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Preparación física mediante estímulos
de hipoxia intermitente en el deporte

 

*Profesor de Fisiología del Esfuerzo y Nutrición Deportiva

Centro Público para la Enseñanza de Deportes, KIROLENE. Gobierno Vasco.

Unidad de Fisiología del esfuerzo. Entrenamientos en Hipoxia Intermitente, NUTRIAKTIVE

Centro Deportivo K2. Vitoria-Gasteiz

**Departamento de Fisiología el Ejercicio e Hipoxia

Universidad de Barcelona

Aritz Urdampilleta*

Jesús Alvarez-Herms**

Sonia Julia**

a.urdampilleta.kirolene@gmail.com
(Brasil)

 

 

 

 

Resumen

          El entrenamiento de Hipoxia Intermitente está teniendo cada vez más adeptos en el mundo de la alta competición, así como en el alpinismo como preacondicionamiento físico antes de acudir a expediciones de alta montaña. También se le está dando un enfoque hacía ámbitos de la salud por sus efectos en la reducción de peso y mejora neuro y cardiovascular. Algunos deportistas utilizan estos estímulos con la finalidad de aumentar la cantidad de glóbulos rojos y por tanto una mayor oxigenación. No obstante, para conseguir estos efectos es necesario dormir más que 12 horas a diario entre 2000-3000m, poco factible para la mayoría de los deportistas. Es por ello que en la actualidad se están utilizando más, los entrenamientos en hipoxia intermitente (entrenar a 3000-5000m de altitud simulada), con la finalidad de conseguir ciertos efectos a nivel muscular (mayor trasportadores de glucosa, aumento de encimas oxidativas, mayor capilarización, mayor eficiencia metabólica…), y no sólo centrándose en los cambios hematológicos que se lograrían al dormir diariamente en hipoxia o al realizar estancias de unas 3 semanas en altitud. Este artículo trata de exponer la evidencia científica sobre los efectos conseguidos y perseguidos mediante estos estímulos y presentar los protocolos de entrenamiento que se han utilizado para hacer un mejor uso de estos estímulos con el fin de integrar su uso en la preparación física integral de los deportistas y alpinistas.

          Palabras clave: Hipoxia intermitente. Preparación física. Deporte.

 

 
EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 17, Nº 174, Noviembre de 2012. http://www.efdeportes.com/

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Introducción

    La utilización de la Hipoxia Intermitente (HI) en la mejora del rendimiento físico se está convirtiendo en un apartado cada vez más importante en la preparación de los atletas (Beranrdi y col, 2001), como los alpinistas (Beidleman y col, 2008). Según la aprobación de la Agencia Mundial Antidopaje (2006) de la utilización de los sistemas de hipoxia artificial para la mejora del rendimiento no ha hecho sino potenciar estos sistemas. No obstante, existen todavía lagunas en el conocimiento de la hipoxia y sus repercusiones, que no permiten optimizar este tipo de estímulos y sus efectos fisiológicos.

    Así, el entrenamiento de Hipoxia Intermitente está teniendo cada vez más adeptos en el mundo de la alta competición, ya que la mejora del rendimiento físico que trae consigo puede determinar la posición final o la marca conseguida en una competición de máximo nivel. Sin embargo todavía existen muchas incógnitas en el conocimiento de la acomodación-aclimatación* (utilizar el término adaptación sería incorrecto, ya que esta se consigue solamente de generación en generación, como lo tienen los residentes tibetanos) a la hipoxia y en el modo más efectivo de conseguir efectos beneficiosos concretos. En este campo todavía emergente, procuramos aportar un poco más de luz en su conocimiento científico, por lo que hemos decidido realizar este trabajo de revisión acerca de los estímulos de hipoxia y sus posibles aplicaciones en el campo del deporte.

    Los entrenamientos en altura y entrenamientos en hipoxia intermitente, han demostrado que conducen a una serie de adaptaciones fisiológicas, sobre todo mejorando rendimiento deportivo en altura, como en las vueltas ciclistas, esquí de fondo o travesía... competiciones que se realizan a altitudes por encima de los 2000 metros (Wilber, 2007; Clark, 2007). De todas formas, hay que decir que los efectos de la hipoxia sobre el VO2max y VEmax son diferentes según el colectivo que se aplican estos estímulos (Mollard, 2007), por lo que habría que estudiar bien los efectos de estos estímulos en diferentes colectivos.

    Por otra parte, hay mucha controversia en cuanto a los cambios en los parámetros hematológicos ante la hipoxia moderada, para algunos autores, no hay cambios hematológicos significativos (Roels y col 2007). Se han observado con tratamiento de 12-15 sesiones de hipoxia intermitente de 1-2 horas, un aumento de 1 puntos en los niveles de hemoglobina (Hoppeler y col, 2008), y en periodos de volumen, cuando se da la expansión sanguínea como un mecanismo fisiológico de adaptación al ejercicio físico de larga duración, puede ser más que interesante, pese a no observar cambios significativos en el aumento de la serie roja.

    Por otra parte, si que parece interesante, desde el punto de vista de la salud de los deportistas, pese a que el entrenamiento físico diario extenuante y estancias de larga duración por encima de los 3000-4000m aumentan considerablemente el estrés oxidativo y peroxidaciones lipídicas, se ha observado que uso de los estímulos de hipoxia intermitente no ocurre lo mismo, sino que estas exposiciones intermitentes hacen que el organismo genere más capacidad antioxidativa. Así, en cuanto al sistema inmunológico, aumenta el estatus antioxidativo aumentando los niveles de encimas antioxidantes con el SOD, y disminuyendo la peroxidación lipídica (Belicova, 2006). Aunque con la actividad física aumenta los procesos inflamatorios y secreción de citoquinas como IL-6 y IL-10, disminuyen los niveles de IL-1β.

    Así, para clarificar la realidad de los efectos de la hipoxia intermitente en el deporte, se ha realizado una revisión exhaustiva de la literatura científica, para poner en evidencia los efectos y aplicaciones de este tipo de estímulos hipóxicos, en el campo del deporte.

Efectos del entrenamiento en hipoxia intermitente (EHI) en el rendimiento deportivo: evidencia científica

    Hay pocos estudios que han utilizado para sus investigaciones el método de entrenamiento planteado por Levine y Stray-Gudersen (1997) “Live Low, Train Hight” (LL-TH). Uno de ellos en estudiar los efectos de este método fueron Terrados y colaboradores (1988), que trabajaron con ciclistas de elite, durante 4 semanas, 4-5 sesiones/semana, durante 105-150’ a una altitud simulada en hipoxia hipobárica a 2.300 metros. Los efectos del grupo de hipoxia intermitente (EHI) fue que aumentaron la capacidad de trabajo a 2.300 metros, tenían menos lactacidemia a la misma carga de entrenamiento y una mayor capilarización, pero sin aumentos significativos en el VO2max. Por lo que sacaron la conclusión de que en altura aumentaban claramente el rendimiento, pero todavía cierta controversia si aumentaba el rendimiento a nivel del mal, al no observar aumentos en el VO2max. Este hecho es curioso, ya que en los casos de dopaje sanguíneo mediante un aumento en de volumen sanguíneo sé que se observa una aumento en el rendimiento deportivo a nivel del mar.

    Wallier y colaboradores (1996), realizaron un estudio con triatletas, con sesiones de EHI durante 3 semanas, con sesiones de 1,5 horas. No obstante no encontraron cambios significativos en el VO2max ni aumentos en la serie roja. Por otra parte, Meeuwsen y colaboradores (2000), en triatletas que entrenaron durante 10 días a una altura de 2500m, 2 horas al día (70% de la FCmax), observaron mejoras en la capacidad anaeróbica en un 40%, en el test Wingate. No obstante, tampoco observaron cambios hematológicos ni cambios en el VO2max.

    Geiser y colaboradores (2001) compararon los efectos de entrenar a nivel del mar (600m) y en hipoxia (3850m) con entrenamientos de 30’/ día de cicloergómetro, a una intensidad absoluta de 67-80% del VO2max, simulando una altura de 3850m, 5 días a la semana durante 6 semanas, llegando a las siguientes conclusiones: la intensidad no tenía ningún efecto en el VO2max, los entrenamientos en hipoxia eran más eficaces para incrementar la capacidad oxidativa del músculo, ya que aumentaba la eficiencia metabólica a una misma intensidad absoluta de esfuerzo.

    Hendriksen y Meeuwsen (2003) observaron mejoras en la potencia máxima y media en el test Wingate (test de capacidad anaerobia) a nivel del mar, tras 9 días después del final de un periodo de entrenamiento en HI de 10 días en una altitud simulada de 2.500m, entrenando 105’ día. Por otra parte, no se observó ninguna mejora en el grupo control que realizaron el mismo entrenamiento a nivel del mar.

    Katayama y colaboradores (2003) también investigaron con los estímulos de hipoxia hipobárica intermitente, simulando alturas de 4.500 metros. Utilizaron un protocolo de 90’ de ejercicio en hipoxia, con una frecuencia de 3 sesiones a la semana, durante 3 semanas (9 sesiones en total). Los atletas de elite aumentaron el tiempo de carrera hasta el agotamiento, durante una prueba de ejercicio máximo a una altitud de 3.000 metros. No obstante no hubo cambios en los parámetros hematológicos. También mejoraron el rendimiento a nivel del mar en una prueba Escalonado Progresivo Interválico Maximal (test EPIM), aunque la mejora no fue tan acusada como la prueba a 3.000 metros de altitud. También vieron mejoras en el rendimiento de resistencia en corredores de distancia bien entrenados.

    Dufour y colaboradores (2006) utilizaron un entrenamiento durante de 6 semanas de HI con 2 sesiones en altura a alta intensidad (umbral anaeróbico) de moderada duración (20-40’). Hubo mejoras en el VO2max de un 5%, tanto en pruebas hipoxia hipobaria y normobaria (a nivel del mar), pero sin cambios en la capacidad de transporte de oxigeno en sangre. Hubo incrementos considerables de periodos de agotamiento (+35%), sin cambios importantes en la cinética de VO2 (eficiencia metabólica). Sacaron conclusiones de que la exposición de HI produce adaptaciones musculares en el dispositivo periférico, que da lugar a una mejora de resistencia del atleta.

Figura 1. Influencia del entrenamiento hipóxico en la evolución del Consumo Máximo de Oxigeno (VO2 máx) en atletas de nivel competitivo alto (Dufour y col. 2006).

    Zoll y colaboradores (2006) confirmaron los resultados de Dufour y colaboradores, con el mismo protocolo utilizado por Dufour y col (2006). En esta ocasión, observaron aumentos de VO2max en corredores de fondo, además de observar adaptaciones de transcripción del músculo del vasto lateral de los atletas. Ponsot y colaboradores (2006) analizaron con este mismo protocolo, que mejoraba la función mitocondrial cualitativamente, proyectando una integración más adecuada entre la demanda de ATP y el suministro. Estos sugieren que las adaptaciones de la función mitocondrial acompañan a un aumento de rendimiento de la resistencia tras los estímulos de HI.

    Roels y colaboradores (2007) hicieron una aportación interesante en la materia cuando, tras realizar 3 semanas de entrenamientos, a una altura simulada de 3000m, mediante hipoxia hipobaria. Realizaron pruebas máximas de VO2max, en normoxia como en hipoxia, en los dos grupos, sedentario y entrenados. Obtuvieron estos resultados tras los test incrementales máximos realizados (test EPIM): En normoxia, hubo incrementos de pico de potencia (W) de VO2max, tanto en los deportistas entrenados como los sedentarios. En la prueba maximal realizada en hipoxia, solo el grupo de deportistas entrenados incrementaron la potencia en el VO2max (+11,3%). Y al parecer, al entrenar en hipoxia se consiguen una serie de adaptaciones musculares periféricas, que no aparecen en entrenamientos de normoxia (Roels, 2007).

    Por otra parte, Clark y colaboradores (2007) estudiaron los efectos de la altitud sobre la potencia (W) de pedalada en ciclismo, así como estrategias de cadencias determinadas. Las cadencias de pedalada se mantenían más o menos iguales, aunque eran ligeramente superiores cuando se aumentaba de altitud (cadencia máxima a 1.000 metros, 102 rpm; a 1.200 metros, 104 rpm y a 2.200 metros, 107 rpm). Se puede decir que los cambios de ritmo de cadencia hasta 3.200 metros no son significativos, pero a partir de esta altura a acusar el organismo la falta de oxigeno y en consecuencia se pierde considerablemente la biomecánica. Según esta investigación, el rendimiento y la capacidad de trabajo se reduce con la exposición hipóxico en un 7% por cada 1.000 metros ascendidos (r=0,85), según unos autores por la reducción de la SaO2% (Craig, 1993) y por el déficit de oxigeno (Gore y col, 1997).

Figura 2. Efectos en la potencia y cadencias de pedaleo en ciclistas, según diferentes situaciones de altitud (Clark y col, 2007)

Dosis hipóxica óptima

    Según los estudios realizados por Wilber y colaboradores (2007), se observa que independientemente del método o tipo de estímulo de hipoxia utilizado (hipoxia normobaria o hipobaria), así como intensidad del ejercicio en hipoxia, los resultados son contradictorios e incoherentes en inducir eritropoyesis y mejorar el rendimiento deportivo. Entre los 11 estudios encontrados en esta materia, 6 de ellos afirman su que estos mecanismos aumentan la eritropoyesis y aumentan el rendimiento y 5 de ellos no. Estos datos contradictorios pueden ser, porque los tamaños de la muestra utilizados han sido muy pequeños y/o por la variabilidad en dosis hipóxica administrada (altitud, nº de días, nº de horas totales) así como diferentes intensidades utilizadas.

    Por otra parte, se han medido en los estudios cargas hipoxias mediante la concentración de oxigeno, pero no se han medido las cargas internas que suponía esta dosis hipóxica para los sujetos, es decir, aunque las cargas hipóxicas han sido iguales en diferentes estudios, las SaO2% de los sujetos eran diferentes, por lo que seguramente la respuesta fisiológica también ha sido diferente, en parte por este motivo.

    ¿Pero cuál es la dosis hipóxica óptima necesaria para asegurar los beneficios de este tipo de estímulos? Según Wilber (2007), tiene que ser un rango lo suficiente alto (y largo) para inducir aclimatación en más de un 50% de los atletas (agudo y sostenido incremento de EPO), sin superar el límite que produzca consecuencias negativas al 50% de los mismos.

    En la literatura científica se observan diferentes modelos de entrenamiento en hipoxia intermitente, cada uno de ellos teniendo más o menos influencia en ciertos cambios fisiológicos perseguidos. Las estancias intermitentes más largas, exposiciones hipóxicas durante la noche (utilizado por los ciclistas, corredores de fondo o alpinistas), inducen a un mayor aumento de los reticulocitos y en consecuencia observar aumentos en la serie roja, pero se necesita una exposición mínima diaria de 12 horas de sueño en hipoxia entre 2000-3000 metros (Gore, 2001; Riclalet, 2008), siendo poco factible o agradable para el deportista dormir dentro de una tienda hipóxica todos los días.

Figura 3. Exposición de 12 horas de sueño en hipoxia normobárica GO2Altitude, en la investigación realizada en el Centro de Investigación para el Deporte, CID de Elche, con los integrantes 

del Reto Everest, expedición ilicitana (datos sin publicar). A la derecha, secreción de EPO después de 90’ de exposición hipóxica pasiva a 5.000 metros simulada (www.biolaster.com).

    No obstante, hay otros estudios que alegan que exposiciones diarias de 1-5 horas entre 4000-6000 metros de altitud simulada (hipoxia normobárica), puede ayudar a mantener la serie roja (Rodríguez et al, 2000). Con los entrenamientos típicos de grandes volúmenes que realizan en el Periodo Preparatorio General (pretemporada), puede observarse una bajada del hematocrito, por una hemodilución que se da ante los entrenamientos de larga duración (adaptación fisiológica al ejercicio).

Tabla 1. Diferentes modelos de exposición a los estímulos de hipoxia intermitente y sus efectos fisiológicos observados (elaboración propia).

*Todos los estímulos de hipoxia producen secreción de EPO (especialmente con 2-3 horas de exposición por encima 

de los 4000m), según la carga hipóxica más o menos, disminuyendo sus niveles 3 horas después de la exposición.

    No obstante, parece ser que más allá de las adaptaciones hematológicas en una mejora de la oxigenación a nivel general (aumento de la serie roja), parece ser que realizar entrenamientos en hipoxia intermitente, pone en marcha una (cascada) serie de mecanismo de regulación a través del factor HIF-1 (Mason y Johnson, 2008) e indirectamente aumenta los niveles de ciertas moléculas vasodilatadoras (factor VEGF, endotelina, oxido nítrico….), así como la eritropoyetina (EPO), siendo estas dos cardiosaludables (Marxwell y col, 2005).

    Por otra parte a nivel periférico se consiguen una serie de adaptaciones musculares, así como aumento de la capilarización, aumento de encimas oxidativas (Melissa y col, 1997; Terrados y col, 1988), aumento de los trasportadores de glucosa GLUT4 (Chiu y col, 2004; Louis y Punjabi, 2010), aumento de los trasportadores del hierro, adaptaciones musculares que podrías ser beneficiosas no sólo en el deporte (Vogt y col, 2001) sino también en las enfermedades de gran prevalencia, así como en la diabetes tipo II. A su vez, se sabe que la EPO es cardioprotector y neuroprotector y (Siren y Ehrenreich, 2001).

Tabla 2. Limitaciones y potenciales aplicaciones de diferentes modelos de hipoxia (elaboración propia)

    Hay autores que alegan que los deportes de larga duración disminuyen el factor HIF-1 (Hoeppeler, 2001), molécula con grandes funciones fisiológicas (se activa cuando hay baja disponibilidad de oxigeno) y que involucra una cascada de reacciones y activa indirectamente muchas moléculas como el VEGF o EPO. Es por ello, parece ser que solamente los ejercicios de alta intensidad (anaeróbicos) y cuando se entrena en situaciones de hipoxia hay una activación grande del HIF-1, y en consecuencia se ponen en marca todos los procesos-mecanismos de supercompensación para obtener más oxígeno en el músculo (Mason y Johnson, 2007). En esta línea de hipótesis, podríamos decir que para que a nivel muscular se den adaptaciones añadidas, necesitaríamos mezclar entrenamientos anaeróbicos en el plan de entrenamientos de los deportistas de resistencia. No obstante, muchas veces las intensidades muy altas, series duras, entrenamientos de fuerza-resistencia con pesas, hace que la susceptibilidad de lesionarse los tendones aumente y es por ello, parece que los entrenamientos de hipoxia podrían sustituir este tipo de entrenamientos para conseguir además de adaptaciones periféricas, sin grandes cargas a nivel del tendón o muscular y una mayor implicación del metabolismo láctico, por el hecho de estar entrenando en situaciones de hipoxia.

    La teoría del entrenamiento afirma que por profesos adaptativos al entrenamiento las exigencias físicas deben ser cada vez mayores y provocar desequilibrios homeostáticos cada vez mayores, para provocar continuas adaptaciones. Este aspecto es mucho más marcado en el deporte de alto rendimiento (ARD), con deportistas muy adaptados a su especialidad, que requieren métodos cambiantes, agresivos o específicos que provoquen desequilibrios continuos y a la vez mejoras continuas para seguir aumentando su estado físico y los estímulos de hipoxia intermitente puede ser otra alternativa más que interesante desde el punto de vista de ARD y de la salud (Urdampilleta y col, 2011).

Métodos hipóxicos y estrategias más utilizadas en el ámbito del deporte

Tabla 3. Métodos de hipoxia habitualmente utilizados para entrenamientos o exposiciones hipóxicas (elaboración propia)

Resumen de los entrenamientos en hipoxia, métodos utilizados y características de los programas

    Las investigaciones realizadas de los entrenamientos en hipoxia, los métodos utilizados, y características de los programas, podemos resumirlos en la siguiente tabla:

Tabla 3. Entrenamientos en hipoxia (hipoxia activa), protocolos y efectos fisiológicos (elaboración propia).

Investigador

Muestra

Tipo de

estímulo

Carga

hipóxica

Duración Programa

Resultados

del tratamiento

Terrados y col. (1988)

Ciclistas

de élite

HI

2300m.

4-5 ses./ sem.

105-150’ / día

3-4

seman.

Aumenta capacidad de trabajo en altitud.

Aumenta capilarización.

Disminuye lactacidemia.

No aumento de VO2max.

Vallier y col. (1996)

Triatletas

HI

4000m.

2 ses./ sem.

90’ / día

3

seman.

No cambios en el VO2max.

No cambios en la Eritropoyesis.

Meewsen y col.

(2000)

Triatletas

(16)

Altitud

2500m.

Todos los días

120’ / día

60-70% FCmax

10

días

seguidos

No cambios en el VO2max ni parámetros hematológicos.

Mejora 5% potencia Anaerobia y 40% en Capacidad Anaerobia (Test Wingate)

Geiser y col. (2001)

Ciclistas

HN

3850m.

5 ses./ sem.

30’/ día

67-80% VO2 mx.

 

6

seman.

Ningún efecto en el VO2max.

Aumento de resistencia Aerobia.

Aumenta la capacidad oxidativa de los músculos activos.

Hendricsen y Meewsen

(2003)

Ciclistas

HN

2500m.

Todos los días

105’/ día

10

días

seguidos

Mejoras en la Potencia Máxima, Potencia Media, 9 días después de un periodo de entrenamiento en HN.

Katayama y col. (2003)

Atletas de élite

HI

4500m.

3 ses./ sem.

90’

3

seman.

Aumenta tiempo de carrera hasta el agotamiento, durante una prueba EPIM a 3000m.

Sin cambios en los parámetros hematológicos.

Dufour y col. (2006)

Corredores de distancia entrenados

HN

3000m.

3 ses./ sem.

20-40’/ día

Zona UANI

6

seman.

Mejora en el VO2max. (+5%), tanto en hipoxia como en normoxia.

Incrementos de periodos de agotamiento (+35%).

Sin cambios importantes en la cinética de VO2.

Produce adaptaciones musculares en el dispositivo periférico.

Mejora del rendimiento de resistencia en condiciones hipóxicas.

Zoll y col. (2006)

Corredores de fondo

 

2 ses./ sem.

 

Zona UANI

6

seman.

Adaptaciones de transcripción del músculo del vasto lateral en atletas.

Aumento importante en el tiempo hasta agotamiento.

Aumento de VO2max.

Posot y col. (2006)

Atletas bien entrenados

 

 

6

seman.

Mejoras en la función mitocondrial cualitativamente y en consecuencia mejora de rendimiento de resistencia.

Mejora de la eficiencia respiratoria.

Roels y co. (2007)

Deportistas entrenados y sedentarios

HN

3000m.

 

3

seman.

Incrementos de Potencia Max, en los dos grupos, en normoxia.

Incrementos de Potencia Max. (+11,3%), en hipoxia, y solo en el grupo de entrenados.

Clark y col. (2007)

Ciclistas

Estudia los efectos de la altitud sobre la potencia y ritmos de pedaleo, para programación de estrategias de ritmo en ciclistas.

Analiza diferentes ritmos y potencias a alturas diferentes: 200, 1200, 2300, 3200 metros.

En hipoxia hay un aumento ligero de cadencia de pedaleo (102rpm a 200m y107 rpm a 2200). A partir de 3000m, la cadencia se mantiene y se pierde mucha potencia de pedalada.

Hay una pérdida de potencia media de 7% por 1000m de ascenso a la altitud (r=0,85).

Mejora de rendimiento de resistencia en condiciones hipóxicas.

HI, Hipoxia Hipobárica; HN, Hipoxia normobárica.

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