REPOZITORIJ > REZULTATI

Povzetek

Višinska aklimatizacija lahko izboljša športno sposobnost, če je hipoksična doza in frekvenca
izpostavitev zadostna. V zadnjem času, se poleg uveljavljenih daljših protokolov, vse bolj uveljavljajo
protokoli višinskega treninga, ki uporabljajo kratke prekinjajoče izpostavitve hipoksiji. Učinki
tovrstnih protokolov na športno sposobnost še niso jasni in dokazani. Cilj doktorskega dela je bil
ugotoviti učinkovitost izbranih kratkotrajnih hipoksičnih protokolov za izboljšanje športne sposobnosti
v hipoksiji in normoksiji. V ta namen smo izvedli tri raziskave, ki so preučevale učinke kratkotrajne
izpostavitve hipoksiji med vadbo (Raziskava I) in mirovanjem (Raziskavi II in III) na športno
sposobnost ter izbrane hematološke in ventilatorne kazalce. Poleg direktnih učinkov na sposobnost,
smo v zadnji raziskavi (Raziskava IV) preučevali spremembe plazemske koncentracije eritropoetina
po novem protokolu, ki vključuje zaporedno dihanje hiperoksične in hipoksične mešanice. Povečana
koncentracija hormona eritropoetina, ki je glavni regulator eritropoeze v človeškem telesu, lahko
poveča količino rdečih krvnih celic in s tem oksiforne kapacitete krvi, ter tako potencialno izboljša
prenosa kisika do mišic. To lahko posredno izboljša športno sposobnost, zato je bil odziv eritropoetina
na dihalno manipulacijo glavni predmet zadnje raziskave.
Kljub dejstvu, da nekatere raziskave kažejo na uporabnost vzdržlivostne vadbe v hipoksiji, so se do
sedaj raziskave osredotočile na raziskovanje učinkov le na višini ali le na nižini. V prvi raziskavi
(Raziskava I) smo preučevali vpliv vadbe v hipoksiji na maksimalno porabo kisika in vzdržljivostno
sposobnost tako v normoksiji kot hipoksiji. Osemnajst zdravih, mladih prostovoljcev je sodelovalo v
raziskovalnem protokolu, ki je vključeval 20 enournih vadbenih enot razporejenih preko štirih tednov.
Pol preiskovancev (kontrolna skupina) je vadbo opravilo v normoksičnih (FIO2 = 0.209), druga
polovica (eksperimentalna skupina) pa v hipoksičnih pogojih (FIO2 = 0.120). Individualna vadbena
obremenitev je predstavljala 50 % maksimalne obremenitve v normoksiji oz. hipoksiji. Testi
maksimalne poraba kisika (V̇O2peak) in vzdržljivostne sposobnosti (konstantna obremenitev 80%
V̇O2peak) v normoskiji in hipoksiji so bili opravljeni pred, med, takoj po zaključku in deset dni po
zaključenem protokolu. Normoksična V̇O2peak se je povečala le v kontrolni skupini, hipoksična
V̇O2peak pa se v obeh skupinah ni statistično značilno spremenila. Značilno povečanje vzdržjivostne
sposobnosti v normoksiji je bilo ugotovljeno v obeh skupinah, izboljšanje maksimalne moči pa le pri
kontrolni skupini. Uporabljeni protokol vadbe v hipoksičnih pogoji v primerjavi z relativno enako
intenzivno vadbo v normoksiji ni učinkovito izboljšal športne sposobnosti ne v hipoksiji in ne v
normoksiji.
Poleg vadbe v hipoksiji študije kažejo tudi na možno učinkovitost kratkotrajnih prekinjajočih
izpostavitev hipoksiji v mirovanju, za izboljšanje športne sposobnosti kot posledice ventilatorne
adaptatacije na hipoksijo. Cilj druge raziskave (Raziskava II) je bil preučiti učinke dvajsetih
izpostavitev prekinjajoči hipoksiji v mirovanju na aerobno kapaciteto in vzdržljivostno sposobnost v
hipoksiji in normoksiji. Osemnajst zdravih mladih prostovoljcev je bilo naključno izbranih in
razporejenih v kontrolno in eksperimentalno skupino. Vsi preiskovanci so opravili štiri tedenski
vadbeni protokol (20 vadbenih enot) zmerne intenzivnosti na kolesu (50 % V̇O2peak). Eksperimentalna
skupina je pred vsako vadbeno enoto izvedla še enourno hipoksično vadbo. Hipoksično vadbo je
sestavljalo sedem ciklov, pri katerih se je izmenjevalo dihanje hipoksične mešanice (5 minut) in
normoksičnega zraka (3 minute). Koncentracija kisika v vdihanem zraku je bila med hipoksičnim
delom med 0.125 in 0.095. Testi maksimalne porabe kisika in vzdržljivostne sposobnosti (konstantna
obremenitev 80% V̇O2peak) so bili, v normoksiji in hipoksiji, izvedeni v enakih obdobjih kot v prvi
raziskavi. Obe skupini sta značilno izboljšali maksimalno porabo kisika v normoksiji. V hipoksiji ni
bilo značilnih sprememb. Prav tako sta obe skupini izboljšali vzdržljivostno sposobnost po končanem
protokolu, le eksperimentalna skupina pa je to izboljšavo zadržala tudi 10 dni po koncu protokola. Pri
eksperimentalni skupini smo, glede na kontrolno, izmerili značilno povečano ventilacijo med
naporom, takoj po in deset dni po protokolu. Rezultati kažejo, da je testirani protokol lahko učinkovit
za izboljšanje oz ohranjanje športne sposobnosti v normoksiji in ne v hipoksiji. Ventilatorna adaptacija
je najverjetnejši mehanizem, ki omogoči podaljšano ohranitev izboljšane sposobnosti.
Kljub dejstvu, da nekatere raziskave kažejo na učinkovitost kratkotrajnih hipoksičnih protokolov za
ventilatorno aklimatizacijo, najmanjša doza potrebna za učinke še ni znana. V tretji raziskavi
(Raziskava III) smo ugotavljali učinke štirih kratkotrajnih izpostavitev hipoksiji na sposobnost
premagovanja napora v hipoksiji, ventilatorne parametre in oksigenacijo mišic ter možgan med
naporom. Devetnajst mladih, zdravih prostovoljcev, ki so sodelovali v tej enosmerno slepi raziskavi,
smo naključno razdelili v eksperimentalno (n = 10) in kontrolno skupino (n = 9). Vsak preiskovanec je
v klimatski komori preživel štiri ure na dan, štiri dni zapored. Preiskovanci eksperimentalne skupine so
bivali v hipoksiji (FIO2 = 0.120), preiskovanci kontrolne skupine pa v normoksiji (FIO2 = 0.209). Pred
in po protokolu so vsi preiskovanci izvedli vzdržljivostni test v hipoksiji s stalno obremenitvijo (75 %
V̇O2peak). Med testom smo vseskozi merili kapilarno saturacijo in minutno ventilacijo. Za merjenje
sprememb v oksigenaciji možgan in mišic smo uporabili NIRS in stalno nadzorovali relativne
spremembe oksi-hemoglobina, deoksi-hemoglobina in celokupnega hemoglobina. Nobena skupina ni
značilno izboljšala vzdržljivostne sposobnosti po protokolu. Kljub temu je le eksperimentalna skupina
značilno povečala ventilacijo (+ 15 %) in saturacijo (+ 4 %) med naporom. Koncentracija
deoksihemoglobina je bila v mišici vastus lateralis ob koncu napora povečana le v eksperimentalni
skupini. Drugih značilnih sprememb v oksigenaciji možgan ali respiratornih mišic med naporom ni
bilo. Glede na kontrolno skupino je testirani hipoksični protokol značilno vplival na saturacijo in
ventilacijo med naporom. Rezultati tretje raziskave kažejo da kratkotrajna štirikratna izpostavitev
ponavljajoči hipoksiji lahko privede do delne ventilatorne aklimatizacije, a ne vpliva značilno na
sposobnost premagovanja maksimalnega napora v hipoksiji.
Z zadnjo raziskavo doktorskega dela (Raziskava IV) smo ugotavljali učinke novega dihalnega
protokola, ki bi, z uporabo zaporednega dihanja hiperoksične in hipoksične mešanice, lahko preko
stimulacije eritropoetina (EPO) posredno izboljšal športno sposobnost. Zadnja spoznanja kažejo, da povečano produkcijo EPO lahko poleg akutne in kronične izpostavitve hipoksiji izzovemo tudi z uporabo relativnih sprememb v oksigenaciji z uporabo menjave med dihanjem hiperoksične dihalne mešanice in zraka. Teorija na kateri sloni domneva je poimenovana “Normobarični kisikov paradoks” in je že uvedena tudi v klinično prakso. Cilj raziskave je bil potrditi vpliv relativnih sprememb oksigenacije na plazemsko [EPO] koncentracijo in možnost uporabe le teh kot sredstva za izboljšanje športne sposobnosti preko povečanja oksiforne kapacitete krvi. Osemnajst zdravih mladih prostovoljcev smo naključno razdelili v dve skupini: Intermitentno hiperoksično-hipoksično (IHH; n = 10) in kontrolno (n = 8) (placebo). Preiskovanci v IHH skupini so prvo uro protokola dihali čisti kisik (FIO2 = 1.00), drugo uro pa hipoksično mešanico (FIO2 = 0.150). Preiskovanci v kontrolni skupini so dve uri dihali zrak (FIO2 = 0.209). Krvni vzorci so bili odvzeti tik pred dihanjem, po prvih 60 minutah in po koncu dihalnega protokola. Po protokolu so bili dodatni vzorci odvzeti v sledečih urah: 3, 5, 8, 24, 32 in 48 ur po protokolu. Med dihanjem so bili preiskovanci vseskozi v ležečem položaju. V kontrolni skupini je bil [EPO] značilno povečan 8 in 32 ur po protokolu, v skupini IHH pa samo 32 ur po protokolu. Med skupinama v [EPO] ni bilo statistično značilnih razlik pri nobenem vzorčenju. Relativne spremembe [EPO] so bile značilno nižje v IHH glede na kontrolno skupino 5 in 8 ur po protokolu. Testirani protokol zaporednega dihanja hiperoksične in hipoksične mešanice ni povečal endogene produkcije eritropoetina. Glede na rezultate lahko trdimo, da je protokol v prvih osmih urah po zaključku dihanja povzročil malenkostno zmanjšano produkcijo eritropoetina, najverjetneje kot posledica hiperoksične supresije. Testirani protokol ne kaže uporabne vrednosti za stimulacijo produkcije eritropoetina.
Rezultati druge in tretje raziskave kažejo na možne pozitivne učinke prekinjajoče hipoksične vadbe na izbrane fiziološke kazalce, brez značilnega vpliva na športno sposobnost. Edino vadba v hipoksiji ni pokazala nobenih izmerjenih pozitivnih učinkov, kar najverjetneje lahko pripišemo majhni absolutni vadbeni obremenitvi. Tako 20 kot tudi samo 4 izpostavitve prekinjajoči hipoksiji, lahko povzročijo določeno stopnjo ventilatorne aklimatizacije. Podaljšano zadržanje izboljšane sposobnosti premagovanja napora v raziskavi tri kaže na možnost uporabe intermitentne hipoksije tudi kot sredstva za vzdrževanje ventilatornih prilagoditev takrat, kadar vadbe posameznik ne more izvajati. Glede na rezultate zadnje raziskave lahko trdimo, da uporaba hipoksije za povečevanje sprememb v oksigenaciji, z namenom stimulacije produkcije eritropoetina ni priporočljiva. Zaključimo lahko, da so trenutno tako športne kot klinične aplikacije ki slonijo na teoriji “Normobaričnega kisikovega paradoksa” preuranjene in nepotrjene. Za konec lahko, kljub dejstvu da različni kratkotrajni hipoksični protokoli lahko izboljšajo določene fiziološke kazalce zaključimo, da je vpliv teh izboljšav na športno sposobnost zanemarljiv.