Program Tlenowej przewagi wpływa między innymi na celowe obniżenie wysycenia krwi tlenem, aby osiągnąć stan silnej hipoksji (SpO2 80%- 90%) w trakcie długiego wstrzymania oddechu. W tym samym czasie generowana jest odpowiedź hiperkapniczna, która powoduje dalszy wzrost jonów wodorowych. Oba efekty mocno zaburzają równowagę kwasowo-zasadową krwi, powodując, że organizm musi dokonać adaptacji, aby opóźnić początek wystąpienia zmęczenia.
Chociaż wstrzymanie oddechu po wdechu jest stosowane przez sportowców od lat sześćdziesiątych, wyniki często nie wykazują obniżenia nasycenia krwi tlenem. Ćwiczenia Oxygen Advantage® polegają na wstrzymaniu oddechu po wydechu i są unikalnie zaprojektowane dla sportowców, aby osiągnąć hipoksję w ciągu kilku dni ćwiczeń. Patrick McKeown uczy tego podejścia od 2002 roku. Poniżej znajdują się prace pokazujące zwiększoną stymulację glikolizy beztlenowej i poprawę wyników w pływaniu i bieganiu.
1. POPRAWA WYNIKÓW W PŁYWANIU. POPRAWA WYDOLNOŚCI BEZTLENOWEJ.
Wydajność czasowa uległa znacznej poprawie w próbach obejmujących wstrzymanie oddechu po wydechu [100m: – 3,7 ± 3,7s (- 4,4 ± 4,0%); 200m: – 6,9 ± 5,0s (- 3,6 ± 2,3%); 400m: – 13,6 ± 6,1s (-3,5 ± 1,5%)], ale nie zmieniła się w grupie kontrolnej. Podczas wstrzymywania oddechu po wydechu maksymalne stężenie mleczanu (średnio + 2,35 ± 1,3 mmol.L-1) i szybkość gromadzenia mleczanu we krwi (+ 41,7 ± 39,4%) było wyższe po próbie wstrzymania niż przed tą próbą, natomiast nie zmieniły się w grupie kontrolnej.
W tych warunkach odnotowano również zwiększone stężenie mleczanu, ujawniające większą aktywność glikolityczną w porównaniu z tym samym ćwiczeniem wykonywanym przy normalnym oddychaniu. Takie wyniki, odnotowane już w ćwiczeniach lądowych były oryginalne w pływaniu. W badaniach, w których pływacy stosowali hipowentylację przy dużej objętości płuc (tj. inhale-hold), czyli klasyczną technikę stosowaną od lat 70-tych, nie wystąpił efekt hipoksji, a stężenie mleczanu nie różniło się, a nawet było niższe niż podczas ćwiczeń przy normalnym oddychaniu.
Zwiększenie maksymalnego poziomu mleczanu odzwierciedla poprawę wydolności beztlenowej i może wynikać z większej zdolności do tolerowania wysokich stężeń mleczanu i wysokiego poziomu kwasicy, co odnotowano po treningu o wysokiej intensywności.
Woorons X, Mucci P, Richalet JP, Pichon A. Hypoventilation Training at Supramaximal Intensity Improves Swimming Performance. Med Sci Sports Exerc. 2016 Jun; 48(6):1119-28
2. OPÓŹNIONE POJAWIENIE SIĘ MLECZANU WE KRWI.
Pięciu mężczyzn wykonywało 16 4- minutowych cykli na przemian z 16- minutowymi okresami odpoczynku. Częstotliwość oddychania była dobrowolnie kontrolowana, począwszy od 10 s przed każdą 3. minutą wysiłku i utrzymywana przez resztę okresu ćwiczeń. Stosowano cztery różne wzorce oddychania przy każdej intensywności wysiłku: normalne oddychanie (NB), oddychanie co 4 s, oddychanie co 8 s i maksymalne oddychanie o zmniejszonej częstotliwości.
Z wyjątkiem prób NB, badani utrzymywali oddech na poziomie czynnościowej pojemności zalegającej (FRC – functional resudual volume Badacze stwierdzili, że wyniki mogą wskazywać, że zmniejszona częstotliwość oddychania hamuje usuwanie mleczanu z pracujących mięśni podczas ćwiczeń.
Yamamoto Y, Takei Y, Mutoh Y, Miyashita M. Delayed appearance of blood lactate with reduced frequency breathing during exercise. Eur J Appl Physiol Occup physiol. 1988;57(4):462-6.
3. EKSPOZYCJA ORGANIZMU NA ZWIĘKSZONĄ KWASICĘ W CELU POPRAWY ZDOLNOŚCI BUFOROWANIA.
Powtarzane przedłużone wydechy (PE – prolonged expirations) do objętości zalegającej podczas submaksymalnego wysiłku prowadziły do spadku SaO2 do 87% i towarzyszyła im również wyraźna hiperkapnia. Mocna desaturacja tętnicza była spowodowana zmniejszeniem PAO2 i przesunięciem się krzywej dysocjacji tlenu w prawo.
Odnotowaliśmy również większe VO2 i fh podczas PE niż podczas normalnego oddychania, co może być spowodowane większą aktywnością mięśni oddechowych i układu adrenergicznego. Wreszcie, przedłużony wydech doprowadził do większej kwasicy krwi, głównie hiperkapnicznej i prawdopodobnie związanej z większą kwasicą mięśniową.
Xavier Woorons, Pascal Mollard, Aur´elien Pichon, Alain Duvallet,Jean-Paul Richalet, Christine Lamberto. Prolonged expiration down to residual volume leads to severe arterial hypoxemia in athletes during submaximal exercise. Respiratory Physiology & Neurobiology 158 (2007) 75-82
4. ZMNIEJSZENIE KWASICY I STRESU OKSYDACYJNEGO.
Powtarzające się epizody wstrzymywania oddechu zostały nałożone na regularny program treningowy triathlonistów, aby odtworzyć odpowiedzi adaptacyjne na hipoksję, opisane już u elitarnych nurków wstrzymujących oddech [Respir. Physiol. Neurobiol. 133 (2002) 121].
Po treningu czas trwania bezdechu statycznego znacznie się wydłużył, a związana z nim bradykardia była wyraźniejsza. Po bezdechu odnotowaliśmy również zmniejszenie spadku pH krwi żylnej po bezdechu i wzrost stężenia kwasu mlekowego oraz stłumienie stresu oksydacyjnego po bezdechu (wzrost stężenia substancji reaktywnych kwasu tiobarbiturowego).
Po dynamicznym bezdechu kwasica krwi uległa zmniejszeniu, a stres oksydacyjny już nie występował. Wyniki te sugerują, że praktyka wstrzymywania oddechu poprawia tolerancję na hipoksemię niezależnie od jakiegokolwiek czynnika genetycznego.
Joulia F, Steinberg JG, Faucher M, Jamin T, Ulmer C, Kipson N, Jammes Y.Breath-hold training of humans reduces oxidative stress and blood acidosis after static and dynamic apnea. Respir Physiol Neurobiol. 2003 Aug 14;137(1):19-27.
5. ZMNIEJSZONY STRES OKSYDACYJNY I KWASICA MLEKOWA WE KRWI U WYTRENOWANYCH NURKÓW (FREEDIVERÓW).
Postawiliśmy hipotezę, że powtarzanie krótkich epizodów hipoksemii przez profesjonalnych freediverów może wywołać adaptację ich reakcji metabolicznych, skutkującą zmniejszeniem kwasicy krwi i stresu oksydacyjnego.
Wyszkoleni nurkowie, którzy mieli 7-10-letnie doświadczenie w nurkowaniu na wstrzymanym oddechu i byli w stanie utrzymać bezdech do 440 sekund w spoczynku, zostali porównani z osobami z grupy kontrolnej, które utrzymywały bezdech najwyżej przez 145 sekund. Badani utrzymywali bezdech w spoczynku (bezdech statyczny), a następnie wykonywali dwa 1-minutowe dynamiczne ćwiczenia przedramion niezależnie od tego czy oddychali (ćwiczenie kontrolne) czy utrzymywali bezdech (bezdech dynamiczny).
U nurków zmiany stężeń kwasu mlekowego, TBARS, RAA i GSH były wyraźnie zmniejszone po statycznym i dynamicznym bezdechu, jak również po ćwiczeniach kontrolnych. Tak więc, ludzie zaangażowani w długotrwały program treningowy nurkowania ze wstrzymanie oddechu mają zmniejszoną po bezdechu, jak również po wysiłku, kwasicę krwi i stres oksydacyjny, naśladując reakcje zwierząt nurkujących.
Joulia F, Steinberg JG, Wolff F, Gavarry O, Jammes Y. Reduced oxidative stress and blood lactic acidosis in trained breath-hold human divers. Respir Physiol Neurobiol. 2002 Oct ;133(1-2):121-30.
6. POPRAWA ZDOLNOŚCI DO SPRINTU W PŁYWANIU POPRZEZ ZWIĘKSZENIE GLIKOLIZY BEZTLENOWEJ.
Trening powtarzania sprintu w hipoksji (RSH) został wykazany jako skuteczna metoda poprawy zdolności do powtórzonego sprintu (RSA) u zawodników sportów zespołowych, ale nie był badany w pływaniu. Oceniliśmy, czy RSH z desaturacją tętniczą wywołaną dobrowolną hipowentylacją przy małej objętości płuc (VHL) może poprawić RSA w większym stopniu niż ten sam trening przeprowadzony w warunkach normalnego oddychania (NB).
16 wyczynowych pływaków ukończyło sześć sesji powtarzanych sprintów (dwa zestawy 16×15 m z 30-sekundową przerwą) albo z VHL (RSH-VHL, n=8) albo z NB (RSN, n=8). Przed (pre-) i po (post-) treningu, wydajność oceniano poprzez test RSA (25m pełen sprint z przerwą 35 s) do wyczerpania.
W okresie od pre- do post- liczba sprintów była istotnie zwiększona w RSH-VHL (7,1 ± 2,1 vs 9,6 ± 2,5; p<0,01), ale nie w RSN (8,0 ± 3,1 vs 8,7 ± 3,7; p=0,38). Maksymalne stężenie mleczanu we krwi ([La]max) było wyższe w post- w porównaniu do pre- w RSH-VHL (11,5 ± 3,9 vs 7,9 ± 3,7 mmol.l-1; p=0,04), ale nie uległo zmianie w RSN (10,2 ± 2,0 vs 9,0 ± 3,5 mmol.l-1; p=0,34). Istniała silna korelacja pomiędzy wzrostami liczby sprintów i [La]max tylko w RSH-VHL (R=0,93; p<0,01). Powtarzany trening sprintu w hipoksji wywołanej dobrowolną hipowentylacją przy małej objętości płuc poprawił zdolność do powtarzania sprintu w pływaniu, prawdopodobnie poprzez zwiększoną glikolizę beztlenową. Ta innowacyjna metoda pozwala na wywołanie korzyści normalnie związanych z hipoksją podczas treningu pływackiego w normoksji.
Trincat L, Woorons X, Millet GP. Repeated Sprint Training in Hypoxia Induced by Voluntary Hypoventilation in Swimming. Int J Sports Physiol Perform. 2016 Jun 13.
7. PRZERYWANE WSTRZYMYWANIE ODDECHU WYWOŁUJE STAŁE ZMIANY W UTLENOWANIU MIĘŚNI, PROWADZĄC DO OBNIŻENIA UTLENOWANIA TKANEK.
W tym badaniu badano wpływ przerywanego wstrzymywania oddechu (IBH) na odpowiedź fizjologiczną, w tym utlenowanie w pracujących mięśniach podczas ćwiczeń do umiarkowanej intensywności.
Trzynastu mężczyzn wykonywało ćwiczenia na rowerze przez 5 min przy 65% szczytowego poboru tlenu z normalnym oddychaniem (NB) i z IBH. Oksyhemoglobina (ΔOxy-Hb), deoksyhemoglobina (ΔDeoxy-Hb) i hemoglobina całkowita (ΔTotal-Hb) były stale monitorowane za pomocą spektroskopii w bliskiej podczerwieni (NIRS). Próbki krwi kapilarnej z palców były pobierane po wysiłku do analizy stężenia mleczanu we krwi (BLa).
Parametry NIRS wykazały ostre zmiany w każdym epizodzie BH w warunkach IBH (spadek stężenia całkowitego Hb i ΔOxy-Hb, wzrost ΔDeoxy-Hb). Odpowiednio, w stanie IBH, ΔOxy-Hb było niższe (P<0,05) i ΔDeoxy-Hb było wyższe (P<0,05) w porównaniu do stanu NB, podczas gdy nie było różnicy w ΔTotal-Hb w obu warunkach. Poziomy BLa były większe (P<0,05) w warunkach IBH w porównaniu z warunkami NB.
Wyniki te sugerują, że IBH podczas ćwiczeń o umiarkowanej intensywności wywołuje stałe zmiany w utlenowaniu mięśni, co prowadzi do obniżenia utlenowania tkanek. Nasze dane wskazują również, że ćwiczenia z IBH indukują wyższe BLa.
Kume D, Akahoshi S, Song J, Yamagata T, Wakimoto T, Nagao M, Matsueda S, Nagao N. Intermittent breath holding during moderate bicycle exercise provokes consistent changes in muscle oxygenation and greater blood lactate response. J Sports Med Phys Fitness. 2013 Jun;53(3):327-35.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23715258/
8. DOBROWOLNE ZMNIEJSZENIE INDUKOWANEJ WYSIŁKIEM KWASICY KRWI.
W tym badaniu badano efekty treningu z dobrowolną hipowentylacją (VH) przy niskiej objętości płuc. Uformowano dwie grupy umiarkowanie wytrenowanych biegaczy, jedną stosującą hipowentylację (HYPO, n = 7) i jedną kontrolną (CONT, n = 8).
W każdej sesji HYPO biegli 24 min przy 70% maksymalnego zużycia O2 (˙VO2max) z zatrzymaniem oddechu na poziomie czynnościowej pojemności zapasowej, natomiast CONT oddychali normalnie. Test ˙VO2max i test czasu do wyczerpania (TE) przeprowadzono przed (PRE) i po (POST) okresie treningowym.
Wyniki badania wykazały, że trening VH nie poprawiał wydolności wytrzymałościowej, ale mógł modyfikować metabolizm glikolizy. Zmniejszona wysiłkowa kwasica krwi w HYPO mogła wynikać z poprawy pojemności buforowej mięśni. Zjawisko to może mieć istotny pozytywny wpływ na wydolność beztlenową.
Xavier Woorons,, Pascal Mollard a, Aur´elien Pichon a, Alain Duvallet, Jean-Paul Richalet, Christine Lamberto. Effects of a 4-week training with voluntary hypoventilation carried out at low pulmonary volumes. Respiratory Physiology & Neurobiology 160 (2008) 123-130
