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TFG hipoxia en gran altitud

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EJERCICIO EN GRAN ALTITUD: ADAPTACIONES
FISIOLÓGICAS A LA HIPOXIA
TRABAJO DE REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA SISTEMÁTICA
Facultad de Ciencias de la Educación, Universidad de Sevilla
Titulación: Ciencias de la Actividad Física y el Deporte
Autor: Álvaro González Rosado
Tutor: David Macías
Tipología de TFG: Fisiología
Fecha de entrega: 06/06/2022
ÍNDICE DE CONTENIDOS
1. Resumen/Abstract
2
2. Introducción
3
3. Justificación
5
4. Objetivos
6
5. Metodología
7
6. Marco teórico
9
6.1. Modelos básicos de entrenamiento en altitud
9
6.2. Dispositivos simuladores
11
6.3. Cambios moleculares
12
6.4. Efectos sobre el músculo esquelético
16
6.4.1. Hipertrofia
17
6.4.2. Fuerza y potencia
19
6.5. Efectos en el sistema respiratorio
21
6.6. Efectos en el sistema cardiovascular
22
6.7. Efectos neuropsicológicos
25
6.8. Posibles riesgos para la salud
26
7. Resultados y discusión
29
7.1. Cambios moleculares
30
7.2. Efectos sobre el músculo esquelético
30
7.2.1. Hipertrofia
30
7.2.2. Fuerza y potencia
31
7.3. Efectos en el sistema respiratorio
31
7.4. Efectos en el sistema cardiovascular
32
7.5. Efectos neuropsicológicos
32
7.6. Posibles riesgos para la salud
33
8. Conclusión
34
9. Referencias bibliográficas
35
1
1. RESUMEN
Desde hace relativamente poco tiempo se han intensificado los estudios e investigaciones acerca
de cómo afecta fisiológicamente el ejercicio en altitud en deportistas con el objetivo de programar métodos
de entrenamiento efectivos para estos, y así obtener beneficios físicos y un mayor rendimiento en las
posteriores competiciones. Después de realizar una revisión bibliográfica sistemática de diversos estudios,
se ha podido observar las diferentes mejoras físicas de los individuos que se sometieron a métodos de
entrenamiento en condiciones de hipoxia, ya sea a nivel molecular, muscular, respiratorio, cardiovascular…
Sin embargo, para que ocurran beneficios es necesario llevar a cabo un programa de entrenamiento efectivo
y aplicado según la modalidad deportiva y condición física del atleta, para así evitar los posibles riesgos
para la salud que puede acarrear el entrenamiento en altitud.
Palabras clave: Hipoxia, altitud, entrenamiento, beneficios fisiológicos, deportistas.
ABSTRACT
For a relatively short time now, studies and research have been intensifying on how exercise at
altitude affects athletes physiologically, with the aim of programming effective training methods for them,
in order to obtain physical benefits and greater performance in subsequent competitions. After carrying out
a systematic bibliographic review of various studies, it has been possible to observe the different physical
improvements of individuals who underwent training methods in hypoxic conditions, at the molecular,
muscular, respiratory, cardiovascular level... However, for benefits to occur, it’s necessary to carry out an
effective training programme according to the sport modality and physical condition of the athlete, in order
to avoid the possible health risks that training at altitude can entail.
Key words: Hypoxia, altitude, training, physiological benefits, athletes.
2
2. INTRODUCCIÓN
El oxígeno es vital para la supervivencia de las células de los seres humanos
debido a que participa en diferentes reacciones bioquímicas con el objetivo de obtener la
energía necesaria para mantener las funciones celulares (Ortega-Sáenz et al., 2020).
Conforme el nivel de altitud aumenta, se produce un descenso de la presión barométrica,
que a su vez origina una disminución de la presión parcial del oxígeno provocando lo que
se conoce como hipoxia hipobárica. Esto conllevaría a una reducción de oxígeno en la
sangre arterial y en consecuencia menor disponibilidad de oxígeno celular en los sujetos
que la experimentan (Murray et al., 2018).
La hipoxia, aunque sea temporal, es capaz de producir daños celulares
irreversibles. Por eso, cuando el ser humano la detecta debe de poner a funcionar
diferentes mecanismos compensadores y adaptativos, tanto agudos como crónicos, para
mejorar la oxigenación de las células de nuestro organismo y favorecer la homeostasis
del oxígeno, sino la vida y ejercicio en altitud sería inviable.
La primera reacción del cuerpo a la baja concentración de oxígeno la detecta el
cuerpo carotideo y para solucionarlo se produce un incremento de la ventilación
pulmonar, con el objetivo de suministrar al organismo mayor cantidad de oxígeno que
mantenga las funciones celulares basales y se aumente la producción de energía para la
práctica deportiva en altitud (Khodaee et al., 2016). Tanto a nivel molecular como
sistémico, el factor inducible por hipoxia (HIF) reacciona ante bajas concentraciones de
oxígeno. Se trata de un complejo proteico que interviene en el organismo controlando la
expresión de distintos genes específicos en condiciones de hipoxia. Regula el gen que
codifica a la eritropoyetina (EPO) (estimulando el aumento de esta por parte de los
riñones y en consecuencia produciéndose más glóbulos rojos y hemoglobina a su vez), el
que codifica a la VEGFA (factor de crecimiento endotelial vascular A) y otros muchos
genes que codifican diversas enzimas de la glucólisis, angiogénesis o supervivencia
celular entre otros. También puede modular otros efectos en el organismo tales como el
aumento de producción del lactato o perjudicando el transporte de electrones en las
mitocondrias (Lee et al., 2020) (O’Brien et al., 2020).
La exposición aguda a la altitud provoca diversas modificaciones en nuestro
sistema cardiovascular, aumentando la frecuencia cardíaca, el gasto cardíaco y una
presión arterial más elevada. Existen otras modificaciones agudas a nivel sanguíneo como
3
la disminución del volumen plasmático, así como renales o neurofisiológicas entre otras
(Khodaee et al., 2016).
Respecto a las adaptaciones crónicas del organismo en alta altitud destaca el
aumento de la concentración de hemoglobina como adaptación hematológica gracias a la
anteriormente mencionada HIF, así produciéndose un incremento de la capacidad de la
transporte de oxígeno en sangre. Otros efectos de la exposición crónica a la altitud son
una menor presión sanguínea sistólica y diastólica, un mayor número de capilares
pulmonares o hipertrofia en el ventrículo derecho del corazón afectando al bombeo
sanguíneo, entre muchas otras adaptaciones de los diferentes sistemas del organismo.
Estas respuestas tanto agudas como crónicas acaban desempeñando un papel muy
importante en la adaptación a la altitud (Khodaee et al., 2016).
Si el ser humano no se adapta de la mejor manera posible pueden surgir diferentes
patologías a causa de la hipoxia tales como el edema pulmonar o el edema cerebral,
enfermedades comunes en individuos expuestos a bajas concentraciones de oxígeno
causadas por una acumulación excesiva de líquido en las respectivas cavidades (Khodaee
et al., 2016).
Aún existiendo riesgos como los anteriormente mencionados, existen gran
cantidad de beneficios para los deportistas que experimentan ejercicio en gran altitud,
consiguiendo ventajas que a nivel del mar no conseguirían, sobre todo los deportistas de
resistencia. La práctica deportiva en altitud aumenta la capacidad de la sangre de generar
glóbulos rojos, así como la capacidad de transportarlos. Esto también puede tener
consecuencias negativas en la sangre ya que, si se prolonga mucho el tiempo del ejercicio
en altitud, se pueden llegar a aumentar los glóbulos rojos de forma descontrolada
ocasionando problemas cardiovasculares. Aparte la falta de oxígeno puede generar
problemas en los órganos sensoriales, en el sistema nervioso, ocasionar un cansancio
extremo (Khodaee et al., 2016) …
Así pues, es fundamental para entrenadores y preparadores físicos el
entendimiento de las bases moleculares y los mecanismos adaptativos del organismo bajo
condiciones hipóxicas para tener la capacidad de diseñar métodos de entrenamiento
efectivos para una futura mejora física de los deportistas sin consecuencias negativas para
su salud, y por consiguiente conseguir un mejor rendimiento y éxito en las futuras
competiciones.
4
3. JUSTIFICACIÓN
El entrenamiento en gran altitud bajo condiciones de hipoxia adquirió gran
importancia a partir de las olimpiadas de México del año 1968, celebradas a una altitud
aproximada de 2300 metros. Debido a los resultados muy contrastados con otras
competiciones a nivel del mar, se intensificaron los estudios científicos para averiguar los
efectos del ejercicio en altitud en el rendimiento físico de los deportistas (Burtscher et al.,
2018).
Los deportistas de élite actuales presentan gran igualdad en cuanto a condición
física, por ello muchos buscan métodos de entrenamiento en condiciones de hipoxia para
conseguir mayor ventaja sobre los demás y tener más éxito en sus respectivas
modalidades deportivas, ya sea en deportes de resistencia aeróbica individuales o en
deportes de equipo en los que son necesarias más facultades físicas aparte de resistencia
aeróbica, como la fuerza o potencia.
Este será el tema a desarrollar en el presente trabajo, centrando la investigación
en los beneficios fisiológicos del entrenamiento en gran altura y justificando la mejora de
los deportistas en las posteriores competiciones, sin olvidar los posibles riesgos y
problemas que puede acarrear el entrenamiento en altitud para estos.
5
4. OBJETIVOS A TRATAR EN EL TFG
El objetivo general de este Trabajo de Fin de Grado es analizar y describir cómo
afecta fisiológicamente el entrenamiento en condiciones de hipoxia a deportistas de élite.
Concretamente se pretenden llevar a cabo los siguientes objetivos específicos:
-
Conocer generalmente los diferentes modelos básicos de entrenamiento en
altura.
-
Identificar los diferentes dispositivos simuladores de entrenamiento en altitud.
-
Comprender los distintos fenómenos celulares, moleculares y bioquímicos que
ocurren durante la práctica deportiva en condiciones de hipoxia.
-
Diferenciar el estado físico de los profesionales que realizan el entrenamiento
y los que no.
-
Entender qué beneficios y perjuicios existen.
-
Mostrar los posibles riesgos para la salud de los deportistas.
6
5. METODOLOGÍA
Para la ejecución de este Trabajo de Fin de Grado, se ha realizado una revisión
bibliográfica sistemática identificando artículos originales que poseen relación con
métodos de entrenamiento de deportistas en condiciones de hipoxia, ya sea en hipoxia
hipobárica o normobárica. Se ha hecho más énfasis en los beneficios fisiológicos que
aporta el entrenamiento en tales condiciones al atleta, describiendo diferentes cambios
moleculares y modificaciones a nivel muscular, respiratorio, cardiovascular y
neuropsicológico.
Para ello, se ha usado diversas bases de datos tales como Google Académico,
ResearchGate y Pubmed, así como otros artículos facilitados por el tutor académico.
Pubmed ha sido la base de datos de la cual se ha extraído la mayor parte de la información
al encontrarse mayor número de artículos que concordaban con el objetivo general del
presente Trabajo de Fin de Grado, desarrollando cada uno de los artículos en el Marco
Teórico para posteriormente exponer los resultados y analizarlos globalmente en el
apartado Resultados y Discusión.
La búsqueda ha sido efectuada principalmente en inglés, aunque también han sido
estudiados algunos artículos en español. Aparte de haber más artículos científicos del
ejercicio en altitud en inglés, las revistas de las que provenían estos artículos son bastante
fiables y poseen gran prestigio, por lo que se intensificó la búsqueda en este idioma para
la correcta ejecución del proyecto final.
Con el objetivo de reducir el número de artículos y fuesen relativamente actuales
se aplicó el filtro en la búsqueda de escoger aquellos que hubiesen sido publicados en los
últimos 11 años. Así pues, existe mayor probabilidad de que estos sean fiables, ya que, si
se hubiesen escogido artículos de mayor antigüedad, esa información pudiera ser errónea
al no disponer anteriormente de la misma tecnología y avances científicos que los actuales
investigadores poseen, a la par de ser una información contrastada con la actualidad.
Se han utilizado distintos criterios de inclusión y exclusión para la búsqueda
concisa de los temas a abordar.
Criterios de inclusión:
-
Artículos que relacionen el entrenamiento en condiciones de hipoxia y los
beneficios fisiológicos de los deportistas.
7
-
Relación con cualquier modalidad deportiva.
-
Métodos de entrenamiento efectivos.
-
Investigaciones en las que se empleen instrumentos de medición certeros.
-
Aquellas en las que se discuta y se comprenda el resultado final.
Criterios de exclusión:
-
Artículos no relacionados con hipoxia hipobárica ni normobárica.
-
Investigaciones en las que no intervienen seres humanos.
-
Los que no llegan a un resultado fiable ni sacan conclusiones concisas.
-
Aquellos que usan mediciones de una manera incorrecta.
8
6. MARCO TEÓRICO
El actual deporte de competición tiene como principal fin el rendimiento máximo
del deportista para conseguir los mayores logros y éxitos posibles. Según Gómez-López
et al. (2013), existen muchos factores psicológicos que afectan notablemente al
rendimiento como pueden ser la motivación, el estado de ánimo, la confianza en uno
mismo, el estrés… Aparte de estas variables existen otros aspectos situacionales que
también influyen. El lugar dónde se compita, la hora, la noche y el día, la climatología o
la altitud en la que se realice la competición intervienen en el rendimiento de todos los
deportistas.
Como se ha mencionado en la introducción, el cuerpo humano realiza diferentes
modificaciones en el sistema respiratorio y cardiovascular para adaptarse a las
condiciones de hipoxia que existen cuando hay una moderada altitud y el rendimiento del
deportista se puede ver afectado. Es cierto que la mayor parte de las competiciones se
celebran a baja altitud cerca del nivel de mar, pero también hay algunas que se hacen a
niveles de altura mayores. Algunos eventos deportivos son los campeonatos de fútbol en
La Paz (3600 m), maratones como el de Ladakh (3500 m) o el de Pasco (4380 m) o
pruebas de esquí entre muchos otros eventos (Burtscher et al., 2018).
Para realizar estas pruebas, los deportistas deben de entrenar en esas condiciones
previamente para la correcta adaptación y posterior éxito en la competición. Pero no sólo
entrenan cuando tienen un evento de tales características, sino que también lo hacen con
el objetivo de conseguir ventaja física sobre los rivales previamente a disputar una
competición a baja altitud debido a los múltiples beneficios fisiológicos que tienen estos
métodos de entrenamiento en condiciones de hipoxia.
6.1. Modelos básicos de entrenamiento en altitud
Cabe destacar la existencia de tres modelos básicos para el entrenamiento en
condiciones de hipoxia hipobárica: LHTH (vivir alto, entrenar alto); LLTH (vivir bajo,
entrenar alto) y el LHTL (vivir alto, entrenar bajo) (Khodaee et al., 2016).
LHTH se entiende como el modelo en el que los atletas viven y entrenan a una
cierta altitud durante un periodo de tiempo determinado que suele ser de 2 a 4 semanas
para la preparación de competiciones. Según atletas y entrenadores, respaldado por
9
diferentes estudios, el LHTH supone una mejora de las capacidades fisiológicas y del
rendimiento personal del 1,6% hasta un 2,7% debido a una eritropoyesis acelerada y una
correcta adaptación a la altitud. Sin embargo, otros estudios confirman la inexistencia de
cambios fisiológicos y una reducción del rendimiento tras este método de entrenamiento
debido a la gran variabilidad de resultados obtenidos, pudiendo llegar a la conclusión de
que los resultados favorables pueden haberse dado por efecto placebo (Sharma et al.,
2018). Estos estudios exponen que existe una pérdida de intensidad de entrenamiento, un
trabajo ventilatorio excesivo y mayor desgaste a nivel muscular, pudiendo causar
episodios de estrés en los deportistas (Khodaee et al., 2016).
Otro de los modelos básicos es el LLTH, en el que los deportistas viven en una
altitud natural cerca del nivel del mar y posteriormente entrenan en condiciones de altitud
más elevadas durante un corto periodo de tiempo. Son métodos de entrenamiento
relativamente más asequibles para el atleta al poder llegar a realizarse incluso con
instrumentos de simulación y así no tener la necesidad de movilizarse a otro lugar durante
un periodo de tiempo largo interrumpiendo su estilo de vida, como puede ocurrir en el
LHTH (Brocherie et al., 2016). El entrenamiento intermitente en condiciones de hipoxia
supone una aclimatación efectiva para una futura competición en los sujetos que viven en
alturas menos elevadas, además de conseguir diferentes beneficios. En un estudio
realizado por 5 atletas juveniles femeninas se demostró lo mencionado anteriormente.
Realizaron un mesociclo en altitud moderada que duró 30 días y se tomó nota de los
niveles del hematocrito (volumen de glóbulos rojos en sangre) y la concentración de la
hemoglobina (Acosta et al., 2017).
Tabla 1. Nivel medio del hematocrito y de la concentración de hemoglobina pre y post
mesociclo de las 5 atletas (Acosta et al., 2017).
Como bien se puede observar en la Tabla 1, hubo un notable aumento en el
hematocrito y la hemoglobina al cabo del mes, lo cual afectaría positivamente a las
10
deportistas pudiendo lograr mejores resultados en sus respectivas competiciones en
cuanto a resistencia física se refiere. Sí es cierto que hay variaciones físicas entre las
personas que realizan este modelo de entrenamiento llegando a haber opiniones opuestas
en cuanto a la mejora de la capacidad de resistencia (Khodaee et al., 2016).
El último modelo a destacar es el LHTL. Este se basa en el descanso del deportista
en condiciones de hipoxia al menos a 2000 metros de altitud y en el entrenamiento a nivel
del mar. Este método conlleva grandes beneficios fisiológicos sin reducir el volumen ni
intensidad del entrenamiento cómo si ocurría en el LHTH. Para ello, en el tiempo que
estén en altitud, deben de estar mínimo 19 días y de 14 a 16 horas al día para conseguir
el efecto eritropoyético hipóxico. Al igual que los otros dos modelos la reacción
fisiológica al entreno en condiciones de hipoxia es individualizada, es decir, no todo el
mundo experimenta el mismo grado de beneficio, aunque proporciona en la actualidad el
mejor protocolo para la mejora de resistencia en atletas de élite (Khodaee et al., 2016).
6.2. Dispositivos simuladores
Los modelos básicos de entrenamiento en altitud lo realizan muchos
profesionales, pero, sin embargo, debido a la interrupción de su vida cotidiana, gran
cantidad de ellos no tienen los medios suficientes como para una estancia prolongada en
altitud natural (hipoxia hipobárica). Para intentar conseguir los mismos beneficios
fisiológicos, muchos deportistas de élite entrenan en condiciones de hipoxia normobárica,
un tipo de hipoxia que se consigue reduciendo la proporción de oxígeno en el aire a igual
presión atmosférica. Para ello, se han desarrollado diversos dispositivos simuladores que
son usados a baja altitud (Martínez, 2019).
Uno de ellos es la cámara hipobárica en la que se reduce artificialmente tanto el
oxígeno como la presión atmosférica por lo que, aunque sea una maquinaria fabricada por
el humano, el tipo de hipoxia sería hipobárica (González et al., 2015).
Relativo a la hipoxia normobárica, muchas empresas han creado una variedad de
artefactos para simular el entrenamiento en altitud. Altitrainer se encarga de la mezcla de
gases hipóxicos mediante bombonas reduciendo la concentración del oxígeno en el aire
inspirado. En cambio, Altipower utiliza máscaras respiratorias portátiles que producen la
mezcla de gases hipóxicos mediante el uso de filtros de oxígeno (González et al., 2015).
11
Otros dispositivos a mencionar son las casas y tiendas hipóxicas portátiles de
Go2Altitude, muy fáciles de usar, en las que se reduce artificialmente el contenido de
oxígeno diluyéndolo con nitrógeno, pudiendo simular altitudes desde unos 2500 metros
a 4000 metros. Aunque los estudios muestran resultados contrastados en lo que se refiere
a la mejora de rendimiento de los deportistas de élite en las tiendas hipóxicas, hay
evidencias que muestran que si se realiza el entreno durante el tiempo y altitud óptimos
(12 a 16 horas durante 4 semanas a una altitud de 2500 a 3000 metros), el resultado físico
final va a ser positivo (Khodaee et al., 2016).
6.3. Cambios moleculares
El entrenamiento en condiciones de hipoxia conlleva diversas modificaciones a
nivel celular, molecular y en distintas rutas bioquímicas, y así es cómo se puede explicar
las modificaciones en las facultades físicas de los deportistas que se expondrán
posteriormente, afectando en algunos casos de manera positiva al rendimiento y en otros
de forma negativa. Todo esto dependerá de los métodos de entrenamiento y los deportistas
que lo hayan llevado a cabo, ya que intervendrán muchos factores como la forma física
del atleta, duración y carga de los entrenos, nutrición, nivel de altitud y concentración de
oxígeno…
Ha sido comprobado que el ejercicio físico en condiciones de hipoxia modula la
expresión génica de la mioglobina, incrementando los niveles de ARN mensajero gracias
al principal factor de transcripción que interviene en regular y coordinar las reacciones a
la hipoxia, el HIF-1 (Factor Inducido por la Hipoxia). Esto conduce a un mejor transporte
del oxígeno en los tejidos musculares (Córdoba et al., 2017).
Córdoba et al. (2017), también reporta una mayor respuesta simpática durante el
ejercicio en tales condiciones, provocando una caída de la actividad inmune junto a un
incremento de la interleucina-6 (IL-6), una proteína que regula la respuesta inmune,
afectando positivamente al rendimiento debido a una gran respuesta adaptativa.
En un estudio expuesto por Kasai et al. (2017), se observó gran diferencia en
cuanto a rendimiento deportivo entre individuos que realizaron trabajo físico en
condiciones de normoxia (niveles de oxígeno normales) e hipoxia normobárica. Lo
realizaron 18 corredores de sprint masculinos, los cuales se dividieron en dos grupos de
12
igual número. Un grupo llevo a cabo el entrenamiento en normoxia con unos niveles de
oxígeno de 20,9% y el otro hizo el mismo entreno en hipoxia normobárica con un
porcentaje de oxígeno en el aire de 14,5%. Se realizó durante seis días consecutivos y los
atletas fueron medidos en 10 series de 6 segundos cada una de esprines, un esprint de 30
segundos, una carrera de 60 metros y el volumen máximo de oxígeno. En los sujetos
entrenados en hipoxia normobárica aumentó la actividad de la enzima creatina quinasa
(CK) que se tradujo a su vez a un incremento de la fosfocreatina y por consiguiente una
mayor reserva energética en el tejido muscular de rápida utilización (metabolismo
anaerobio). Los corredores lucieron mayor potencia de arranque al mejorar en los
primeros 10 metros de carrera, bajando el cronometro notablemente y demostrando una
mejora de la capacidad anaeróbica.
Hollis et al. (2013) demostraron y verificaron al igual que el estudio anterior de
Kasai et al. (2017), un aumento de la enzima creatina quinasa y por consiguiente de la
fosfocreatina en el ejercicio en condiciones de hipoxia. Nueve hombres físicamente
activos completaron un entrenamiento intensivo de los extensores de rodilla durante 3
semanas. Cada sesión constaba de dos partes de 25 minutos. Una con un entrenamiento
hipóxico intermitente (IHT) en la extremidad inferior experimental con una fracción de
oxígeno de 14,5%, y la otra en un entrenamiento en normoxia con la otra extremidad.
Cabe destacar que antes y después de la sesión, los deportistas debían de completar
ejercicio submáximo a ritmo de trabajo constante y 24 segundos de ejercicio a máxima
intensidad con el objetivo de calcular la constante de tiempo de recuperación de la
fosfocreatina. No hubo mejoras significativas en el tiempo de agotamiento entre la
extremidad que se sometió al entrenamiento en normoxia y la de hipoxia normobárica,
pero si es cierto que la fosfocreatina se aumentó más después del IHT que en el
entrenamiento en normoxia. En esta investigación no se observó gran diferencia en el
rendimiento posterior de los deportistas, siendo similar después de los dos métodos de
entrenamiento.
En el trabajo de Brocherie et al. (2017), se demostraron beneficios a corto plazo
gracias al entrenamiento en condiciones de alta altitud. Fueron estudiados deportistas
masculinos de deportes de equipo profesionales que vivían en alturas cercanas al nivel
del mar. Estos estuvieron durante 14 días en hipoxia normobárica (exponiéndose más de
14 horas al día con un porcentaje de oxígeno de entre 14,2% y 14,5%) realizando trabajo
físico específico en normoxia y además sesiones de 6 repeticiones de un ejercicio a
13
máxima intensidad en hipoxia normobárica (simulación de 3000 metros). Un grupo de
deportistas viviendo en normoxia sin realizar el ejercicio a máxima intensidad se comparó
con los otros deportistas para averiguar cómo afectó fisiológicamente ese estilo de vida.
Se realizaron diferentes mediciones (biopsias musculares) durante el método de
entrenamiento y se observó un aumento en los niveles de HIF-1, mioglobina y del factor
de crecimiento del endotelio vascular (VEGF), que regula la angiogénesis (formación de
vasos sanguíneos), entre otros beneficios. Es cierto que estas mejoras perduraron sólo tres
semanas, cayendo las adaptaciones moleculares rápidamente, pero este entrenamiento
sería realmente ventajoso previo a una competición o durante el mismo ciclo competitivo.
Sumi et al. (2018) realizaron un estudio a 9 atletas de resistencia que se sometieron
a semejantes entrenamientos en normoxia y en hipoxia para averiguar si había o no
diferencias en el daño muscular y en las respuestas inflamatorias según las condiciones
de altitud. Cada entrenamiento consistía en 10x3 minutos corriendo al 95% de VO 2máx,
después un descanso activo de 1 minuto al 60% de VO2 máx y finalmente una carrera
continua de 30 minutos al 85% de VO2máx. VO2máx se entiende como la tasa máxima
de consumo de oxígeno que el organismo humano es capaz de utilizar durante el ejercicio,
siendo un gran indicativo de la forma física de los deportistas. En esta investigación
primero se realizó el entrenamiento en condiciones de normoxia y días después en hipoxia
normobárica con una fracción de oxígeno en el aire de 14,5%. Se tomaron muestras de
sangre a los atletas antes del ejercicio y después del ejercicio justo al finalizar, a la hora
y a las dos horas. Después de analizar las muestras, se concluyó que en los individuos
entrenados en hipoxia normobárica comparados con los de normoxia poseían similar
capacidad de resistencia e igual daño o inflamación muscular, siendo similares valores
como el del lactato o la interleucina-6 (IL-6), marcadora de inflamación.
Puype et al (2013), observaron entre dos grupos de deportistas masculinos, que no
hubo diferencias significativas en el rendimiento entre los individuos que realizaron el
entrenamiento en condiciones de hipoxia normobárica y los que lo efectuaron en
normoxia, pero si se percataron de modificaciones moleculares. Los dos grupos llevaron
a cabo un SIT (entrenamiento interválico de esprines) con una duración de 6 semanas en
un cicloergómetro. Comenzaron con 4 esprines de 30 segundos y 4 minutos y medio de
descanso, y progresivamente cada semana fueron incrementando el número de esprines
hasta llegar a 9 en la última semana de entrenamiento. Se extrajo una biopsia con aguja
en el vasto lateral de una de las extremidades inferiores 5 o 6 días después del último día
14
de trabajo físico para averiguar los posibles cambios moleculares. En efecto, se percataron
de un aumento notable de la actividad de la fosfofructoquinasa muscular (enzima que
regula la glucólisis) en los individuos que realizaron el entrenamiento en condiciones de
hipoxia, así como una elevación del umbral anaeróbico, pero, tal y como se mencionó al
principio del párrafo, no se demostraron beneficios en cuanto al rendimiento en ejercicio
de resistencia se refiere.
La investigación efectuada por Nam et al. (2020) estuvo dirigida a averiguar los
efectos en el equilibrio ácido-base e iónico en 10 individuos masculinos antes y después
del ejercicio en normoxia, en hipoxia moderada (FiO 2=16,5%) e hipoxia severa
(FiO2=12,8%). FiO2 (Fracción inspirada de oxígeno) se refiere a la concentración de
oxígeno en la mezcla del aire inspirado y por ello varía el porcentaje según existan
condiciones de hipoxia o no. En el presente estudio se realizaron tres pruebas distintas en
diferentes días en las que los sujetos llevaron a la práctica 30 minutos en un
cicloergómetro al 80% de la frecuencia cardiaca máxima. Para averiguar los efectos
fisiológicos se tomaron muestras de sangre y se midieron varios parámetros bioquímicos
antes y después del ejercicio en condiciones decrecientes de oxígeno. Los niveles de
glucosa y lactato se reducen e incrementan respectivamente después del ejercicio. Sin
embargo, a menor porcentaje de oxígeno (hipoxia severa) se apreció un mayor incremento
de los niveles de lactato en sangre en comparación con las condiciones de hipoxia
moderada y normoxia, así como unos niveles de glucosa finales más elevados (Figura 1).
En cambio, los niveles de pH, de bicarbonato (HCO3) y de saturación de oxígeno en los
capilares fueron menores debido al ejercicio en tales condiciones. En lo que se refiere a
los iones Na+, K+ y Ca2+, no se apreciaron modificaciones a resaltar entre el
entrenamiento en condiciones de hipoxia y normoxia.
15
Figura 1: Cambios en los niveles de glucosa (A) y lactato (B). * Diferencia
estadísticamente significativa entre antes y después del ejercicio.
a
Diferencia
estadísticamente significativa entre normoxia (N) e hipoxia moderada (MH). b Diferencia
estadísticamente significativa entre normoxia (N) e hipoxia severa (SH).
c
Diferencia
estadísticamente significativa entre hipoxia moderada(MH) e hipoxia severa (SH) (Nam
et al., 2020).
Se observaron evidentes beneficios moleculares en la combinación entre ejercicio
físico y entrenamiento en altitud. Córdoba et al. (2017), Kasai et al. (2017) y Brocherie
et al. (2017) realizaron diferentes estudios en los que reportaban que la exposición a bajas
concentraciones de oxígeno era efectiva para la mejora del rendimiento de los deportistas
debido al notable aumento del Factor Inducido por la Hipoxia (HIF-1), de la miogoblina,
del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF), de la interleucina-6 y de la
enzima creatina quinasa (CK) que se trasladó a un incremento de fosfocreatina.
En cambio, Hollis et al. (2013) y Puype et al (2013) realizaron métodos de
entrenamiento con elevada carga fisiológica y, aunque se produjeron modificaciones
moleculares, no observaron mejoras en el rendimiento de los atletas. En el estudio de
Sumi et al. (2018), al igual que las investigaciones de Hollis et al. (2013) y Puype et al
(2013), el entrenamiento tenía gran intensidad y posteriormente el rendimiento no mejoró,
pero en esta ocasión no se produjeron significantes cambios moleculares.
Nam et al. (2020) observaron unos niveles de glucosa finales más elevados al
finalizar el programa de entrenamiento en condiciones de hipoxia severa, el cual es un
efecto positivo. Sin embargo, los niveles de lactato en sangre se mostraron
significativamente más elevados conforme la altitud era mayor, provocando así una
disminución del rendimiento.
6.4. Efectos sobre el músculo esquelético
Como hemos podido observar el entrenamiento deportivo en condiciones de
hipoxia genera diversas modificaciones a nivel molecular y en distintas rutas bioquímicas,
pero también es importante resaltar los cambios estructurales que ocurren en el músculo
esquelético de los deportistas.
16
Hoy en día, el entrenamiento de resistencia en condiciones hipóxicas es una
estrategia de entrenamiento novedosa y prometedora para aumentar la fuerza y la masa
muscular. Los principales mecanismos subyacentes a estos efectos parecen estar
relacionados con la mayor acumulación de metabolitos a causa de la hipoxia, tales como
el incremento de los niveles de testosterona o de la hormona del crecimiento, de la síntesis
de diversas citoquinas y otros péptidos en el músculo esquelético, el aumento del calcio…
(Feriche et al., 2017).
Por otro lado, también se han reportado mejoras en el rendimiento de sprint, salto
o lanzamientos a una altitud cercana al nivel del mar, lo que provocó un mayor número
de investigaciones acerca de la velocidad de los movimientos explosivos en condiciones
de hipoxia. Se ha sugerido que reducir la resistencia aerodinámica y/o aumentar el
metabolismo anaeróbico a gran altura podría afectar los costos metabólicos, potenciar la
velocidad de despegue o mejorar los patrones de reclutamiento de las unidades motoras,
dando lugar a una mejora de fuerza y potencia a los individuos que practican estos
métodos de entrenamiento (Feriche et al., 2017).
6.4.1. Hipertrofia
La hipertrofia es un término referido al incremento del tamaño y número de las
miofibrillas del músculo esquelético, originando un aumento de la masa y volumen
muscular. El organismo humano realiza estas modificaciones con el objetivo de adaptarse
a la demanda exterior, es decir los distintos ejercicios de fuerza empleados, consiguiendo
en los deportistas una mejora física en ciertas modalidades deportivas.
Feriche et al. (2017) evidenciaron en su estudio un aumento en el volumen
muscular de deportistas debido a las adaptaciones metabólicas como el incremento de
citoquinas, hormona del crecimiento y testosterona en condiciones hipóxicas. Los
ejercicios debían de tener de 6 a 12 repeticiones e intensidades mayores al 65% de una
repetición máxima (1 RM). 1 RM se entiende como la máxima cantidad de peso que es
capaz de levantar un deportista una vez de un determinado ejercicio aplicando la técnica
correcta. Concluyeron que se consiguen mayores cambios hipertróficos a altitudes
simuladas de 2500 a 3000 metros con una FiO2 de 13% a 16%.
17
Manimmanakorn et al. (2013) analizaron en atletas los efectos del entrenamiento
de resistencia de baja carga en combinación con la exposición en condiciones de hipoxia
normóbárica, respecto a la función neuromuscular. Fueron sometidos a un entrenamiento
en el que recaía el trabajo físico en los músculos flexores y extensores de la rodilla, con
una duración de 5 semanas a bajas resistencias (20% de una repetición máxima) y en
saturaciones de oxigeno de 80% obtenidos por hipoxia normobárica. Se midieron
parámetros como el área transversal del cuádriceps e isquiotibiales antes y después del
entrenamiento, observando finalmente un aumento del tamaño muscular.
El estudio de Kurobe et al. (2015) se basó en examinar el grosor muscular, la
fuerza y las modificaciones hormonales antes y después de un entrenamiento de
resistencia en altitud moderada. Los deportistas fueron divididos en dos grupos, uno fue
entrenado en condiciones normales con una FiO2 de 20,9% y el otro en hipoxia
normobárica a 12,7% de FiO2. Realizaron durante 8 semanas, 3 series de extensiones de
codo hasta el agotamiento de 10 repeticiones con intervalos de 1 minuto, todo esto 3 días
por semana. Después de medir el grosor del bíceps y tríceps a través de una ecografía y
tomar muestras de sangre, comprobaron que hubo un notable aumento del diámetro del
tríceps, así como niveles mayores de la hormona del crecimiento. Con estos resultados,
se dedujo que el entrenamiento en condiciones hipóxicas provoca mayor hipertrofia
muscular que a su vez está ligada a la mayor secreción de hormona del crecimiento.
Kon et al. (2014) observaron en individuos que realizaron en 8 semanas un plan
de entrenamiento en los músculos pectorales (press de banca) y prensa de piernas a una
intensidad del 70% de 1 RM en condiciones de hipoxia normobárica (FiO 2=14%) un
aumento del área de la sección transversal de las fibras musculares en comparación con
el grupo control que realizó el mismo método, pero en condiciones normales (Figura 2).
La concentración plasmática de la VEGF y la relación entre capilar y fibra muscular
fueron más elevadas en los sujetos que entrenaron en hipoxia normobárica que los que lo
realizaron en normoxia.
18
Figura 2: Cambios en la sección transversal del músculo (CSA) antes (baseline) y
después de 8 semanas del programa de entrenamiento. NRT, entrenamiento de resistencia
en normoxia; HRT, entrenamiento de resistencia en hipoxia (Kon et al., 2014).
Feriche et al. (2017), Manimmanakorn et al. (2013), Kurobe et al. (2015) y Kon
et al. (2014) observaron en sus investigaciones un aumento del tamaño y grosor muscular
después de realizar métodos de entrenamiento en condiciones de hipoxia. Esto fue posible
debido a diversas adaptaciones metabólicas tales como:
-
Incremento de citoquinas, hormona del crecimiento y testosterona.
-
Mayor concentración de la VEGF.
-
Relación capilar-fibra muscular más elevada.
6.4.2. Fuerza y potencia
Estos dos conceptos poseen gran importancia desde el punto de vista del
rendimiento deportivo, ya que cualquier movimiento humano requiere de su uso para
tener efectividad, ya sea lanzar un objeto, saltar, girarse… Si estos dos parámetros se
entrenan y mejoran, el rendimiento de cualquier modalidad deportiva aumentará
notablemente realizándose cualquier acción de una manera más potente, rápida e incluso
con una mejor ejecución técnica. En los siguientes estudios se verá si el entrenamiento en
hipoxia también influye en la fuerza y potencia de los atletas.
Hamlin et al. (2015) investigaron las mejoras de rendimiento en atletas en pruebas
que requerían fuerza y potencia física en condiciones de hipoxia hipobárica. Para ello,
analizaron las actuaciones de diferentes atletas en diversas condiciones de altitud gracias
a una base de datos. Descubrieron evidentes mejoras en el rendimiento en competiciones
19
de velocidad, lanzamiento de martillo, triple salto y salto de longitud, lo cual se explicaría
con un aumento del reclutamiento de fibras musculares de contracción rápida o tipo II.
En el estudio diseñado por Feriche et al. (2014) se comparó los efectos de la
exposición aguda real o simulada a la hipoxia moderada con la normoxia en lo que se
refiere a la relación fuerza-velocidad en el press banca. Se evaluaron 28 deportistas de
combate, que se dividieron en 2 grupos. El grupo 1 realizó el ejercicio en normoxia y en
hipoxia hipobárica, mientras que el grupo 2 en normoxia e hipoxia normobárica. Una vez
medidas la velocidad y las potencias medias y máximas de cada repetición del ejercicio,
se observó que el trabajo físico en condiciones de hipoxia hipobárica (Grupo 1) resultó
aumentar la potencia media, la potencia máxima (∼3%) y la fuerza máxima (∼6%) con
respecto al grupo que entreno en hipoxia normobárica. Además, también hubo un
incremento de la velocidad de desplazamiento de la barra en un 7,8% aproximadamente.
En el grupo 2 no hubo mejoras a recalcar.
Scott et al. (2015) pretendieron determinar si el entrenamiento en hipoxia afectaba
de alguna manera al rendimiento físico durante ejercicios de resistencia de alta intensidad.
Los participantes de la investigación fueron sometidos a realizar sentadillas y peso muerto
de 1 RM al 80%. El entrenamiento fue ejecutado en diferentes condiciones de hipoxia y
niveles de oxígeno, y después de monitorizar la fuerza, potencia máxima y media se
observó que no hubo diferencias significativas y por lo tanto el rendimiento no se vio
alterado.
Ramos-Campo et al. (2017) analizaron el rendimiento físico y las variables
fisiológicas en circuitos con ejercicios de alta intensidad a un grupo de jóvenes entrenados
en condiciones de hipoxia moderada (FiO2=16%) y severa (FiO2=13%). Después de
distintas mediciones una vez realizado el método de entrenamiento, se observó que la
fuerza máxima y media, así como la potencia fueron significativamente menores en
condiciones hipóxicas en comparación con normoxia. Además, el gasto energético fue
mayor en los jóvenes sometidos a concentraciones de oxígeno menores que los que
estuvieron en situaciones normales.
En el estudio de Turner et al. (2014) se examinó el rendimiento de un
entrenamiento intermitente de esprines en bicicleta a 9 deportistas en condiciones de
hipoxia con una concentración ambiental de oxígeno de 17% y en normoxia. Una vez
medidas la potencia máxima, media y la fuerza en el sprint, se observó una disminución
20
en todos estos parámetros durante el entrenamiento hipóxico en comparación con
normoxia, sugiriendo así una bajada de rendimiento cuando los atletas se encuentren en
altitud.
Hamlin et al. (2015) y Feriche et al. (2014) descubrieron que los atletas que
realizaron un método de entrenamiento en hipoxia hipobárica, en comparación con
individuos que entrenaron en normoxia o hipoxia normobárica, generaba evidentes
mejoras en el rendimiento en modalidades deportivas en las que se requería fuerza y
potencia como principal clave de éxito (lanzamiento de martillo, salto de longitud…).
Sin embargo, Ramos-Campo et al. (2017) y Turner et al. (2014) observaron en sus
respectivas investigaciones que la fuerza y la potencia fueron claramente menor en los
individuos que entrenaron en condiciones de hipoxia en comparación con los de
normoxia, además de presentar un mayor gasto energético. Scott et al. (2015) observaron
en su estudio que no hubo diferencias significativas entre los distintos entrenamientos,
sin alterar así el rendimiento de los atletas.
6.5. Efectos en el sistema respiratorio
Es obvio que el sistema respiratorio es una pieza clave en el entrenamiento en
condiciones de hipoxia ya que es donde se produce el intercambio gaseoso con el exterior,
inspirando una concentración de oxígeno inferior a la habitual, siendo el inicio de las
distintas modificaciones y adaptaciones que darán lugar en el organismo. Una vez se
inspira la menor concentración de oxígeno se pueden apreciar distintas modificaciones
del organismo a nivel pulmonar, alveolar…
En el artículo de Khodaee et al. (2016) se muestra que tras una exposición crónica
en altitud puede verse afectado el sistema respiratorio en diferentes asuntos tales como
un aumento del volumen sanguíneo capilar de los pulmones, un incremento de la
capacidad de difusión pulmonar, una disminución del CO2 (dióxido de carbono) alveolar
debido a la reacción ventilatoria hipóxica… También pueden verse efectos negativos tales
como hipocapnia (disminución de la concentración de CO2 disuelto en el plasma
sanguíneo), apnea o alcalosis respiratoria, que posee un efecto inhibidor en el sistema
respiratorio central.
21
Sargent et al. (2013) realizaron un estudio a 10 jugadores de fútbol sub-17 que
tenía como objetivo ver los efectos que producía en el sueño la alta altitud. Estuvieron 6
noches a una altura cercana al nivel del mar y 13 noches a una altitud de 3600 metros.
Descubrieron que en las noches en las que los deportistas se encontraban en condiciones
de hipoxia hipobárica, gran parte de ellos (50% de ellos) presentaron dificultades
respiratorias, hipopneas y apneas centrales. Estas alteraciones respiratorias no mejoraron
al cabo de dos semanas.
Uno de los mayores riesgos que pueden ocurrir en el sistema respiratorio es el
edema pulmonar, caracterizado por una alta tasa de mortalidad en los sujetos que lo
padecen. Presenta síntomas como la tos, taquicardia o dolor torácico entre otros, además
de una clara disminución del rendimiento de los deportistas una vez que lo experimentan
(Khodaee et al, 2016).
Khodaee et al. (2016) expusieron algunos efectos positivos del entrenamiento en
altitud tales como un mayor aumento del volumen sanguíneo capilar de los pulmones o
una mejora de la capacidad de difusión pulmonar entre otros
A su vez, Khodaee et al. (2016) también reportó algunos aspectos negativos e
incluso problemas serios para la salud de los individuos que se exponen a tales
condiciones. Sargent et al. (2013) y Khodaee et al. (2016) mostraron que el ejercicio en
condiciones de hipoxia puede provocar hipocapnia, apnea, alcalosis respiratoria y
diversas dificultades respiratorias, además de un gran riesgo para la salud como es el
edema pulmonar.
6.6. Efectos en el sistema cardiovascular
Ya han sido descrito anteriormente los efectos de la HIF entre los que se encuentra
el aumento del hematocrito y hemoglobina gracias a la mayor producción de
eritropoyetina por parte de los riñones, desencadenando una mejora del transporte de
oxígeno en la sangre. En los posteriores estudios se van a reafirmar estos parámetros e
indagar en otros puntos que poseen relación con el sistema cardiovascular.
En base a otros estudios Gore (2014) llegó a la conclusión de que la altitud óptima
para conseguir grandes beneficios en el volumen de glóbulos rojos, hemoglobina y
VO2máx es entre 2000 y 2500 metros de altitud, siempre y cuando el entrenamiento sea
22
adecuado. Expone que después de 28 días de trabajo físico, gracias al método LHTL, se
produce un incremento del 7% del volumen de glóbulos rojos gracias a una aceleración
de la eritropoyesis. Existen diferentes estudios en los que mencionan la altura adecuada
para la mayor mejora del volumen de glóbulos rojos, pero uno de ellos, en el que se midió
la cantidad de hemoglobina más exhaustivamente, muestra que existe un aumento del 1%
por cada 100 horas de exposición cuando la altitud es de 2320 metros. Si aumenta el
hematocrito, se acrecientan los niveles de hemoglobina y, a su vez, se produce un
incremento proporcional del VO2 máx.
En la misma línea que el anterior estudio, Saunders et al. (2013) deseaban ver si
realmente era cierta la relación entre el aumento de los niveles de hemoglobina y el
incremento proporcional del consumo máximo de oxígeno (VO 2máx). Fueron
examinados 145 atletas de resistencia, algunos en altitud y otros en condiciones normales
(grupo de control). Una vez realizado el experimento, se concluyó que el entrenamiento
en condiciones hipóxicas se traduce a un aumento significativo del VO2 máx de más de la
mitad de la magnitud del incremento de la masa de hemoglobina, lo cual, sin duda, sería
realmente beneficioso para los atletas de resistencia aeróbica (Figura 3).
Figura 3: Cambios en el porcentaje de VO2máx y en los niveles de hemoglobina
(Hbmass) de los atletas del grupo control (círculos vacíos) y los de altitud (círculos
negros) después del entrenamiento (Saunders et al., 2013).
Otro estudio realizado por Hauser et al. (2016), tenía como objetivo diferenciar
los cambios en los niveles de hemoglobina entre triatletas que realizaron un
23
entrenamiento en LHTL durante 18 días en hipoxia normobárica e hipoxia hipobárica.
Después de realizar distintas mediciones se observó un incremento semejante tanto en
hipoxia hipobárica como en hipoxia normobárica, a diferencia de un grupo control al que
no se le notaron beneficios en los niveles de hemoglobina a resaltar.
Calero et al. (2017) hizo hincapié en el estudio de la frecuencia cardiaca máxima
(FCM) a atletas de fondo paralímpicos. La investigación, que tuvo una duración de 5 días,
se compuso de 5 entrenamientos escalonados en diferentes alturas que consistían en una
carrera de 5 kilómetros a intensidades similares cada día, en los que se midieron los
niveles originales y finales de la frecuencia cardiaca máxima, entre otros valores. La FCM
pasó de ser de 128.8 ppm el primer día de entrenamiento a ser de 96 ppm, por lo que
disminuyó considerablemente, siendo un efecto positivo para los atletas paralímpicos.
En un estudio en el que Boos et al. (2017) investigaron acerca de si tenía algo que
ver el sexo en la variabilidad de la frecuencia cardiaca en condiciones de hipoxia,
concluyeron con que en ambos sexos se producía una significante disminución de esta en
alta altitud. Las mujeres y hombres poseían índices de masa corporal y edades similares,
y realizaron el mismo método de entrenamiento, basado en caminatas a diferentes
altitudes.
Khodaee et al. (2016) expone que el ejercicio en altitud podría producir edemas
cardiacos tras una exposición aguda, es decir acumulaciones de líquido en el espacio
extracelular del tejido cardiaco. Además, tras una exposición crónica se pueden producir
otros problemas cardiovasculares tales como insuficiencia cardiaca en la parte derecha
del corazón, desaturación arterial de oxígeno o aumento del nivel de triglicéridos (tipo de
grasa) en el plasma sanguíneo entre otros.
Gore (2014), Saunders et al. (2013), Hauser et al. (2016), Calero et al. (2017) y
Boos et al. (2017) mostraron en sus respectivos estudios algunos efectos positivos que
proporcionaba el ejercicio en altitud a los deportistas. Resaltan el aumento de los niveles
de hemoglobina, el incremento del VO2 máx y una significativa disminución de la
frecuencia cardiaca máxima (FCM).
En cambio, Khodaee et al. (2016) reportaron que el ejercicio en tales condiciones
es capaz de producir problemas cardiovasculares como el aumento del nivel de
triglicéridos en el plasma, desaturación arterial de O2 u otro riesgo más serio para la salud
tal y como es el edema cardiaco.
24
6.7. Efectos neuropsicológicos
La adaptación psicológica a cualquier programa de entrenamiento en altitud posee
gran importancia a la hora de una correcta ejecución de los ejercicios y motivación de los
deportistas de élite, esencial para los futuros beneficios físicos que buscan los
entrenadores y preparadores físicos.
Tarqui (2015) realizó un programa de entrenamiento mental a 45 atletas de
diferentes modalidades deportivas durante 21 días en altitud con el objetivo de obtener
datos subjetivos acerca del estrés y agotamiento físico y psicológico de los deportistas.
Se llevaron a cabo dos evaluaciones, una a los 8 días del entrenamiento y otra a los 20
días. La mayoría de hombres y mujeres mostraron señales de depresión, estrés, fatiga,
decaimiento y tristeza en la primera evaluación. Sin embargo, en la segunda toma se
observó gran aclimatación y adaptación psicológica, mostrándose los participantes con
menor agotamiento, estrés, y mostrando más signos de felicidad, indicando claramente
una mejora de las habilidades y estrategias psíquicas de los individuos al programa de
entrenamiento (Figura 4).
Figura 4: Variaciones del número de atletas que tuvieron estrés y agotamiento al cabo
de las dos evaluaciones en la Escala Subjetiva de Borg (Tarqui, 2015).
En un reciente estudio de Su et al. (2022), se evaluó la alteración de la función
atencional de diferentes sujetos sometidos a ejercicio aeróbico agudo en condiciones de
hipoxia. Se usó la Prueba de Red de Atención (ANT) antes y después del ejercicio para
medir diferentes aspectos conductuales de la atención tales como funciones de alerta,
25
orientación, control ejecutivo… Después de obtener los resultados se llegó a la
conclusión de que el ejercicio aeróbico agudo en altitud mejoró las funciones
atencionales de los representantes de la investigación.
Khodaee et al. (2016) también expusieron diferentes perjuicios que podría
ocasionar el ejercicio en altitud en lo que a efectos neuropsicológicos se refiere. Tras
una exposición aguda se disminuye la síntesis de neurotransmisores, se produce
vasodilatación cerebral, posibles cambios de humor en los deportistas y menor función
cognitiva y motora. En lo que se refiere a la exposición crónica pueden ocurrir casos de
hipoxia cerebral, tener menor calidad de sueño, trastornos en el estado de ánimo y al
igual que en la exposición aguda disminución de la función cognitiva.
Tarqui (2015) demostró que los individuos sometidos a un programa de 21 días
terminaron adaptándose psicológicamente de una forma correcta a la altitud. Su et al.
(2022) llegó a la conclusión de que hubo una mejora de funciones atencionales en
condiciones hipóxicas.
En cambio, Khodaee et al. (2016) reportó que el ejercicio en altitud puede
afectar negativamente en los sujetos que lo experimentan disminuyendo las funciones
motoras y cognitivas, o presentándose trastornos en el estado de ánimo y menor calidad
de sueño entre otros.
6.8. Posibles riesgos para la salud
Un método de entrenamiento efectivo y una altitud correcta puede desencadenar
grandes beneficios para los deportistas y un posterior mejor rendimiento. Otros, sin
embargo, no presentan grandes diferencias en cuanto al rendimiento e incluso puede
disminuir este. Ahora bien, existen estudios que reportan riesgos muy perjudiciales para
la salud de los humanos si la exposición a la hipoxia no es adecuada. El mal de altura
agudo y crónico son los causantes de los mayores problemas de los humanos en altitud.
Mal de altura agudo: Les ocurre a personas que ascienden rápidamente y no se
adaptan correctamente a condiciones de altitud. Empieza a las pocas horas de exposición
y puede durar hasta dos días. Pueden ocurrir dos grandes problemas que ya se
mencionaron anteriormente (Guyton et al., 2011):
26
-
Edema cerebral agudo: Causado por la vasodilatación local de los vasos
sanguíneos del cerebro. La dilatación de las arteriolas produce un incremento
del flujo sanguíneo hacia los capilares cerebrales aumentando así la presión
capilar y ocasionando fugas de líquido hacia los tejidos cerebrales. El edema
cerebral puede llegar a producir desorientación en los individuos que la
experimentan y deterioro cerebral (Guyton et al., 2011). Para evitar que ocurra
es conveniente descender de altitud, administrar oxígeno suplementario o
utilizar algunos medicamentos como la dexametasona o la acetazolamida
(Khodaee et al, 2016).
-
Edema pulmonar agudo: Aunque siga sin estar clara la causa exacta que lo
produce, científicos creen que en condiciones de hipoxia severa las, arteriolas
pulmonares se constriñen fuertemente, y el problema viene cuando la
constricción se da más intensamente en algunas partes de los pulmones que en
otras, ocasionando así que el flujo sanguíneo se desvíe hacia las zonas de vasos
sanguíneos pulmonares no constreñidos. Esta presión ocasionada debido al
gran flujo sanguíneo en algunas zonas pulmonares es lo que provocaría el
edema pulmonar, una patología que puede ser mortal debido a la disfunción
pulmonar (Guyton et al., 2011). Para evitar que se produzca es necesario
descender de altitud y oxígeno suplementario al igual que el edema cerebral,
pero en cambio los medicamentos para combatirlo sería la nifedipina o
salmeterol entre otros.
Mal de altura crónico: Se da cuando los sujetos permanecen en altitud de una
manera más prolongada. Pueden ocurrir diferentes efectos negativos (Guyton et al.,
2011):
-
Masa de eritrocitos y hematocrito excesivamente elevados: Se incrementa
excesivamente la viscosidad sanguínea reduciendo el flujo sanguíneo tisular y
por consiguiente menor disponibilidad de oxígeno en los tejidos.
-
Presión arterial pulmonar muy alta.
-
Dilatación excesiva de la parte derecha del corazón.
-
Disminución de presión arterial periférica.
-
Insuficiencia cardíaca congestiva.
27
A las personas se las traslada a una altura menor para recuperarse de tales riesgos,
ya que el mal de altura crónico podría causar incluso la muerte (Guyton et al., 2011).
Como hemos podido observar, las exposiciones agudas y crónicas en altitud
pueden tener efectos realmente perjudiciales y peligrosos para las personas, por ello es
fundamental el diseño de programas de entrenamiento efectivos y seguros, así como la
supervisión a los deportistas para comprobar que su estado de salud es óptimo.
28
7. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
-
Mayores niveles de ARN mensajero.
Aumento de interleucina-6 (IL-6).
Incremento de la enzima creatina quinasa y fosfocreatina.
Elevación de niveles de la HIF-1, mioglobina y VEGF.
Mayor actividad de la fosfofructoquinasa muscular.
Niveles de glucosa finales más elevados
-
Aumento de niveles de lactato en sangre.
Disminución de niveles de pH y bicarbonato.
Menor saturación de oxígeno en capilares sanguíneos.
-
Incremento de citoquinas, GH y testosterona.
Mayor concentración de la VEGF.
Relación capilar-fibra muscular más elevada.
Mayor tamaño y grosor muscular.
+
-
Aumento de reclutamiento de fibras musculares tipo II.
-
-
Mayor gasto energético.
-
Aumento de volumen sanguíneo capilar de los pulmones.
Incremento de difusión pulmonar.
Disminución de CO2 alveolar.
-
Alteraciones respiratorias, hipocapnia y apneas.
Alcalosis respiratoria.
Edema pulmonar.
-
Mayores niveles de hematocrito, hemoglobina y VO2 máx.
Disminución de la FCM.
-
Insuficiencia cardíaca en la parte derecha del corazón.
Desaturación arterial de O2.
Mayores niveles de triglicéridos en el plasma sanguíneo.
Edema cardíaco.
Masa de eritrocitos y hematocrito excesivamente elevados.
Presión arterial pulmonar muy alta.
Disminución de presión arterial periférica.
-
Aclimatación y adaptación psicológica.
Mejora de funciones atencionales, habilidades y estrategias
psíquicas.
-
Disminución de funciones cognitivas y motoras.
Menor síntesis de neurotransmisores.
Cambios de humor.
Menor calidad de sueño.
Edema cerebral.
+
Cambios
moleculares
-
+
Efectos sobre el
Hipertrofia
músculo
esquelético
Fuerza y
potencia
Efectos sobre el
+
sistema
respiratorio
-
+
Efectos sobre
el sistema
cardiovascular
-
+
Efectos
neuropsicológicos
-
Tabla 2: Efectos positivos (+) y negativos (-) en los deportistas después de
entrenamientos en condiciones de hipoxia según los estudios propuestos.
29
En la Tabla 2 se puede observar un resumen de los efectos han tenido los diferentes
métodos de entrenamiento en altitud en el organismo humano. Algunos autores muestran
efectos similares en los deportistas, mientras que en otros existen ideas contrastadas,
quizás por la variación de diversos parámetros en cuanto al método de entrenamiento se
refiere. Lo que sí es evidente, es que un correcto diseño de un programa de entrenamiento
a un deportista puede ser eficiente de cara al rendimiento del deportista en las futuras
competiciones, y por ello hay que realizar un seguimiento al deportista para evitar
posibles riesgos que tal y como se pueden observar en la Tabla 2, pueden ser perjudiciales
para la salud. A continuación, se procederá a hacer una discusión acerca cómo influyó el
ejercicio en altitud en cada uno de los siguientes campos.
7.1. Cambios moleculares
Se han observado en la mayoría de los estudios claros beneficios moleculares en
la combinación entre ejercicio y condiciones de hipoxia, ya sea hipobárica o normobárica.
Se han reportado incrementos de los niveles de la HIF-1, mioglobina, la VEGF, de la
enzima creatina quinasa, fosfocreatina o interleucina-6 entre otros, ocasionando así una
mejora significativa del rendimiento físico de los deportistas demostrado en posteriores
pruebas deportivas, ya sean que impliquen velocidad, resistencia…
Sin embargo, en otras investigaciones como las de Hollis et al. (2013), Puype et
al (2013) y Sumi et al. (2018), no se demostró que el rendimiento mejorara siendo similar
las modificaciones en normoxia e hipoxia. Cabe destacar que en estos estudios los
métodos de entrenamiento poseían gran intensidad y alta carga fisiológica, por lo que
posiblemente, para que haya una mejora de rendimiento físico, los programas de
entrenamiento deben de tener una intensidad más moderada para una mejor aclimatación
y adaptación del deportista a condiciones de altitud, así como ser especiales dependiendo
de la preparación de los atletas que lo vayan a realizar.
7.2. Efectos sobre el músculo esquelético
7.2.1. Hipertrofia
En los diferentes estudios encontrados se muestra que el entrenamiento en hipoxia
provoca diversas modificaciones hipertróficas. Ha sido observado un mayor aumento del
volumen muscular en comparación con otros individuos que fueron sometidos a similares
métodos de entrenamiento en normoxia, obteniendo así efectos beneficiosos para los
30
atletas que los llevaron a cabo. Cabe destacar que todos los programas de entrenamiento
se hicieron en hipoxia normobárica reduciendo artificialmente las concentraciones de
oxígeno, sin ser ninguno en hipoxia hipobárica. Seguramente en hipoxia hipobárica
también hubiesen ocurrido tales beneficios, pero quizás la falta de medios de los atletas
para estar por un periodo largo de tiempo en altitud haya sido clave para realizar los
entrenamientos a baja altitud al ser un proceso más sencillo, ya que para conseguir
cambios hipertróficos se necesitan bastantes horas de entrenamiento y un periodo largo
de tiempo.
7.2.2. Fuerza y potencia
Las diferentes investigaciones observadas muestran resultados contrastados y
complicados de evaluar en cuanto al rendimiento físico de modalidades deportivas
requeridas de fuerza y potencia. En los estudios de Hamlin et al. (2015) y Feriche et al.
(2014) se demostró que en el entrenamiento en hipoxia hipobárica se producían mejoras
significativas en cuánto a fuerza y potencia se refiere en comparación con los entrenados
en hipoxia normobárica y normoxia, debido a un aumento de reclutamiento de fibras
musculares de contracción rápida. Cabe destacar que, tanto en estos estudios como en los
demás, el rendimiento no se vio alterado o disminuyó en hipoxia normobárica. En
normoxia se puede entender ya que tal y cómo se ha visto, el entrenamiento en bajas
concentraciones de oxígeno genera diferentes efectos en el metabolismo humano en
comparación con altitudes cercanas al nivel del mar, ya sean efectos positivos o negativos.
Resulta extraño que en hipoxia hipobárica se hayan visto efectos positivos y en
hipoxia normobárica no, existiendo al fin y al cabo concentraciones de oxígeno similares.
Quizás pueda ser justificado con alguna característica del medio natural que intervenga
positivamente en el organismo humano y que no esté presente en las simulaciones de
bajas concentraciones de oxígeno (hipoxia normobárica).
7.3. Efectos en el sistema respiratorio
Tanto Khodaee et al. (2016) como Sargent et al. (2013) indican diversas
afecciones respiratorias tras exposiciones en altitud, pero destacan las que se producen
durante el sueño. Así pues, se podría relacionar las diferentes a respiratorias en altitud
con la capacidad de los sujetos de conciliar el sueño y tener las diferentes fases del sueño
satisfactorias. Si el sueño en general no es idóneo, podría causar a su vez alteraciones
31
psicológicas por cansancio provocando estrés y desmotivación en los individuos que lo
padezcan, teniendo como consecuencia una bajada de rendimiento de los deportistas.
Khodaee et al. (2016) también expone algunos efectos positivos relacionados
entre sí que tienen una explicación similar. La capacidad de difusión pulmonar y el
volumen sanguíneo capilar de los pulmones se ven incrementando produciéndose así un
mejor intercambio de gases entre los alveolos pulmonares y los capilares, suministrando
al organismo oxígeno y eliminando dióxido de carbono de una forma más efectiva.
7.4. Efectos en el sistema cardiovascular
Un programa de entrenamiento correctamente estructurado y efectuado puede
desencadenar grandes efectos cardiovasculares positivos para los deportistas de cualquier
modalidad deportiva según los estudios mostrados. Se han mostrado estudios es los que
la frecuencia cardiaca disminuye una vez finalizado el entrenamiento, viéndose una
correcta adaptación de los atletas tras la exposición a grandes alturas. En cuanto a
modificaciones hematológicas, resalta el incremento de los niveles del hematocrito
gracias a la acción del HIF-1, estimulando una mayor producción de eritropoyetina por
parte de los riñones. Esto conduciría a un aumento de los glóbulos rojos en la sangre y
por consiguiente de hemoglobina (presente en los glóbulos rojos), mejorando así el
transporte de oxígeno a las células del organismo, obteniendo el deportista una mejora en
el rendimiento de su respectiva modalidad deportiva. Además, el aumento de
hemoglobina sería proporcional al VO2 máx, mostrándose aumentado a su vez.
Khodaee et al. (2016) exponen algunos efectos perjudiciales que pueden ser
justificados por métodos de entrenamiento diseñados incorrectamente.
7.5. Efectos neuropsicológicos
Khodaee et al. (2016) muestra algunos efectos neuropsicológicos perjudiciales
refiriéndose en su mayor parte a trastornos en el estado de ánimo y menor función
cognitiva y motora entre otros, pero no muestra ningún programa de entrenamiento ni a
que deportistas se evaluó. En cambio, Su et al. (2022) y Tarqui (2015) sí demostraron
diversos efectos positivos explicando los métodos de entrenamiento efectuados a
deportistas entrenados. Su et al. (2022) llegó a la conclusión de que el ejercicio aeróbico
en condiciones hipóxicas mejoraba las funciones atencionales de los atletas mientras que
Tarqui (2015) realizó un programa de 21 días en altitud observando evidentes mejoras
32
psicológicas conforme pasaba el tiempo. En los primeros días los deportistas presentaban
signos de tristeza, agotamiento y vulnerabilidad psicológica, pero a los 20 días se
adaptaron correctamente mostrando menor agotamiento y mayor felicidad. A casi todos
los participantes les ocurrió este cambio, posiblemente explicado por las buenas
relaciones sociales entre ellos y entrenadores, por el correcto reparto de cargas de
entrenamiento o por una intervención psicológica efectiva, algo que quizás no se puede
ver referenciado en el artículo de Khodaee et al. (2016), al poderse haber sacado sus
conclusiones de atletas no preparados, de entrenamientos individuales, de programas de
entrenamiento sin intervención psicológica o incompetentes preparadores físicos.
7.6. Posibles riesgos para la salud
Como bien se ha visto en el marco teórico el ejercicio en altitud puede acarrear
diversos problemas potenciales para la salud tales como el edema pulmonar, cerebral o
cardíaco, causados por previos efectos negativos que suelen ser de diferencia de presiones
por vasodilatación o constricción de los vasos sanguíneos, ocasionando acumulaciones
de líquido anormales en las zonas de mayor presión de las respectivas cavidades. Sería
importante la monitorización diaria de los deportistas y evaluar las diferentes
modificaciones que sufre el organismo en los distintos niveles, pero principalmente del
sistema cardiovascular, ya que puede originar los distintos edemas por un mal
funcionamiento de este. Una vez detectado el problema, se debe actuar rápidamente ya
sea con servicios médicos o descendiendo de altitud para una correcta vuelta a la
normalidad.
Estos problemas pueden surgir debido a una mala adaptación o preparación de los
deportistas, por un ascenso demasiado rápido, por unas concentraciones de oxígeno
extremadamente bajas o métodos de entrenamiento mal estructurados entre otras causas.
33
8. CONCLUSIÓN
A partir de los diversos estudios redactados a lo largo del Trabajo de Fin de Grado
acerca de la óptima preparación de los deportistas en condiciones de hipoxia para la
mejora del rendimiento en futuras competiciones, se puede concluir con que la
aclimatación y adaptación de los deportistas a tales condiciones juega un papel
fundamental a la hora de conseguir efectos positivos o negativos en el organismo. Los
cambios fisiológicos positivos se darán siempre y cuando el diseño del programa de
entrenamiento sea el conveniente, ya que, si no es el caso, podría aparecer algunos riesgos
potenciales para la salud de los humanos. Por ello, para una buena adaptación de los
deportistas es fundamental el conocimiento profundo de las modificaciones fisiológicas
y psicológicas del entrenamiento en altitud por parte de entrenadores, preparadores físicos
y demás personal de equipo, para así poder llegar a los objetivos propuestos.
34
9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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