Apnea: una alternativa a la hipoxia para mejorar el rendimiento en ciclismo

Abstract

Introducción El ciclismo incluye diferentes disciplinas, cuyas duraciones pueden oscilar entre unos pocos segundos y varias horas. Existe un gran abanico de pruebas de velocidad o de corta duración y otras que son de mayor duración, pero precisan de unos primeros compases a gran intensidad para obtener un buen resultado. En estas pruebas, las diferencias de rendimiento entre ciclistas profesionales son mínimas, por lo que una pequeña mejora puede suponer un gran cambio en el resultado. En la búsqueda de estas ganancias, ha sido habitual recurrir a técnicas relacionadas con manipular el aporte de oxígeno, como la hipoxia. Recientemente, se ha propuesto que realizar apneas podría ser un método alternativo a la hipoxia. Contener la respiración causa hipoxemia e hipercapnia en el organismo, generando no solamente adaptaciones a largo plazo, sino también una serie de respuestas fisiológicas inmediatas que podrían proporcionar mejoras de rendimiento en los siguientes minutos. Objetivos Se plantearon dos objetivos principales: (i) evaluar el impacto agudo de realizar apneas repetidas, de forma dinámica durante el calentamiento, en una prueba de capacidad para realizar esprints repetidos (RSA) y (ii) en una prueba de tiempo límite a potencia aeróbica máxima. Adicionalmente, se planteó (iii) validar un dispositivo de espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) para medir la concentración de hemoglobina y monitorizar cambios en su magnitud durante el ejercicio. Métodos Se realizaron cuatro estudios que involucraron un total de 132 ciclistas perteneciente a la selección nacional de ciclismo. En primer lugar, se evaluó el uso de dos dispositivos NIRS para medir hemoglobina en reposo, comparando los datos que proporcionaban con el valor real en sangre. Posteriormente, para valorar las posibilidades de monitorizar cambios en la concentración de hemoglobina durante el ejercicio, se validó uno de ellos como instrumento para determinar la intensidad del segundo umbral de lactato. Finalmente, se realizaron dos estudios para comprobar el impacto de realizar cinco apneas máximas, mientras se pedaleaba durante el calentamiento, en el rendimiento posterior. En uno de ellos, 23 ciclistas de eventos de velocidad realizaron una prueba RSA –cinco esprints de seis segundos, con un minuto de recuperación entre esfuerzos– y una prueba de Wingate. En el otro estudio, 90 ciclistas de eventos de resistencia realizaron una prueba incremental para determinar su potencia aeróbica máxima y, posteriormente, una prueba de tiempo límite a esa intensidad Resultados Referente a los objetivos (i) y (ii), al realizar apneas mejoró la potencia media en todos los esprints de la prueba RSA un promedio de 33,7 W –0,45 W/kg–, sin producirse diferencias significativas en el pico de potencia. Tampoco existieron diferencias en la prueba de Wingate ni en la prueba de tiempo límite. Al contener la respiración se reducía la frecuencia cardiaca, lo que provocó una disminución del ritmo cardiaco al final del calentamiento. Además, realizar apneas también supuso una disminución de 1 mmol/l en la concentración de lactato –solamente significativo en el caso de los ciclistas de resistencia– tras las pruebas de tiempo límite o de Wingate. En la mayoría de los casos, la duración de las apneas fue más corta de lo necesario para generar cambios sustanciales en la respuesta fisiológica, motivo por el que, probablemente, el rendimiento no mejoró todo lo esperado. En cuanto al objetivo (iii), ambos dispositivos NIRS arrojaron valores inferiores de la concentración de Hb respecto al valor real en sangre en reposo, mostrando una reproducibilidad pobre. Además, sus medidas se vieron especialmente afectadas por el grosor del tejido adiposo. Sin embargo, durante el ejercicio, el dispositivo NIRS evaluado fue capaz de identificar los cambios que se producían en la oxigenación muscular durante una prueba incremental escalonada, reportando una alta correlación y un nivel de acuerdo aceptable en la determinación de la intensidad del segundo umbral de lactato. Conclusiones Los resultados de esta tesis sugieren que, en ciclistas profesionales, podría ser interesante implementar el uso de apneas durante el calentamiento previo a pruebas en las que se realicen esfuerzos máximos, cortos y repetidos. Sin embargo, no han producido los resultados que se esperaban en esfuerzos de mayor duración, al no mejorar el rendimiento. Ello podría deberse a la corta duración de las apneas, por lo que sería interesante comprobar lo que sucede tras una familiarización previa con las sensaciones de contener la respiración. En cuanto a los dispositivos NIRS, aunque no se recomienda su uso como instrumento para medir de forma válida la concentración de hemoglobina en sangre, sí que son capaces de identificar los cambios en la oxigenación que se producen durante el ejercicio.

Introduction Cycling encompasses various disciplines, with races ranging from a few seconds to several hours. There is a wide range of sprint or short-duration races, as well as longer endurance races that require a strong start to achieve a good result. In these events, the performance differences among professional cyclists are minimal, so even a small improvement can lead to a significant change in the final result. In the attempt to achieve these gains, it has been common to employ techniques related to manipulating oxygen delivery, such as hypoxia. Recently, it has been proposed that apnoea may be an alternative method to hypoxia. Holding one’s breath triggers hypoxemia and hypercapnia in the body, eliciting not only long-term adaptations but also a series of rapid physiological responses that could potentially enhance performance in the following minutes Aims There are two main objectives: (i) to assess the acute impact of repeated dry dynamic apnoeas during warm-up on a repeated sprint ability (RSA) test and (ii) in a time-toexhaustion test at maximal aerobic power intensity. Additionally, (iii) to validate a near-infrared spectroscopy (NIRS) device to measure haemoglobin concentration and monitor changes in its magnitude during exercise. Methods Four studies were conducted involving a total of 132 cyclists from the Spanish national cycling team. First, the use of two NIRS devices to measure resting haemoglobin was investigated by comparison of the data provided with the real blood value. Subsequently, to assess the possibilities of monitoring changes in haemoglobin concentration during exercise, one of them was validated as an instrument to determine the intensity of the second lactate threshold. Finally, two studies were conducted to examine the impact of performing five maximal dry dynamic apnoeas while cycling during warm-up on subsequent performance. One study involved 23 cyclists who competed in sprint events performing an RSA test –five six-second sprints, with a one-minute recovery between efforts– and a Wingate test. One study involved 23 cyclists who competed in sprint events performing an RSA test - five six-second sprints, with a one-minute recovery between efforts - and a Wingate test. In the other study, 90 endurance cyclists performed a graded exercise test to identify their maximal aerobic power and then a time-toexhaustion test at that intensity. Results Regarding objectives (i) and (ii), when performing apnoeas, the average power in all sprints of the RSA test improved by a mean of 33.7 W –0.45 W/kg–, with no significant differences in peak power. There were also no differences in the Wingate test or the time-to-exhaustion test. Breath-holding reduced the heart rate, which resulted in a decrease in cardiac rhythm at the end of the warm-up. In addition, apnoea also resulted in a 1 mmol/L decrease in lactate concentration –only significant for endurance cyclists– after the time-to-exhaustion test or the Wingate test. In several cases, the duration of apnoeas was shorter than necessary to elicit substantial changes in the physiological response, which is probably why performance did not improve as expected. For objective (iii), both NIRS devices yielded lower values of haemoglobin concentration than the true level in blood at rest, showing poor reproducibility. Moreover, their measurements were particularly affected by adipose tissue thickness. However, during exercise, the NIRS device tested was able to identify changes in muscle oxygenation during a graded exercise test, reporting a high correlation and an acceptable level of agreement in the determination of the second lactate threshold intensity. Conclusions Results of this thesis suggest that, in professional cyclists, it could be interesting to implement the use of apnoeas during the warm-up prior to races in which short all-out repeated efforts are performed. However, they have not produced the expected results in longer efforts, as they have not improved performance. This could be due to the short duration of the apnoeas, so it would be interesting to check what happens after prior familiarisation with the sensations of holding one's breath. As for NIRS devices, although they are not recommended as a valid instrument for measuring resting haemoglobin concentration in blood, they are able to identify changes in oxygenation during exercise.