti che eseguivano un HIIT composta da 30 secondi di pedalata massimale (seguiti da 4.5 min. di recupero attivo) 3 giorni a settimana ed altri soggetti che eseguivano un SST della durata di 40-60 minuti al 65% VO2max per 5 giorni a settimana. Un aumento degli enzimi ossidativi mitocondriali porta a una maggiore e più efficiente utilizzo di grassi e carboidrati come carburante<ref name="Burgomaster">Burgomaster et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17991697 Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans]''. J Physiol. 2008 Jan 1;586(1):151-60. Epub 2007 Nov 8.</ref>.

Altre ricerche hanno mostrato che un programma di 7 settimane di HIIT ha aumentato i livelli di enzimi ossidativi citrato sintasi (36%), malato deidrogenasi (29%) e succinato deidrogenasi (65%) nel muscolo scheletrico. I soggetti svolgevano l'allenamento per tre giorni alla settimana, in cui erano previsti 30 secondi di sprint massimale ad alta intensità su cicloerogmetro, seguiti da intervalli di 4 minuti di recupero. I livelli più elevati di enzimi mitocondriali hanno portato al miglioramento della funzione metabolica muscolare e scheletrica<ref>MacDougall et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9609810 Muscle performance and enzymatic adaptations to sprint interval training]''. J Appl Physiol. 1998 Jun;84(6):2138-42.</ref>.

Sono state approfondite molte ricerche che spiegano i complessi meccanismi molecolari che portano ad un aumento della densità mitocondriale. L'HIIT può creare delle modifiche fisiologiche che rispecchiano i risultati del tradizionale allenamento aerobico (SST), ma tramite l'HIIT queste si realizzano attraverso diverse vie.

=== Adattamenti metabolici ===

L'aumento della densità mitocondriale può essere considerata un adattamento muscolo-scheletrico ma anche metabolico. Un punto centrale per l'adattamento metabolico, è il metabolismo dei grassi come carburante durante l'esercizio. A causa del tipo di esercizio ad alta intensità, l'efficacia del HIIT nell'ossidazione dei grassi è stata accuratamente esaminata. È stato dimostrato che l'ossidazione dei grassi era significativamente superiore, mentre l'ossidazione dei carboidrati era significativamente inferiore dopo 6 settimane di interval training<ref>Perry et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19088769 High-intensity aerobic interval training increases fat and carbohydrate metabolic capacities in human skeletal muscle]''. Appl Physiol Nutr Metab. 2008 Dec;33(6):1112-23.</ref>.

Allo stesso modo un'altra ricerca ha mostrato un significativo passaggio verso una maggiore ossidazione degli acidi grassi con l'HIIT<ref name="Talanian" />. Altri segnalarono che l'incremento dell'ossidazione di acidi grassi è risultato un adattamento simile a quello notato con l'esercizio aerobico tradizionale<ref>Horowitz JF, Klein S. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10919960 Lipid metabolism during endurance exercise]''. Am J Clin Nutr. 2000 Aug;72(2 Suppl):558S-63S.</ref>.

Un altro vantaggio metabolico del HIIT è l'aumento del ''Consumo di ossigeno in eccesso post-allenamento'' (EPOC). Dopo un sessione di allenamento, il consumo di ossigeno (e quindi il dispendio calorico) rimane elevato, e le cellule muscolari ripristinano i fattori fisiologici e metabolici ai livelli pre-esercizio. Ciò si traduce in un dispendio di calorie superiore e più prolungato dopo il termine dell'esercizio. Nella loro review, Laforgia, Gore e Withers (2006) hanno osservato che i vari studi sull'intensità dell'esercizio indicano valori EPOC superiori con l'HIIT che non con lo ''Stready State Training''<ref name="LaForgia">LaForgia et al. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17101527 Effects of exercise intensity and duration on the excess post-exercise oxygen consumption]''. J Sports Sci. 2006 Dec;24(12):1247-64.</ref>.

=== Conclusioni ===

Nonostante con l'aumento dell’''intensità'' dell'esercizio il corpo utilizzi più carboidrati come combustibile, i ricercatori hanno notato che questo stimolo comporta l'attivazione degli stessi messaggi chimici a livello molecolare che inducono l'aumento della densità muscolare capillare, della densità mitocondriale, degli enzimi lipolitici (responsabili dell'ossidazione di grassi), e di altre proteine regolatorie<ref name="Burgomaster" /><ref>Baar K. ''[httphttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17095927 Training for endurance and strength: lessons from cell signaling]''. Med Sci Sports Exerc. 2006 Nov;38(11):1939-44.</ref>. Quindi la correlazione tra l'HIIT e il miglioramento del metabolismo dei grassi sembra essere associato agli adattamenti che si verificano nel muscolo scheletrico a livello molecolare. Il motivo per cui l'attività anaerobica in ''Interval training'' può rivelarsi più efficiente per il dimagrimento è dovuto al fatto che si vengono a creare degli adattamenti a livello metabolico per aumentare il dispendio lipidico al fine di sostenere i livelli di intensità imposti. Viene anche elevato l'impiego di energia per 24 ore nel post allenamento, il che ha un importante effetto sulla perdita di grasso. L’''Interval training'' può essere ritenuto così efficace per la perdita di grasso perché attinge da diverse fonti energetiche mediante diversi sistemi energetici rispetto al classico esercizio aerobico. L'esercizio aerobico in prima battuta tende a bruciare prima i carboidrati, e, se protratto per lunghi periodi, tende a creare una potenziale azione di degenerazione del muscolo scheletrico, mentre l'esercizio ad alta intensità brucia una percentuale di grasso paragonabile, aumenta la produzione di enzimi coinvolti nella degradazione dei grassi, e attiva processi che portano allo sviluppo muscolare. Un altro motivo per cui l’''Interval training'' può essere superiore per la perdita di grasso, è che ha un impatto notevolmente maggiore sul EPOC, correlato all'aumento del metabolismo basale e della spesa energetica e lipidica nelle ore successive all'attività fisica<ref name="LaForgia" />.

Gli obiettivi principali della maggior parte dei programmi aerobici sono il miglioramento della funzione cardiovascolare, metabolica e scheletrico-muscolare del corpo. Per anni in passato, lo ''Steady State Training'' è stato ritenuto il miglior metodo per raggiungere questi obiettivi. Tuttavia, la ricerca scientifica, che solo negli ultimi anni ha cominciato ad approfondire il tema, mostra chiaramente che l'HIIT porta ad adattamenti simili, e in molti casi superiori rispetto al classico ''Steady State'' a moderata intensità ed alti volumi di lavoro, per quanto riguarda molti adattamenti fisiologici, sia in termini di dimagrimento che di miglioramento cardiovascolare. Questo sottolineando che l'HIIT trova una durata media che si presenta dalle 2 alle 3 volte inferiore rispetto all'esercizio aerobico tradizionale. Integrare l'HIIT assieme allo ''Steady State Training'' in un programma di allenamento cardiovascolare, può offrire un ulteriore beneficio nel raggiungere tali obiettivi.