Valutare le risposte fisiologiche a seguito della supplementazione di aria con una concentrazione elevata di ossigeno tramite il prodotto UltraOxy in diverse tipologie di soggetti e attività fisiche.

Oltre a ciò, si è cercato di definire modalità e mezzi pratici di supplementazione durante la pratica sportiva.

Evaluarea răspunsurilor fiziologice la oxigen suplimentar de înaltă concentrație din produsul UltraOxy în mai multe tipuri de subiecți și activitate fizică.

În plus, studiul a avut ca scop definirea unor mijloace și metode practice pentru suplimentare în timpul activităților sportive.

Ad oggi in letteratura scientifica esistono poche ricerche riguardanti la supplementazione di ossigeno tramite dispositivi portatili.

Alcuni studi hanno osservato miglioramenti della performance in somministrazioni di aria iperossica tramite maschere con strumentazioni stazionarie (Cardinale, 2018); le poche ricerche condotte non hanno indagato approfonditamente le risposte fisiologiche e le modalità di applicazione di questa sostanza.

La supplementazione di ossigeno è stata spesso associata a terapie cliniche in pazienti neurologici o con problematiche respiratorie (White, 2013).

La performance sportiva è legata sia al miglioramento del risultato in gara che al miglioramento delle capacità di recupero nel breve, medio e lungo periodo tra le competizioni.

Il miglioramento della performance e l’ossigeno sono spesso messi in relazione con i cambiamenti fisiologici dovuti all’esercizio in altitudine oppure con le metodologie di alterazione della pressione parziale tramite camere iperbariche (Bailey,1997; Wilber, 2004).

Al contrario la supplementazione di ossigeno tramite dispositivi portatili potrebbe essere un nuovo approccio metodologico sia in ambito sportivo che clinico, osservando soprattutto le ultime ricerche effettuate con strumentazioni stazionarie.

Ad oggi pochi studi riportano delle linee guida sulle modalità di supplementazione in termini di tempo di applicazione e numero di insufflazioni.

Alcuni studi hanno solamente sottolineato come le variazioni fisiologiche fossero dipendenti dalla più elevata concentrazione di O2 inalato oppure hanno evidenziato miglioramenti in termini di lavoro svolto (Heller, 1995), così come concentrazioni tissutali maggiori portino ad un recupero più rapido soprattutto in attività intermittenti (Nummela, 2002), senza però studiare gli aggiustamenti cardiorespiratori e metabolici.

Indagare pertanto le risposte fisiologiche e cardiorespiratorie, oltre a definire dei mezzi e metodi per prescrivere una supplementazione efficace, si rivela un’interessante area di studio.

Până în prezent, puține studii de cercetare din literatura științifică se referă la suplimentarea cu oxigen prin dispozitive portabile.

În unele studii, s-a observat o îmbunătățire a performanței cu administrarea aerului hiperoxic prin măști cu aparate staționare (Cardinale, 2018). Puținele studii care au fost realizate nu au investigat în profunzime răspunsul fiziologic la și metodele de aplicare a acestei substanțe.

Suplimentarea cu oxigen a fost adesea asociată cu terapia clinică pentru pacienții neurologici sau pacienții cu probleme respiratorii (White, 2013).

Performanța sportivă este legată de îmbunătățirea rezultatelor în competiții, precum și de capacitățile de recuperare îmbunătățite pe termen scurt, mediu și lung între competiții.

Enhanced performance and oxygen are often associated with the physiological changes that occur as a result of altitude training or due to methods that alter partial pressure through hyperbaric chambers (Bailey, 1997; Wilber, 2004).

Performanța îmbunătățită și oxigenul sunt adesea asociate cu modificările fiziologice care apar ca urmare a antrenamentului la altitudine sau prin metode care alterează presiunea parțială prin camere hiperbarice (Bailey, 1997; Wilber, 2004).

În schimb, suplimentarea cu oxigen livrată prin dispozitive portabile ar putea deveni o nouă abordare metodologică atât în sport, cât și în practica clinică, mai ales având în vedere cele mai recente cercetări efectuate folosind aparate staționare. Puține studii au oferit ghiduri de suplimentare pentru timpii de aplicare și numărul de inhalări. Unele studii au subliniat doar că variațiile fiziologice depind de concentrația mai mare de O2 inhalată sau au arătat îmbunătățiri în ceea ce privește munca efectuată (Heller, 1995) sau recuperarea mai rapidă datorită concentrațiilor mai mari de țesut, în special în activitățile intermitente (Nummela, 2002), deși fără a studia ajustările cardiorespiratorii și metabolice.

Astfel, un domeniu interesant de studiu este investigarea răspunsurilor fiziologice și cardiorespiratorii, în plus față de definirea mijloacelor și metodelor pentru prescrierea unei suplimentări eficiente

Il protocollo sperimentale ha preso in considerazione diverse tipologie di sport con relativi modelli prestativi di riferimento. Sono stati scelti per lo studio le seguenti attività sportive: Calcio, Endurance (Corsa, Ciclismo) e CrossFit.

Protocolul experimental a luat în considerare mai multe tipuri de sport și modelele lor de performanță asociate. Activitățile sportive selectate pentru studiu au fost: Fotbal, Enduranță (alergare, ciclism) și CrossFit.

Complessivamente nello studio sono stati valutati 20 soggetti.

Tutti e 20 i partecipanti hanno eseguito un test BASALE (T0), senza utilizzare alcuna forma di supplemento e con le stesse modalità di esercizio della successiva prova fatta con il supplemento di Aria respirabile 21% O2 oppure Ossigeno respirabile (UltraOxy).

Il consumo di ossigeno medio delle prove è stato di 40,7 ± 5,2 e 46,0 ± 6,3 ml/Kg/min nelle due prove BASALE T0 mentre di 39,4 ± 5,1 e 46,2 ± 6,0 ml/Kg/min nelle due prove Texp (ARIA e O2; 8 x BREATH).

Il valore medio dei parametri cardiorespiratori e metabolici delle prove BASALE (T0), Texp (ARIA) e di Texp (O2; 8 x BREATH) è riportato nella tabella di seguito.

Tra la condizione BASALE (T0) v Texp (ARIA) non è stata trovata alcuna differenza significativa nei parametri studiati.

Nel confronto tra la condizione BASALE (T0) e la Texp (8 x BREATH O2) sono risultati significativamente differenti (entrambi p < 0,01) il parametro ventilatorio di RF (freq. respiratoria) e di TAU (cinetica del sistema respiratorio).

Il valore complessivo medio di RF è stato di 47,3 ± 10,1 (T0) mentre di 43,6 ± 9,0 nella Texp (O2, 8 x BREATH).

Le TAU sono risultate invece pari a 49,8 ± 12,8 sec (T0) e 42,1 ± 12,7 sec nella Texp (O2, 8 x BREATH).

Un total de 20 de subiecți au fost evaluați în studiu.

Toți cei 20 de participanți au efectuat un test la MOMENTUL DE REFERINȚĂ (T₀), fără a primi suplimente și cu aceleași proceduri de exerciții utilizate în testul ulterior efectuat cu suplimentarea de aer respirabil cu 21% O₂ sau oxigen respirabil pur (UltraOxy).

Valoarea medie a consumului de oxigen în teste a fost de 40,7 ± 5,2 și 46,0 ± 6,3 ml/kg/min în cele două teste la MOMENTUL DE REFERINȚĂ T₀ și 39,4 ± 5,1 și 46,2 ± 6.0 ml/kg/min în cele două teste Texp (AER și O₂; 8 RESPIRAȚII).

Valoarea medie a parametrilor cardiorespiratori și metabolici în testele la MOMENTUL DE REFERINȚĂ (T₀), și Texp (O₂; 8 RESPIRAȚII) este prezentată în tabelul de mai jos.

Nu s-au găsit diferențe semnificative în parametrii între MOMENTUL DE REFERINȚĂ (T₀) și Texp (Aer).

Comparând MOMENTUL DE REFERINȚĂ (T₀) și Texp (8 RESPIRAȚII O₂), parametrul de ventilație FR (frecvența respiratorie) și TAU (cinetica sistemului respirator) au fost semnificativ diferite (ambele p < 0.01).

Valoarea medie totală pentru FR a fost 47,3 ± 10,1 (T₀),și 43,6 ± 9,0 în Texp (O₂, 8 RESPIRAȚII).

TAU a fost 49,8 ± 12,8 sec (T₀) și 42,1 ± 12,7 sec în Texp (O₂, 8 RESPIRAȚII).

L’obiettivo dello studio sperimentale è stato quello di misurare le risposte fisiologiche a seguito della supplementazione di ossigeno tramite bombola portatile UltraOxy in diverse tipologie di soggetti e sport. Inoltre, si è cercato di definire se un preciso protocollo sperimentale di applicabilità di UltraOxy (8 respiri entrambi PRE – DURANTE esercizio) durante la pratica sportiva fosse più efficace rispetto ad un altro.
L’osservazione degli adattamenti è stata fatta in acuto (all’interno dell’arco temporale di esercizio) durante l’esecuzione di diverse forme di attività fisica.

A tal proposito è importante dare indicazione che l’uso di supplementi di ossigeno tramite inalazione è escluso dalla lista dei metodi proibiti

Ad oggi alcune aziende stanno investendo in questo settore anche se la letteratura in questo campo metodologico è assai scarna e solo recentemente sono state riportate alcune evidenze riguardo il miglioramento delle prestazioni fisiche mediante l’utilizzo di supplementi di aria altamente concentrata di ossigeno.
Gli studi più recenti hanno analizzato gli adattamenti fisiologici in seguito alla supplementazione di aria iper-ossigenata rispetto alle variazioni di lattato ematico, SpO2 e FC. Oltre a questi, vengono spesso indagate la percezione dello sforzo (RPE) e la capacità cognitiva.

Alcuni studi invece hanno valutato le risposte post-esercizio in termini di stress ossidativo-infiammatorio. La maggior parte degli studi ha riportato evidenze seppur senza indagare approfonditamente la componente cardiorespiratoria.

Il presente studio pilota è il primo ad aver misurato le risposte cardiorespiratorie alla somministrazione tramite inalazione di ossigeno respirabile.

In acuto è possibile osservare come la cinetica di attivazione dell’apparato respiratorio e la frequenza respiratoria dei soggetti siano significativamente inferiori nel gruppo Texp (O2; 8x BREATH) rispetto al controllo BASALE T0.

In generale, il corpo regola la frequenza respiratoria in modo dinamico per mantenere un equilibrio tra l’apporto di ossigeno e l’eliminazione di anidride carbonica, garantendo così una corretta funzione dell’organismo.

Sappiamo che questa regolazione risponde a stimoli di tipo nervoso o chimico.

La regolazione avviene principalmente attraverso il sistema nervoso in base alle esigenze del corpo in termini di apporto di ossigeno e rimozione di anidride carbonica.

Il centro respiratorio, situato nel tronco encefalico, gioca un ruolo chiave in questo processo.

L’ipotesi del presente studio è che laddove la condizione sperimentale prevedeva l’insufflazione di aria iper-concentrata di ossigeno (O2), in sufficienti quantità e flussi (8 x BREATH), vi è stato un apporto tale di ossigeno da modulare il controllo nervoso periferico (legato alla componente chimica) di risposta respiratoria.

Infatti, il parametro di RF, frequenza respiratoria è risultato significativamente inferiore (p < 0,01) nella condizione BASALE T0 47,3 ± 10,1 (T0) rispetto al Texp (O2; 8x BREATH) 43,6 ± 9,0.

È importante notare che solamente la condizione 8 x BREATH ha permesso di apportare un quantitativo minimo di aria iper-ossigenata in grado di modificare le risposte respiratorie neuro-mediate in quanto probabilmente tale flusso e quantità (circa 30-40 sec di inspirazione) sono sufficientemente efficaci.

Il numero di insufflazioni è in linea con alcuni studi che hanno riportato anch’essi miglioramenti prestativi sfruttando metodi simili (8 respiri / 30-45sec).

Questa risposta adattiva alla diminuzione degli atti respiratori al minuto si è associata anche alla presenza di TAU, cinetiche di risposta del VO2 più rapide e significativamente differenti sempre nel gruppo sperimentale rispetto al controllo, (49,8 ± 12,8 sec BASALE (T0) e 42,1 ± 12,7 sec nella Texp (8x BREATH O2); p < 0,01).

La “TAU” del consumo di ossigeno (o “time constant” del consumo di ossigeno) si riferisce infatti a un parametro utilizzato per descrivere la risposta dinamica del sistema di consumo di ossigeno in risposta a cambiamenti di input o stimoli.

Matematicamente rappresenta il tempo necessario per il consumo di ossigeno di un organismo per raggiungere il 63,2% della variazione totale in risposta a una perturbazione, che nel nostro studio va associata alla supplementazione di aria con ossigeno iper-concentrato.
‍

La TAU è influenzata da diversi fattori, tra cui la genetica, l’età, il livello di allenamento, la salute del soggetto e la specificità dell’esercizio fisico svolto.

Per quanto riguarda il meccanismo di controllo della cinetica del VO2, sono state proposte 2 ipotesi opposte.

Una di queste suggerisce che il tasso di aumento di VO2 all’inizio dell’esercizio è limitato dalla capacità di consegna di ossigeno al muscolo attivo.

L’altra ipotesi suggerisce che la capacità dell’uso dell’ossigeno nell’esercizio muscolare agisce come il fattore limite del tasso aumento del VO2.

Queste ipotesi sono ancora in discussione, sicuramente dal punto di vista sportivo e della salute è stato dimostrato come TAU più basse e rapide siano associabili a migliori prestazioni (Dupont, 2005; Dupont, 2010), minori debiti di ossigeno (EPOC) e soprattutto tempi di recupero più veloci grazie ad un’accelerata risposta adattiva (Xu, 1999).

Esempi di TAU di alcuni soggetti testati:

Scopul acestui studiu a fost de a măsura răspunsurile fiziologice la oxigenul suplimentar dintr-un recipient portabil de UltraOxy în diferite tipuri de subiecți și sporturi. În plus, studiul a avut ca obiectiv determinarea dacă un protocol experimental specific care implică aplicarea UltraOxy (8 respirații înainte și în timpul exercițiului) a fost mai eficient decât altul. Adaptările au fost observate în setarea acută (în timpul perioadei de exercițiu) în timpul diferitelor forme de activitate fizică.

Este important de menționat că oxigenul suplimentar livrat prin inhalare nu se află pe lista metodelor interzise.

Unele companii investesc în prezent în acest domeniu, în ciuda lipsei unei literaturi extinse pe această temă și a faptului că abia recent au apărut dovezi că suplimentele cu oxigen de înaltă concentrație pot îmbunătăți performanța fizică.
Studiile recente au analizat adaptările fiziologice, în termeni de modificări ale lactatului din sânge, SpO₂ și HR, după suplimentarea cu aer hiperoxigenat. Evaluarea efortului perceput (RPE) și capacitatea cognitivă sunt adesea investigate în plus față de acestea.

Unele studii au evaluat răspunsurile post-exercițiu în termeni de stres oxidativ și inflamator. Cele mai multe studii oferă dovezi, deși fără o investigație aprofundată a componentei cardiorespiratorii.

Acest studiu pilot este primul care măsoară răspunsurile cardiorespiratorii la administrarea oxigenului respirabil prin inhalare.

În cadrul acut, este posibil să observăm că cinetica absorbției sistemului respirator și frecvența respiratorie la subiecții studiului sunt semnificativ mai mici în testele Texp (O₂; 8 RESPIRAȚII) decât în controlul MOMENTULUI DE REFERINȚĂ T₀.

În general, corpul reglează frecvența respiratorie dinamic pentru a menține echilibrul între aportul de oxigen și eliminarea dioxidului de carbon, asigurând astfel funcționarea corectă a organismului.

Știm că această reglare răspunde la stimuli nervoși sau chimici.

Reglarea are loc în principal prin intermediul sistemului nervos, în funcție de cerințele organismului în ceea ce privește aportul de oxigen și eliminarea dioxidului de carbon.

Centru respirator, situat în trunchiul cerebral, joacă un rol cheie în acest proces.

Ipoteza din acest studiu este că atunci când condiția de test a implicat inhalarea aerului cu oxigen (O₂) hiperconcentrat în cantități și debite suficiente (8 RESPIRAȚII), aportul de oxigen a fost suficient pentru a modula controlul sistemului nervos periferic (legat de componenta chimică) al răspunsului respirator.

IÎntr-adevăr, FR (frecvența respiratorie) a fost semnificativ mai mică (P < 0.01) la MOMENTUL DE REFERINȚĂ T₀ cu 47,3 ± 10,1 (T₀) decât la Texp (O₂; 8 RESPIRAȚII) cu 43,6 ± 9,0.

Este important de menționat că doar condiția de test de 8 RESPIRAȚII a dus la un aport minim de aer hiperoxigenat care a fost suficient pentru a modifica răspunsurile respiratorii mediate de nervi, deoarece acest debit și această cantitate (aproximativ 30-40 sec. inhalare) sunt probabil suficient de eficiente.

Numărul de inhalări este în conformitate cu alte studii care au raportat îmbunătățiri ale performanței folosind metode similare (8 respirații / 30-45 sec).

Această reacție adaptativă la scăderea respirațiilor pe minut a fost, de asemenea, asociată cu prezența TAU, o cinetică a răspunsului VO₂ mai rapidă și semnificativ diferită, încă în grupul experimental, decât în grupul de control (49,8 ± 12,8 sec la MOMENTUL DE REFERINȚĂ (T₀) și 42,1 ± 12,7 sec în testul Texp (8 RESPIRAȚII O₂); p < 0.01).

TAU (constanta de timp) pentru absorbția oxigenului este un parametru folosit pentru a descrie răspunsul dinamic al sistemului de absorbție a oxigenului la schimbările de aport sau stimuli.

Matematic, reprezintă timpul necesar pentru ca absorbția de oxigen a unui corp să atingă 63,2% din variația totală ca răspuns la o perturbare, care în studiul nostru este asociată cu suplimentarea cu aer care conține oxigen hiperconcentrat.

TAU este afectată de mai mulți factori, inclusiv genetica, vârsta, nivelul de antrenament, sănătatea subiectului și specificitatea exercițiului efectuat.

Au fost sugerate două ipoteze opuse cu privire la mecanismul de control pentru cinetica VO₂.

Una este că rata de creștere a VO₂ la începutul exercițiului este restricționată de capacitatea de a livra oxigen mușchilor activi.

Cealaltă ipoteză este că abilitatea de a folosi oxigenul în exercițiul muscular acționează ca factor limitativ asupra ratei de creștere a VO₂.

Aceste ipoteze sunt încă în discuție. S-a demonstrat cu siguranță în domeniile sportului și sănătății că TAU-uri mai mici și mai rapide pot fi asociate cu o performanță mai bună (Dupont, 2005; Dupont, 2010), o datorie de oxigen mai mică (EPOC) și, mai presus de toate, timpi de recuperare mai rapizi, datorită unei reacții adaptive accelerate (Xu, 1999).

Exemple de TAU-uri ale unor subiecți testați: