Επαναλαμβανόμενη στατική άπνοια πρίν από άσκηση: έλεγχος βιολογικών προσαρμογών καὶ επίδραση στη σωματική απόδοση

Abstract

In this thesis, two studies were conducted. The main purpose of the first study was to examine whether the re­peated apnoeas (BH) are capable of al­tering several biological parameters after two weeks of apnoea training. We used two non-apnoea experienced groups: con­trol (CBH = 9, mainly basketball players) and apnoea (N1BH = 10, mainly basketball players) who visited the laboratory on four differ­ent occasions. In the first visit baseline measurements were carried out. In the sec­ond visit the hypercapnic ventilatory re­sponse (HCVR) was measured after five re­peated static BH with intermediate break of 2min. Afterwards, while only the N1BH group performed in a daily basis five repeated BH for two weeks, both groups repeated the aformentioned proto­col [visit 3]. In a fourth visit HCVR was measured again. The purpose of the sec­ond study was to examine whether the re­peated BH is capable of altering several biological pa­rameters, such as the start of the dia­phragmatic activity (DA) in relation to various hemo­dynamic parameters and the performance in the forthcoming exer­cise. The second study used two eperimental groups: one with no ex­peri­ence in diving activities (N2BH = 10, mainly basketball players) and one with high-level ap­noea skills (EBH = 11) that visited the laboratory four differ­ent occasions. The first and second visits were similar to those of the first study. In the third visit groups executed a perform­ance test (TF150) on a cycle ergometer after five repeated BH with intermediate 2min break. In the fourth visit the subjects performed exclusively the TF150 test. Only the N2BH group af­ter BH training as in the first study, re­peated the first three visits [5th, 6th and 7th respectively] fol­lowing the same ex­perimental procedures. The first study shows that the main im­provement of ap­noea duration (BHT) after apnoea training was due to the experi­mental treatment while five repeated BH are not able to alter the HCVR before or after apnoea training. The second study shows that the hematologic response is significantly im­proved after five repeated BH efforts that occurs even more after BH training. The im­provement of the BHT in N2BH group was due to the in­crease of the struggle phase of apnoea [~ 59.5%]. The chemosensitivity reduced in short term by 20.8% after re­peated BH only to EBH and is correlated with in­creased easy going phase of apnoea [r = -0.61 (p ≤ 0.05)]. The onset of DA detected in ~ 47, 60 and 50% BHT in EBH pre and N2BH groups pre and post BH training respec­tively. DA coincides in time with the steep rise of mean arterial pres­sure. Upon termination of five repeated BH efforts, a signifi­cant increase in the partial pressure of car­bon dioxide was caused, while pH value for both groups pre and post BH training (p ≤ 0.05) was lower than rest value and that caused a significant in­crease in HCO3¯ pre BH training (p ≤ 0.05) and a tendancy (p = 0.07) in the in­crease in post BH training. Fi­nally, the repeated BH im­proved perform­ance in the TF150 test pre and post BH training in N2BH group by 9.5 and 10.1% (p ≤ 0.05) probably due to changes in acid-base bal­ance. The thesis substantiates apnoea as a natural ergogenic aid for enhancing high-intensity performance. It provides applicable metabolic fatigue management solutions for athletes of high/intermmitent intensity sports, with basketball as a potential field of application.

Η επαναλαμβανόμενη άπνοια (ΒΗ) προκαλεί πλήθος βιολογικών προ­σαρμογών αλλά δεν γνωρίζουμε, εάν πριν ή μετά από προπόνηση ΒΗ δύο εβδομά­δων μπορεί να μεταβληθεί επιπλέον η αι­ματολογική απόκριση, η αναπνευστική υπερκαπνική ανταποκρισιμότητα (ΗCVR), η απόδοση σε επερχόμενη άσκηση και ποια η σχέση της έναρξης της αυξημένης διαφραγματικής δραστηριότη­τας (DA) με διάφορες αιμοδυναμικές πα­ραμέτρους. Για τους λόγους αυτούς διεξή­χθησαν δύο μελέτες. Ο κύριος σκοπός της 1ης μελέτης ήταν να εξετάσει, κατά πόσο είναι ικανές οι επαναλαμβανόμενες ΒΗ να μεταβάλλουν διάφορες βιολογικές παραμέ­τρους, σε μη έμπειρους με την άπνοια δο­κιμαζομένους, ύστερα από προπόνηση άπνοιας δύο εβδο­μάδων. Χρησιμοποιήθη­καν δύο ομάδες: ελέγχου (CΒΗ=9, κυρίως καλαθοσφαιριστές) και άπνοιας (Ν1BH=10, κυρίως καλαθοσφαιριστές) που επισκέφθηκαν το εργαστήριο τέσσερις διαφορετικές ημέρες – στάδια. Στο 1ο στά­διο έγιναν βασικές μετρήσεις ελέγχου και αναφοράς. Στο 2ο στάδιο προσδιορίσθηκε η HCVR μετά από πέντε επαναλαμβανό­μενες στατικές BH με εμβύθιση του προ­σώπου σε ψυχρό νερό (ΒΗFI) και ενδιά­μεσο διάλειμμα 2min. Μετά από καθημε­ρινή προπόνηση πέντε επαναλαμβανόμε­νων ΒΗ, με ενδιάμεσο διάλειμμα 2min, για δύο εβδομάδες μόνο η ομάδα Ν1ΒΗ, επανέλαβε το πρωτό­κολλο του 2ου στα­δίου [3ο στάδιο]. Στο 4ο στάδιο προσδιο­ρίσθηκε εκ νέου η HCVR. Ο σκοπός της 2ης μελέτης ήταν να εξετά­σει, κατά πόσο είναι ικανές οι επαναλαμ­βανόμενες ΒΗFI να μεταβάλλουν διάφορες βιολογικές πα­ραμέτρους, την έναρξη της DA σε σχέση με διάφορες αιμοδυναμικές παραμέτρους καθώς και την απόδοση σε επικείμενη άσκηση. Στη 2η μελέτη χρησι­μοποιήθηκαν δύο ομάδες: μία χωρίς εμπειρία σε κατα­δυτικές δραστηριότητες (Ν2ΒΗ=10, κυρίως καλαθοσφαιριστές) και μία με αθλητές άπνοιας υψηλού επιπέδου (ΕBH=11) που επισκέ­φτηκαν το εργαστή­ριο αρχικά τέσσερις διαφορετικές ημέρες – στάδια. Το 1ο και 2ο στάδιο ήταν όμοια με τα αντίστοιχα της 1ης μελέτης. Το 3ο στάδιο ήταν η δοκιμα­σία απόδοσης TF150 [ποδηλάτηση μέχρι εξάντλησης στο 150% της μέγιστης πρόσ­ληψης οξυγόνου] μετά από πέντε επανα­λαμβανόμενες ΒΗFI με ενδιάμεσο διά­λειμμα 2min και το 4ο στά­διο ήταν μόνο η δοκιμασία απόδοσης TF150. Αποκλει­στικά και μόνο η ομάδα Ν2ΒΗ, ύστερα από προπόνηση στην ΒΗ όπως και στην 1η μελέτη, επανέλαβε τα τρία πρώτα στά­δια [5ο, 6ο και 7ο αντί­στοιχα], ακολουθώ­ντας τις ίδιες πειραμα­τικές διαδικασίες. Στις δύο μελέτες, κατα­γράφηκε πλήθος αιμοδυναμικών, αιματο­λογικών και ανα­πνευστικών παραμέτρων. Από την 1η με­λέτη προκύπτει κυρίως ότι η βελτίωση της διάρκειας άπνοιας (ΒΗΤ) μετά από προ­πόνηση άπνοιας, οφείλεται στον πειραμα­τικό χειρισμό, ενώ οι πέντε επαναλαμβα­νόμενες BHFI δεν είναι ικανές στο να με­ταβάλλουν την HCVR πριν ή μετά από με­σοπρόθεσμη προπόνηση άπνοιας. Από τη 2η μελέτη προκύπτει ότι, η αιματολογική απόκριση μετά τις πέντε επαναλαμβανό­μενες BHFI, βελτιώνεται σημαντικά ακόμη περισσότερο ύστερα από μεσοπρόθεσμη προπόνηση ΒΗ, ενώ η βελτίωση της ΒΗΤ στους Ν2ΒΗ αποδίδε­ται κυρίως στην αύ­ξηση της δυσχερούς φάσης της άπνοιας [~59,5%]. Η χημειοευ­αισθησία μειώνεται κατά 20,8% βραχυ­πρόθεσμα μετά από επαναλαμβανόμενες BHFI μόνο στους ΕΒΗ και σχετίζεται με την αυξημένη ευ­χερή φάση της άπνοιας [r=-0,61, (p≤0,05)]. Η έναρξη της αυξημέ­νης DA ανιχνεύεται στο ~ 47, 60 και 50%ΒΗΤ της ομάδας ΕΒΗ και της Ν2ΒΗ στις συνθήκες πριν και μετά την προπό­νηση ενώ ταυτί­ζεται χρονικά με την από­τομη αύξηση της μέσης αρτηριακής πίε­σης. Ύστερα από τις πέντε επαναλαμβα­νόμενες ΒΗFI προκα­λείται σημαντική αύξηση της μερικής πίε­σης του διοξειδίου του άνθρακα, με πα­ράλληλη πτώση του pH για τις ομάδες ΕΒΗ και Ν2ΒΗ στις συνθήκες πριν και μετά την προπόνηση (p≤0,05), ενώ προ­καλείται σημαντική αύξηση των HCO3¯ στις ομάδες ΕΒΗ και Ν2ΒΗ στη συνθήκη πριν την προπόνηση (p≤0,05), αλλά η αύ­ξηση στη συνθήκη μετά την προπόνηση είναι στατιστικά οριακά μη σημαντική (p=0,07). Τέλος, οι επαναλαμβανόμενες BHFI βελτίωσαν την απόδοση στην ομάδα Ν2ΒΗ στις συνθή­κες πριν και μετά την προπόνηση κατά 9,5 και 10,1% (p≤0,05) πιθανόν λόγω μετα­βολών στην οξεοβα­σική ισορροπία. Συμπερασματικά, η διατριβή εστιάζει στις φυσιολογικές αποκρίσεις της επαναλαμβανόμενης άπνοιας και τεκμηριώνει την επίδραση της άπνοιας στη βελτίωση της απόδοσης υπό συνθήκες υψηλής έντασης, επεκτείνοντας τη γνώση στη φυσική εργογόνο υποστήριξη. Τα αποτελέσματα παρέχουν εφαρμόσιμες λύσεις για τον έλεγχο της μεταβολικής κόπωσης σε αθλητές αθλημάτων υψηλής επιβάρυνσης, αναδεικνύοντας αθλήματα όπως την Καλαθοσφαίριση για παράδειγμα ως προνομιακό πεδίο εφαρμογής.