Aportaciones al estudio de la hipoxia normobárica y de la variabilidad y adaptaciones de la frecuencia cardiaca : aplicaciones al paracaidismo

Abstract

Objetivos

Analizar los métodos utilizados en la exposición a la hipoxia y detectar sus efectos en deportistas de resistencia. Además, establecer las variaciones que se producen en los dominios de la variabilidad de la frecuencia cardiaca (VFC) después de la exposición a hipoxia normobárica (HN). Así como evaluar la influencia de la respiración controlada en la tolerancia a la hipoxia en paracaidistas. Finalmente, obtener, analizar y comparar las frecuencias cardiacas (FC) desarrolladas durante saltos de precisión en los dos equipos profesionales de la Patrulla Acrobática Paracaidista del Ejército del Aire y del Espacio Español (PAPEA).

Metodología

Se ha dividido la metodología en cuatro bloques. Cada uno de ellos responde a un objetivo planteado, en el que se ha descrito una población y un método diferente. El primer bloque corresponde a una revisión sistemática; en el segundo estudio han participado voluntarios jóvenes y sin patologías; el tercero lo forman dos grupos: estudiantes y paracaidistas profesionales del Escuadrón de Zapadores Paracaidistas y de la PAPEA. El cuarto estudio se ha realizado con los dos equipos profesionales de la PAPEA. En el segundo y cuarto bloque se ha utilizado un pulsómetro Polar H10 para el registro de la FC y de la VFC. En el segundo y tercer objetivo se realizaron distintas exposiciones a HN con el simulador iAltitude Trainer v2.7®, se registró la saturación muscular de oxígeno (SmO2) con un aparato Humon Hex® y la saturación arterial de oxígeno (SatO2) con el dispositivo (Nonin modelo 3018LP). En el cuarto estudio se realizó una prueba de esfuerzo con análisis de gases a los paracaidistas (Analizador Cortex® modelo MetaLyzer 3B). En todos los trabajos se obtuvieron datos de composición corporal (InBody 120® y Omron BF511) y se realizaron, previo a cada estudio, diferentes pruebas para descartar contraindicaciones.Resultados

- Las exposiciones cortas (menos de 3 h) a la hipoxia normobárica aumentan significativamente (p<0.05) el tiempo hasta el agotamiento y los periodos largos (14 h o más) incrementan (p<0.05) los valores de hemoglobina, mientras que los tiempos cortos de exposición no fueron efectivos (p>0.05). Las altitudes y las duraciones de exposición a la hipoxia fueron muy heterogéneas, aunque la más utilizada es la de 3000 m. - Una exposición de 10 minutos de duración máxima a 5050 m no provoca cambios (p>0.05) en el dominio de tiempo y frecuencia de la VFC, así como tampoco (p>0.05) una exposición a 3200m durante 64 minutos de forma interrumpida (4:4). - Realizar respiraciones diafragmáticas controladas, con alto volumen y baja velocidad, incrementa el tiempo de exposición a HN (p<0.05), los valores de SatO2 y de SmO2 (p<0.05). - El primer equipo de la PAPEA presenta valores de frecuencia cardiaca más bajos (p<0.05) que el segundo equipo. Ambos equipos tienden a incrementar su FC en cada salto.

Conclusiones

-Se evidencia gran heterogeneidad de tiempos y altitudes a la hipoxia según el parámetro hematológico o deportivo sobre el que se pretenda actuar. -La variabilidad de la frecuencia cardiaca no evidencia cambios significativos en el dominio de tiempo ni en el de frecuencia después de la exposición a hipoxia normobárica, no siendo un estímulo estresante. -La respiración diafragmática controlada a un volumen alto y a una velocidad lenta mejora la tolerancia a la hipoxia, medida por una prueba de tolerancia a la hipoxia normobárica a 5050 m de altitud. -Los saltos de precisión de aterrizaje provocan un gran trabajo cardiaco y metabólico que se ve incrementado a menor experiencia del paracaidista y ante condiciones ambientales mayores de viento.

Objectives

To analyze the methods used in hypoxia exposure and to detect its effects in endurance athletes. In addition, to establish the variations that occur in the domains of heart rate variability (HRV) after exposure to normobaric hypoxia (NH). As well as to evaluate the influence of controlled breathing on hypoxia tolerance in skydivers. Finally, to obtain, analyze and compare the heart rates (HR) developed during precision jumps in the two professional teams of the Acrobatic Patrooper Patrol of the Air Force (PAPEA).

Methodology

The methodology has been divided into four blocks. Each of them responds to a specific objective, in which a different population and a different method have been described. The first block corresponds to a systematic review; the second study involved young volunteers without pathologies; the third was made up of two groups: students and professional parachutists from the Parachute Sapper Squadron and the PAPEA. The fourth study was carried out with the two professional teams of the PAPEA.

In the second and fourth blocks, a Polar H10 heart rate monitor was used to record HR and HRV. In the second and third objectives, different HN exposures were performed with the iAltitude® Trainer v2.7 simulator, muscle oxygen saturation (SmO2) was recorded with a Humon Hex® device and arterial oxygen saturation (SatO2) with the device (Nonin model 3018LP). In the fourth study, a stress test with gas analysis was performed on skydivers (Cortex® Analyzer model MetaLyzer 3B). In all the studies, body composition data were obtained (InBody 120® and Omron BF511) and, prior to each study, different tests were performed to rule out contraindications.

Results

- Short exposures (less than 3 h) to normobaric hypoxia significantly (p<0.05) increased time to exhaustion and long periods (14 h or more) increased (p<0.05) hemoglobin values, while short exposure times were not effective (p>0.05). Altitudes and durations of exposure to hypoxia were very heterogeneous, although 3000 m was the most commonly used. - A 10 min maximum duration exposure at 5050 m does not cause changes (p>0.05) in HRV time and frequency domain, nor (p>0.05) does an exposure at 3200m for 64 min in an interrupted manner (4:4). - Performing controlled diaphragmatic breaths, with high volume and low velocity, increases HN exposure time (p<0.05), SatO2 and SmO2 values (p<0.05). - The first PAPEA team presents lower heart rate values (p<0.05) than the second team. Both teams tend to increase their HR in each jump.

Conclusions

-Great heterogeneity of times and altitudes to hypoxia is evidenced according to the hematological or sports parameter on which it is intended to act. -Heart rate variability does not show significant changes in the time or frequency domain after exposure to normobaric hypoxia, not being a stressful stimulus. -Diaphragmatic breathing controlled at a high volume and slow rate improves hypoxia tolerance as measured by a normobaric hypoxia tolerance test at 5050 m altitude. -Precision landing jumps cause a high cardiac and metabolic workload that is increased with less experience of the skydiver and in windier environmental conditions