Sommario

Diversi approcci e modalità sono stati usati per simulare l’allenamento in quota a livello del mare. La convenienza di questi metodi e i benefici sia sulla capacità aerobica che su quella anaerobica hanno aumentato il numero di atleti e non atleti che usano questi approcci. Tra i nuovi metodi, l’Elevation Training Mask è un dispositivo che pretende di simulare i benefici dell’allenamento in quota. Inoltre, un numero più alto di atleti d’élite ha iniziato a usarli alla ricerca di un vantaggio competitivo. Se l’Elevation Training Mask funziona come è stato affermato, è stato dibattuto intensamente e recenti studi hanno mostrato risultati inconcludenti.

l'Elevation Training Mask è un dispositivo che pretende di simulare i benefici dell'allenamento in quota

Introduzione

Prima di iniziare, è importante chiarire alcune delle terminologie comuni che saranno presenti in questo articolo:

  • Ipossia– è uno stato in cui la domanda di tessuto di ossigeno supera l’apporto di ossigeno.
  • Ipossico– è descritto come la respirazione di una miscela di gas che contiene meno del 21% di ossigeno.
  • Normobarico: è uno stato di normale pressione barometrica equivalente a quello al livello del mare.
  • Ipossia ipobarica– è una condizione in cui è presente bassa pressione e ridotta disponibilità di ossigeno (ad esempio alta quota).
  • Ipossia normobarica– è una condizione in cui la pressione normale ma ridotta disponibilità di ossigeno è presente all’altitudine terrestre (ad es. Altitudine simulata).
  • Allenamento in quota / altitudine– è un metodo di allenamento utilizzato in un ambiente con una ridotta pressione parziale di ossigeno. L’obiettivo è che il corpo produca una quantità maggiore di eritropoietina (EPO), che aumenta i globuli rossi prodotti nel corpo.

L’esercizio aerobico [1] e anaerobico [2, 3] in quota ha dimostrato di aumentare il VO2max, oltre a migliorare molti altri adattamenti fisiologici (ad es. Aumento della potenza muscolare e ipertrofia). Sono stati pertanto utilizzati diversi approcci e modalità per simulare l’allenamento in quota, compresa l’ipossia normobarica attraverso la diluizione dell’azoto (reparto ipossico); ossigeno supplementare; dispositivi per dormire ipossici; e esposizione ipossica intermittente [4]. Inoltre, l’addestramento simulato all’altitudine è diventato sempre più popolare per la sua comodità rispetto a un ambiente freddo, un terreno duro e una bassa pressione di ossigeno che spesso accompagna l’allenamento in alta quota [4].

Negli anni precedenti, le varie apparecchiature utilizzate per indurre l’ipossia erano molto costose, tuttavia, al fine di rendere questa modalità di allenamento disponibile al grande pubblico, sono stati introdotti dispositivi nuovi e più economici per simulare gli stessi effetti dell’allenamento ambiente più familiare [1]. In questo modo è più comodo per gli atleti ottenere effetti simili senza dover viaggiare in ambienti ad alta quota [4].

Uno di questi dispositivi, la famigerata Elevation Training Mask (ETM), si dice che simuli l’altitudine e induca una condizione ipossica normobarica o minimizzi la quantità d’aria che può essere consumata da un individuo [1]. Un ETM è un dispositivo brevettato di allenamento della resistenza polmonare che è attualmente un pioniere sul mercato. Questo dispositivo copre la bocca dell’utente e limita l’ingresso dell’aria nei canali doppi e ha uno sfiato supplementare per lo scarico dell’aria espirata. Inoltre, la maschera include una varietà di tappi a resistenza regolabile e tre valvole di flusso regolabili. Inoltre, l’individuo può aumentare progressivamente la resistenza per simulare da 900 a 5.400 metri sul livello del mare [4].

Che cos’è l’Elevation Training Mask?

L’Elevation Training Mask in quota (ETM), nota anche come maschera di altitudine o maschera di allenamento ventilatorio, afferma di migliorare le prestazioni atletiche aumentando la resistenza e il VO2max; oltre a migliorare la funzione polmonare [5]. Si dice anche che l’ETM simuli l’altitudine e induca una condizione ipossica normobarica [1].

L’Elevation Training Mask fornisce resistenze regolabili durante l’inspirazione con una resistenza impostata all’espirazione per simulare l’allenamento ad alta quota (tra 914m e 5.486m). Il design della maschera limita il flusso di ossigeno utilizzando valvole di flusso che limitano la quantità di aria che entra nella maschera e, quindi, i polmoni [5].

Inoltre, si suggerisce che il dispositivo possa aumentare la resistenza e il VO2max, oltre a migliorare la funzionalità polmonare [5]. Altre affermazioni comuni spesso utilizzate per la commercializzazione dell’ETM sono che:

  • Simula l’allenamento in quota
  • Rafforza i muscoli respiratori
  • Aumentare la resistenza e migliorare la resistenza (prestazione aerobica)
  • Aumenta forza e potenza (prestazioni anaerobiche)

Come risultato di queste affermazioni, ora approfondiremo la ricerca scientifica e determineremo se qualcuno di essi è vero e se l’Elevation Training Mask può avere un effetto positivo sulla prestazione atletica.

Le Elevation Training Mask migliorano le prestazioni?

In questa sezione dell’articolo discuteremo e analizzeremo le affermazioni fatte sull’ETM e se possa effettivamente migliorare le prestazioni atletiche.

Simula l’allenamento in quota

Un malinteso comune tra gli utenti della maschera è che l’Elevation Training Mask simuli l’altitudine creando un ambiente ipobarico (ridotta pressione parziale di ossigeno) [6]. Perché ciò accada, tuttavia, la maschera deve avere un meccanismo per ridurre la pressione parziale di ossigeno e quindi indurre uno stato ipossico durante l’esercizio [6]. Indossare l’Elevation Training Mask non produce uno stimolo ipossico abbastanza grande da suscitare le necessarie risposte fisiologiche sperimentate alla vera elevazione [6, 7], tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per identificare i meccanismi fisiologici specifici che vengono indotti da questo dispositivo [7].

Sebbene non sia conclusivo, il sistema della valvola di flusso dell’ETM e i tappi di resistenza possono ridurre la frequenza respiratoria durante l’esercizio, il che può potenzialmente causare ipossiemia arteriosa (cioè bassi livelli di ossigeno nel sangue). Questo, oltre a una rebreathing del biossido di carbonio scaduto, sarà probabilmente responsabile del successivo spostamento della curva di dissociazione dell’ossigeno (Figura 1 – [6]).

Curva di dissociazione di ossigeno

l' Elevation Training Mask è un dispositivo che pretende di simulare i benefici dell'allenamento in quota

Figura 1. La curva di dissociazione dell’emoglobina-ossigeno [6].

La curva di dissociazione dell’emoglobina-ossigeno è una rappresentazione grafica della relazione tra la saturazione dell’ossigeno e la pressione parziale dell’ossigeno. Questa rappresentazione ci aiuta a comprendere i processi sottostanti del trasporto dell’ossigeno ai tessuti [8].

Rafforza i muscoli respiratori

In linea con quanto sopra, è stato suggerito che piuttosto che agire come una simulazione di alta quota, la resistenza dell’aria periferica generata dall’ETM può direttamente stressare la muscolatura respiratoria, quindi, agendo più come un dispositivo di allenamento dei muscoli respiratori (RMT) [6]. In teoria, la RMT può indurre affaticamento muscolare respiratorio e aumentare la forza dei muscoli respiratori, la capacità polmonare e l’efficienza dell’ossigeno nel tempo [5].

Si suggerisce che l’RMT possa migliorare la forza e la resistenza dei muscoli respiratori come risultato di un aumento degli adattamenti cellulari ossidativi [9], che a sua volta può portare ad un’insorgenza ritardata dell’acidosi metabolica [11]. I conseguenti livelli più bassi di lattato nel sangue durante l’esercizio fisico, così come la ridotta percezione dello sforzo respiratorio dopo RMT, possono infine portare ad un aumento delle prestazioni fisiche [10].

Inoltre, indossare l’Elevation Training Mask può comportare aumenti significativi della soglia ventilatoria (VT) e della potenza in uscita a VT. Dando questo, non sono state trovate modifiche nelle variabili ematologiche prima o dopo l’allenamento. Ciò suggerisce che l’Elevation Training Mask funziona più come un RMT che come uno strumento che simula l’allenamento in alta quota [5].

Detto questo, attualmente esistono dati ambigui che supportano la RMT come un potenziale metodo per migliorare le prestazioni fisiche. Diversi risultati suggeriscono che i miglioramenti della RMT nella funzione dei muscoli respiratori non sono trasferibili alla VO2max o alla capacità di esercizio di resistenza [9, 10, 11]. C’è poca conoscenza che circonda la RMT in letteratura per quanto riguarda i benefici sulla prestazione fisica, o i suoi effetti sui parametri respiratori [10, 11].

Aumentare la resistenza e migliorare la resistenza (prestazione aerobica)

L’uso dell’ETM ha dimostrato di causare ipossiemia arteriosa, ma in modo diverso rispetto all’allenamento in quota. L’uso della maschera causa una ventilazione inadeguata, causando uno squilibrio tra l’assorbimento di ossigeno e la rimozione di CO2 e può quindi portare ad iperventilazione. Questo, a sua volta, fa sì che l’ETM aumenti lo sforzo percepito durante l’allenamento [7].

Inoltre, quando si tenta di utilizzare l’ETM per aumentare il VO2max di un individuo, gli studi hanno mostrato risultati inconcludenti. Ad esempio, alcuni studi non hanno rilevato differenze significative nel VO2max indossando la maschera [4, 12]. D’altra parte, un altro studio ha rilevato un aumento di VO2max nei soggetti che indossano la maschera, ma, soprattutto, ha trovato anche miglioramenti in coloro che non hanno indossato l’ETM [5].

È stato anche affermato che l’ETM non sollecita una risposta per migliorare l’idoneità cardiorespiratoria [1]. In linea con questo, poiché l’ETM non simula un ambiente di altitudine, gli effetti desiderati dell’allenamento ad alta quota (ad es. Aumento dei globuli rossi) non esisteranno [1]. Di conseguenza, indossare l’ETM in allenamento con lo scopo di aumentare la resistenza e migliorare la resistenza non è supportato da prove conclusive.

Aumenta forza e potenza (prestazioni anaerobiche)

Infine, si afferma che l’ETM aiuti gli atleti a ottenere prestazioni migliori durante l’allenamento ad intervalli ad alta intensità e l’allenamento della forza, partendo dal presupposto che la restrizione dell’ossigeno può comportare adattamenti relativi ad una capacità di bufferizzazione potenziata [6].

Anche questo è al momento inconcludente e sono necessarie ulteriori ricerche per sapere se l’ETM comprometterebbe la capacità di allenarsi a intensità sufficientemente elevate da suscitare tali adattamenti [6]. Inoltre, il suo uso sembra influenzare negativamente la velocità di picco durante gli esercizi di back squat e bench press, che possono attenuare i risultati dell’allenamento nel tempo [6].

Se l’allenamento della forza in condizioni di ipossia può migliorare le prestazioni è stato recentemente studiato con risultati promettenti in termini di ipertrofia e potenza muscolare [2, 3, 13]. Inoltre, è stato dimostrato che l’allenamento di resistenza durante l’esposizione ipossica contribuisce al reclutamento avanzato delle fibre che può contribuire ad aumentare la resistenza massima [14].

Tuttavia, in termini di ETM e allenamento della forza, è disponibile una ricerca limitata per quanto riguarda gli adattamenti in termini di forza e prestazioni energetiche quando si utilizza l’ETM. Uno studio pubblicato nel 2017 ha suggerito che indossare l’ETM mentre si esegue una sessione di allenamento per la forza sembra non solo ostacolare la capacità di mantenere la velocità di lavoro durante gli incontri, ma anche influenzare le valutazioni dell’atleta di attenzione e concentrazione per il compito [6].

l' Elevation Training Mask è un dispositivo che pretende di simulare i benefici dell'allenamento in quota

Foto di: Yann Le Meur

Ricerca futura

Sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire gli effetti specifici dell’Elevation Training Mask sulle diverse indicazioni utilizzate per la sua commercializzazione. Ad esempio, è necessaria una ricerca per chiarire quanto segue:

  • I veri meccanismi dietro l’addestramento simulato all’altitudine e quanto simile / efficace sia rispetto ad altri metodi ipobarici.
  • La relazione tra l’ETM e le prestazioni atletiche (ad esempio resistenza e forza) e il modo in cui le diverse caratteristiche potenziate dalla maschera servono per una migliore prestazione.
  • Quali atleti possono beneficiare maggiormente di questo metodo di allenamento?

Conclusione

Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche, sembra che l’Elevation Training Mask funzioni più come un dispositivo di allenamento dei muscoli respiratori che come un simulatore di altitudine. Inoltre, vi è ancora una ricerca limitata riguardante i benefici aerobici e anaerobici dell’altitudine a livello del mare con l’uso di un ETM. Inoltre, il divario nella conoscenza si estende anche agli effetti dell’Elevation Training Mask sulla salute a lungo termine e sull’idoneità cardiorespiratoria. Nonostante le affermazioni fatte dai produttori e dagli operatori di marketing dell’ETM in termini di maggiore resistenza e capacità di resistenza, l’efficacia dell’Elevation Training Mask è stata dibattuta intensamente e recenti studi hanno mostrato risultati inconcludenti.

Infine, anche se un numero maggiore di atleti d’élite e non d’élite hanno iniziato a usare l’ETM per cercare di ottenere un vantaggio competitivo, è fondamentale che capiscano la scienza alla base della tecnologia e se abbiano effettivamente dimostrato di lavorare prima di utilizzare e commercializzare questi prodotti da soli.

 

Articolo tratto da : https://www.scienceforsport.com


Riferimenti:

  1. Biggs, N. C., England, B. S., Turcotte, N. J., Cook, M. R., & Williams, A. L. (2017). Effects of Simulated Altitude on Maximal Oxygen Uptake and Inspiratory Fitness. Int J Exerc Sci, 10(1), 127-136. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5214464/
  2. Kon, M., Ikeda, T., Homma, T., Akimoto, T., Suzuki, Y., & Kawahara, T. (2010). Effects of acute hypoxia on metabolic and hormonal responses to resistance exercise. Med Sci Sports Exerc, 42(7), 1279-1285. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20019623
  3. Feriche, B., Garcia-Ramos, A., Calderon-Soto, C., Drobnic, F., Bonitch-Gongora, J., Galilea, P., Riera, & Padial, P. (2014). PLoS One. 2014 Dec 4;9(12):e114072. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25474104
  4. Warren, B., Spaniol, F. & Bonnette, R. (2017) The Effects of an Elevation Training Mask on VO2max of Male Reserve Officers Training Corps Cadets. Int J Exerc Sci 10(1): 37- 43. https://digitalcommons.wku.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1833&context=ijes
  5. Porcari, J. P., Probst, L., Forrester, K., Doberstein, S., Foster, C., Cress, M. L., & Schmidt, K. (2016). Effect of Wearing the Elevation Training Mask on Aerobic Capacity, Lung Function, and Hematological Variables. J Sports Sci Med, 15(2), 379-386. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27274679
  6. Jagim AR, Dominy TA, Camic CL, Wright G, Doberstein S, Jones MT, Oliver JM. (2018) Acute Effects of the Elevation Training Mask on Strength Performance in Recreational Weight lifters. J Strength Cond Res. 2018 Feb;32(2):482-489. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29084093
  7. Granados J., Gillum T.L., Castillo W., Christmas K.M., Kuennen M.R. (2016) Functional respiratory muscle training during endurance exercise causes modest hypoxemia but overall is well tolerated. Journal of Strength and Conditioning Research 30(3), 755-762. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26340471
  8. Collins, J.S., Rudenski, A.S., Gibson, J., Howard, L., & O’Driscoll, R. (2015). Relating oxygen partial pressure, saturation and content: the haemoglobin–oxygen dissociation curve. Breathe. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26632351
  9. Williams, J. S., Wongsathikun, J., Boon, S. M., & Acevedo, E. O. (2002). Inspiratory muscle training fails to improve endurance capacity in athletes. Med Sci Sports Exerc, 34(7), 1194-1198. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12131262
  10. Sperlich,B., De Mareés, M., Linville, J. & Mester, J. (2009) Does Respiratory Muscle Training Increase Physical Performance? Military Medicine, Vol. 174, September 2009. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19780375
  11. Sonetti, D. A., Wetter, T. J., Pegelow, D. F., & Dempsey, J. A. (2001). Effects of respiratory muscle training versus placebo on endurance exercise performance. Respir Physiol, 127(2-3), 185-199. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11504589
  12. Maher, M. (2016) The Effects of Simulated Altitude Training on Aerobic Capacity and Function. (Master’s Thesis) New Jersey. William, Paterson University. https://www.researchgate.net/publication/323341986_The_Effects_of_Simulated_Altitude_Training_on_Aerobic_Capacity_and_Function
  13. Kurobe, K., Huang, Z., Nishiwaki, M., Yamamoto, M., Kanehisa, H., & Ogita, F. (2015) Effects of resistance training under hypoxic conditions on muscle hypertrophy and strength. Clin Physiol Funct Imaging. 2015 May;35(3):197-202. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24690432
  14. Scott, B., Slattery, K. & Dascombe, B. (2014) Intermittent hypoxic resistance training: does it provide added benefit? Front Physiol. 2014; 5: 397. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4195285/