Centrul de cercetare a științei sportului și exercițiilor, Universitatea London South Bank, Londra, Regatul Unit;

Adresa pentru solicitări de reimprimare și alte corespondențe: L. Hobbins, Sport and Exercise Science Research Center, School of Applied Sciences, London South Bank University, London SE1 0AA, UK (e-mail: [email protected]).

Centrul de cercetare a științei sportului și exercițiului, Universitatea London South Bank, Londra, Regatul Unit;

Centrul de cercetare a științei sportului și exercițiilor, Universitatea London South Bank, Londra, Regatul Unit;

Centrul de cercetare a sănătății și performanței sportivilor, Spitalul de medicină ortopedică și sportivă Aspetar, Doha, Qatar; și

Institutul de Științe Sportive, Universitatea din Lausanne, Elveția

Abstract

obezitatea a fost etichetată drept epidemia globală a secolului 21 (78). Numai în Regatul Unit, 58% dintre femei și 65% dintre bărbați sunt considerați supraponderali sau obezi, adică sunt definiți ca având un indice de masă corporală (IMC) de 25-29,9 sau respectiv ≥30 kg/m 2). Comparativ cu începutul anilor 1990, se estimează că prevalența obezității este

15%, cei care trăiesc în societatea actuală au șanse 1 din 4 de a deveni obezi (49). În plus, comorbiditățile, cum ar fi bolile cardiovasculare, diabetul de tip II și cancerul, prezintă un risc mai mare de dezvoltare în populațiile obeze, ceea ce duce la posibilitatea unor rate mai ridicate de mortalitate (21).

Obezitatea este de obicei cauzată de un echilibru energetic constant pozitiv, adică de calorii consumate mai mari decât cele consumate, ceea ce duce în cele din urmă la acumularea excesivă de grăsimi (28), al cărei impact negativ este profund în ceea ce privește consecințele asupra sănătății. Greutatea suplimentară poate duce la creșterea tensiunii arteriale (7), deficiențe metabolice (28) și complicații mecanice (11), printre alți factori, care creează o cerere funcțională crescută asupra corpului persoanelor obeze. Mai mult, cererea mecanică crescută în timpul activităților de suportare a greutății populațiilor obeze poate fi dăunătoare la nivelul articulațiilor membrelor inferioare (de exemplu, genunchi și gleznă) și poate limita capacitățile funcționale în comparație cu populațiile de greutate sănătoase și normale (70). În afară de intervenția chirurgicală bariatrică, care este disponibilă în primul rând pentru cele mai severe cazuri [IMC ≥40 kg/m 2 (3)], sunt propuse diferite intervenții, inclusiv manipularea dietei, restricția calorică și creșterea activității fizice și a exercițiului Probleme.

Pentru ca pierderea în greutate să fie considerată semnificativă din punct de vedere clinic, este necesară o schimbare de ≥3% în greutatea corporală (12) și apoi o schimbare de ≤3% pentru a fi considerată menținerea greutății pe parcursul a câteva luni (65). De obicei, pierderea în greutate se realizează în primele 6 luni de la începerea unei noi diete și/sau a unui program de exerciții fizice, dar se ajunge apoi la un platou și deseori greutatea pierdută este recâștigată ulterior (66). Având în vedere inadecvarea strategiilor actuale de gestionare a greutății, se justifică abordări inovatoare pentru tratamentul de pierdere în greutate relevant din punct de vedere clinic și îmbunătățirea semnificativă a stării de sănătate și a bunăstării generale a celor care sunt supraponderali și obezi dincolo de ceea ce este atins până acum.

Hipoxia este definită ca un aport redus (sau insuficient) de O2 la țesuturi cauzat de scăderea saturației de O2 a sângelui arterial (24). Condiționarea hipoxică (HC) se referă la expunerea pasivă (adică în timpul odihnei) sau activă (adică în timpul exercițiului) la expunerea sistemică (întregul corp) și/sau locală (țesut) la hipoxie, rezultând o scădere a disponibilității arteriale a O2 HC poate fi implementat acut (expunere unică) sau cronică (expuneri multiple pe perioade prelungite de timp). S-a demonstrat că reședința permanentă într-un mediu hipobar hipoxic (altitudine terestră datorată presiunii barometrice mai mici decât nivelul mării) reduce probabilitatea de a deveni obez (68). Mai multe studii au raportat pierderea în greutate (1, 58, 80), scăderea tensiunii arteriale (35, 61) și îmbunătățirea funcției metabolice (35, 61, 64, 72, 73) după un sejur rezidențial de 1 până la 3 săptămâni (de ex., hotel și mâncare oferite, activități ușoare de divertisment pe tot parcursul zilei, fără program de exerciții structurate) la altitudinea terestră (1.500-8.800 m). Cu toate acestea, viața permanentă sau călătoria regulată la altitudinea terestră poate să nu fie fezabilă pentru toți (adică, relocare, costuri ridicate, lipsă de timp). La populațiile obeze, această practică ar putea duce, de asemenea, la efecte secundare, cum ar fi deficiențe fiziologice și metabolice (44), inclusiv apneea obstructivă în somn (30) sau dezvoltarea bolii acute de munte (80).

Alternativ, expunerea la hipoxie normobarică [sau altitudine simulată printr-o fracție de O2 inspirată redusă (F I O 2)], este din ce în ce mai populară, deoarece numărul dispozitivelor disponibile comercial care permit expunerea hipoxică simulată este în creștere. În primul rând, această intervenție permite să trăiască la sau aproape de nivelul mării și apoi să expună, periodic, indivizii la condiții hipoxice în repaus sau în timpul exercițiului. Acest lucru se realizează în mod obișnuit respirând printr-o mască sau stând într-o cameră/cameră/cort controlată de mediu, prin care F I O 2 este de obicei redusă la 15,0-12,0% (echivalent cu altitudini simulate de

2.600–4.300 m). La bărbații sedentari supraponderali, de exemplu, pasiv acut (sesiune de expunere unică de 3 ore) HC normobaric a crescut cheltuielile de energie și a modificat consumul de combustibil (glucoză redusă și oxidare crescută a lipidelor), în timp ce HC pasiv în continuare (ședințe multiple de expunere de 3 ore pe 7 zile consecutive) zile) a mărit aceste ajustări metabolice (77). Pentru o gamă de intensități de efort [55-65% din absorbția maximă de O2 (V o 2max)/60-70% din ritmul cardiac maxim (HRmax)] și niveluri similare de altitudine simulată

2.600 m), alte studii (18, 32, 46, 51, 76) au sugerat că HC activ induce adaptări moleculare specifice care nu apar atunci când se antrenează într-un mediu normoxic (66). Aceste adaptări pozitive, în special, includ niveluri crescute de noradrenalină bazală (4), diametrul arteriolei și vasodilatație periferică (45), numărul mitocondriilor (66), activitatea enzimelor glicolitice (16), sensibilitatea la insulină (40), precum și reducerea sângelui diastolic presiunea (63) și nivelurile de leptină (29). Astfel de adaptări fiziologice ar îmbunătăți la rândul lor fenotipul metabolic al indivizilor obezi.

Prin urmare, scopul acestei revizuiri sistematice este de a 1) rezumă literatura actuală referitoare la HC normobaric pasiv și activ ca metodă terapeutică pentru îmbunătățirea sănătății cardio-metabolice și gestionarea pierderii în greutate la animale și oameni obezi și 2) oferă perspective pentru cercetări viitoare în acest domeniu al literaturii.

Căutare literatură

Evaluarea calității metodologice

O scară modificată pentru a evalua calitatea metodologică a studiilor recuperate în această revizuire a fost efectuată în urma selectării articolelor cu text integral. Versiunea modificată a fost aplicată datorită reprezentării mai mari pentru experimentele care utilizează o intervenție de formare, comparativ cu scalele Delphi, PEDro și Cochrane (53). Un ghid de evaluare a calității cu 10 articole a inclus criteriile enumerate mai jos și a ghidat scorul evaluării fiecărui studiu după cum urmează: 0 = clar nu; 1 = poate; 2 = clar da; interval = 0 (slab) –20 (excelent).

Criteriile de incluziune au fost clar menționate.

Subiecții au fost alocați aleatoriu grupurilor.

Intervenția a fost clar definită.

Grupurile au fost testate pentru similaritate la momentul inițial.

A fost utilizat un grup de control.

Variabilele de rezultat au fost clar definite.

Evaluările au fost practic utile.

Durata intervenției a fost practic utilă.

Analiza statistică inter-grup a fost adecvată.

Măsuri punctuale ale variabilității.

rezultatele cautarii

Figura 1 ilustrează o diagramă a rezultatelor căutării. Căutarea a dat în total 212 de publicații. După eliminarea titlurilor irelevante, 23 de articole au rămas în raport cu centrul revizuirii, reduse la 8 în urma evaluării abstracte și ulterior la 4 texte complete care îndeplineau criteriile de includere. În plus, au fost adăugate alte 11 articole de text integral prin căutarea listei de referință.

hipobară

FIG. 1.Organigrama rezultatelor căutării literaturii; OSA, apnee obstructivă în somn.

Evaluarea metodologică a calității

Calitatea medie a celor 15 studii incluse în această revizuire a fost de 16/20, potrivit lui Paul și colab. (53). Un studiu a marcat 20/20, iar cel mai mic scor a fost 12/20.

Caracteristicile studiului.

Tabelul 1 ilustrează detaliile studiilor incluse în această revizuire. Opt studii au folosit modele animale (2, 6, 34, 37, 52, 55, 59, 79). Cinci dintre acestea au implementat doar un protocol de HC pasiv (2, 34, 52, 55, 59), două perioade normoxice active urmate de HC pasiv (6, 79) și unul a folosit HC pasiv și activ combinat (37). Toate studiile pe animale au inclus rozătoare obeze (șoareci sau șobolani) cu vârsta cuprinsă între 3 și 24 săptămâni, șapte masculi folosiți (2, 6, 37, 52, 55, 59, 79) și unul implicat modele femele (34). Cinci dintre grupurile de modele animale au fost obezi genetic (2, 6, 55, 59, 79), în timp ce trei au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi (34, 37, 52). În afară de un studiu care a indicat deficiența de leptină în modelele lor animale (34), nu a fost menționată nicio altă diferență în sănătatea animalelor în cadrul studiilor.

Tabelul 1. Detalii experimentale ale studiilor incluse în această revizuire care au investigat condiționarea hipoxică pasivă și activă

IMC, indicele de masă corporală; F, femeie (femei); F I O 2, fracțiune de oxigen inspirat; h, oră (ore); HRmax, ritm cardiac maxim; LHTH, live-high train-high; LHTL, tren live-low-low; LLTH, tren direct-jos-înalt; M, bărbați; minute, minute; m, luni; n, număr; N/A, nu se aplică; NM, nu măsurat; rep max, repetare maximă; s, secunde; V o 2max, absorbție maximă de oxigen; wk, săptămâna (săptămânile); y, ani.

Șapte dintre studiile eligibile au investigat participanți umani (18, 32, 46, 51, 69, 76, 77). Doi dintre aceștia foloseau doar HC pasiv (69, 77), patru numai HC activ (32, 46, 51, 76), iar unul a investigat atât HC pasiv cât și activ (18). Patru dintre investigațiile umane au fost compuse atât din bărbați, cât și din femei (18, 32, 51, 76), restul de trei incluzând doar bărbați (46, 69, 77). Mai mult, patru studii au folosit obezi [IMC = 30-37,1 kg/m 2 (18, 32, 51, 76), unul supraponderal [IMC = 27 kg/m 2 (77)] și unul sedentar [greutate normală cu IMC = 22,2 kg/m 2 (69)] participanți. Compoziția corporală a unei cohorte participante nu a fost raportată (46). Participanții aveau vârste cuprinse între 21 și 51 de ani. Acolo unde s-a menționat, participanții nu aveau hipertensiune (18, 77), diabet (76), accident vascular cerebral (18), boli/infecții cardiovasculare, pulmonare și respiratorii acute și cronice (18, 69, 76, 77), bariere în calea activității fizice. (32), altitudine/expunere hipoxică (32, 76), medicamente pentru controlul greutății sau metabolismului (32, 69, 77), abuz de alcool/droguri și fumat (33, 69, 76, 77) și exerciții fizice (32, 46) ), 69, 77) în termen de ≥ 3 luni de la înscriere.

Studii pe animale.

expunere hipoxică pasivă.

Cele cinci investigații revizuite au implementat două moduri de HC pasiv, și anume hipoxia intermitentă și susținută. Protocoalele intermitente au adoptat un model de 30 s de expunere la hipoxie urmat de 30 s de expunere la normoxie, cu o durată de 8 h (2) și 12-16 ore pe zi (55). Au existat modificări ale acestei abordări în două dintre investigații după cum urmează: 40 și 80 s de expunere la hipoxie și normoxie, respectiv (52), și perioade de 2 × 15 min de expunere la hipoxie intercalate cu 5 și 10 min de expunere la normoxie (34). Doar Rodriguez și colab. (59) a implementat o perioadă de expunere susținută de 24 de ore pe zi. Nivelul hipoxic a variat între F I O 2 = 4,8% (2, 52, 55, 59) și 14,3% (34), în timp ce majoritatea studiilor au utilizat un F I O 2 de

5,0% (2, 52, 55, 59) Toate intervențiile au implicat expunere zilnică. Majoritatea studiilor au examinat răspunsurile pe o perioadă prelungită de timp [2-6 săptămâni (2, 34, 52, 59)], doar Polotsky și colab. (55) investigarea răspunsurilor atât pe termen scurt (5 zile), cât și pe termen lung (12 săptămâni).

expunere hipoxică pasivă și activă combinată.

Chen și colab. (6) și Wu și colab. (79) au implementat o intervenție directă cu tren înalt ridicat (LHTL), cu sesiuni de exercițiu de 90 de minute (înot de intensitate moderată) desfășurate în normoxie, urmate de perioade HC pasive susținute (8 ore pe zi, FIO 2 = 14,0%) . Lu și colab. (37) au angajat o intervenție live cu tren înalt înalt (LHTH), cu implementarea HC activă de 60 de minute (alergare de intensitate moderată) și a orelor rămase ale zilei trăind în același mediu hipoxic (F I O 2 = 13,6%). Aceste intervenții au variat între 4 și 6 săptămâni.

Studii umane.

expunere hipoxică pasivă.

Wang și colab. (69) și Workman și Basset (77) au implementat ambele perioade HC pasive susținute corespunzătoare unei perioade de 60 de minute și respectiv 3 ore. Nivelul hipoxic în timpul acestor sesiuni a fost controlat prin două metode: F I O2 fixat la 12,0-15,0% (69) și manipularea F I O 2 pentru a fixa saturația arterială de O2 (SpO2) la

În timp ce Wang și colab. (69) au implementat o intervenție de 4 săptămâni (5 zile de expunere pe săptămână, sesiuni de 60 de minute), Workman și Basset (77) au investigat răspunsurile atât la o singură sesiune de 3 ore, cât și la aceeași perioadă de expunere și nivel hipoxic pentru încă 6 zile consecutive.

expunere hipoxică activă.

Investigațiile active au folosit o abordare live low-train high (LLTH) și au implementat exerciții de intensitate moderată (55-65% V o 2max/60-70% HRmax). Programele de exerciții au fost de obicei cardiovasculare [alergare, ciclism, pas (32, 46, 51, 76)], cu un studiu adăugând antrenament de forță [40-50% din 1 repetare maximă, 3 seturi de 15 repetări, intercalate cu 2- până la perioade de odihnă de 3 minute (32)].

F I O 2 în toate studiile a fost de 15,0%. Prescripția tipică de exerciții fizice a inclus sesiuni de 60-90 min de durată, efectuate de trei ori pe săptămână, pe o perioadă de 4 săptămâni (32, 46, 76), cu un studiu care a implementat o perioadă mai lungă de antrenament de 8 săptămâni (51). Kong și colab. (32) și-au dus participanții la o tabără rezidențială la nivelul mării timp de 4 săptămâni, ceea ce a permis o perioadă mai mare de timp pentru exerciții pe săptămână (22 ore) și control dietetic. Deși, grupul hipoxic a petrecut doar 6 ore în hipoxie pe săptămână (modalitatea de exercițiu necunoscută) cu restul sesiunilor (16 ore) desfășurate în condiții normoxice.

expunere pasivă și activă combinată.

Gatterer și colab. (18) a utilizat o combinație de HC pasiv și activ printr-o abordare LLTH pe o perioadă de 8 luni. Participanții au finalizat sesiuni de exerciții cu intensitate moderată de 90 de minute (65-70% din HRmax) pe un ergometru de exerciții la alegere (ciclu, bandă de alergare, antrenor încrucișat), urmat imediat de 90 de minute de odihnă, totul în hipoxic (FIO 2 = 12- 14%) condiții, de două ori pe săptămână.