ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΩΝ ΜΥΩΝ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΥΨΟΜΕΤΡΟ Δήμου Ι. Πραντσίδη ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2015

Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΩΝ ΜΥΩΝ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στο Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού Ημερομηνία προφορικής εξέτασης: 19 Δεκεμβρίου 2014 Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή: ΚΟΣΜΑΣ ΧΡΙΣΤΟΥΛΑΣ, Αν. Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α., Α.Π.Θ., Επιβλέπων ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΜΑΝΔΡΟΥΚΑΣ, Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α., Α.Π.Θ., μέλος ΙΩΑΝΝΗΣ ΒΡΑΜΠΑΣ, Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, Α.Π.Θ., μέλος Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή: ΚΟΣΜΑΣ ΧΡΙΣΤΟΥΛΑΣ, Αν. Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α., Α.Π.Θ. ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΜΑΝΔΡΟΥΚΑΣ, Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α., Α.Π.Θ. ΙΩΑΝΝΗΣ ΒΡΑΜΠΑΣ, Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, Α.Π.Θ. ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΓΕΛΑΔΑΣ, Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α., Ε.Κ.Π.Α. ΘΩΜΑΣ ΜΕΤΑΞΑΣ, Επ. Καθηγητής, Τ.Ε.Φ.Α.Α., Α.Π.Θ. ΑΝΔΡΕΑΣ ΖΑΦΕΙΡΙΔΗΣ, Επ. Καθηγητής, Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, Α.Π.Θ. ΑΝΤΩΝΙΟΣ ΚΥΠΑΡΟΣ, Επ. Καθηγητής, Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, Α.Π.Θ. 2

Δήμος Ι. Πραντσίδης Α.Π.Θ. Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΣΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΩΝ ΜΥΩΝ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΥΨΟΜΕΤΡΟ ALL RIGHTS RESERVED ISBN «Η έγκριση της παρούσης Διδακτορικής Διατριβής από το Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν. 5343/1932, άρθρο 202, παρ. 2) 3

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποτελεί την προσπάθεια αρκετών ετών, στη διάρκεια των οποίων αντιμετωπίστηκαν αρκετές αντικειμενικές δυσκολίες που προέκυψαν από την ανάγκη της εκπόνησης της έρευνας σε συνθήκες υψομέτρου. Η αγάπη για τον ορεινό αθλητισμό και οι ερευνητικές ανησυχίες μου για την απόδοση στο υψόμετρο μου έδωσαν την απαραίτητη υπομονή και επιμονή ώστε να φέρω εις πέρας τη μελέτη αυτή. Αρωγός στην προσπάθεια αυτή, υπήρξε ο επιβλέπων καθηγητής μου κ. Χριστούλας Κοσμάς, Αναπληρωτής Καθηγητής του Τ.Ε.Φ.Α.Α- Θεσσαλονίκης του Α.Π.Θ και τον οποίο ευχαριστώ για την εμπιστοσύνη του προς το πρόσωπο μου και για την καθοδήγησή του κατά την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Παράλληλα θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή κ. Μανδρούκα Κωνσταντίνο μέλος της Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, για την πολύτιμη βοήθεια του όλα αυτά τα χρόνια. Ταυτόχρονα οφείλω να ευχαριστήσω και τον Καθηγητή κ. Βράμπα Ιωάννη, μέλος της Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής για τις συμβουλές του καθ όλη τη διάρκεια του παρόντος πονήματος και την πρόσβαση που μου παρείχε στο προπονητικό υλικό. Επίσης, θέλω να ευχαριστήσω την συνάδελφο Μέσκου Άσπα για τη πολύτιμη βοήθεια της στη διάρκεια των μετρήσεων και τον Διδάκτορα Ρηγανά Χρήστο για τη βοήθεια του στην επεξεργασία των δεδομένων. Ταυτόχρονα, ιδιαίτερες ευχαριστίες στη διοίκηση του χιονοδρομικού κέντρου 3-5 Πηγάδια και στους εργαζόμενους για τη διευκόλυνση στην πρόσβαση του χώρου των μετρήσεων στο υψόμετρο, καθώς και σε όλους τους αθλητές που συμμετείχαν στην έρευνα. Τέλος, θερμότερες ευχαριστίες αποδίδω στους γονείς μου Γιάννη και Βάσω για την αδιάκοπη ηθική και υλική συμβολή τους καθ όλη τη διάρκεια των σπουδών μου καθώς και στη σύζυγό μου Κατερίνα για την υπομονή της και στη μικρή μας κόρη Αρετή, που γεννήθηκε στο τέλος της διαδρομής αυτής. Στη σύζυγο μου Κατερίνα, την κόρη μας Αρετή και στους γονείς μου, Γιάννη και Βάσω 4

ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΔΗΜΟΣ Ι. ΠΡΑΝΤΣΙΔΗΣ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΩΝ ΜΥΩΝ ΣΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΕ ΥΨΟΜΕΤΡΟ (Υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή Κοσμά Ι. Χριστούλα) Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να εξετάσει την επίδραση της εξειδικευμένης προπόνησης αναπνευστικών μυών (ΠΑΜ) στην απόδοση προπονημένων αθλητών ορεινής ποδηλασίας και ορειβασίας, στο επίπεδο της θάλασσας και σε υψόμετρο. Στην έρευνα συμμετείχαν τριάντα τέσσερις (34) αθλητές ορεινής ποδηλασίας και ορειβασίας, οι οποίοι χωρίστηκαν τυχαία σε δυο ομάδες. Δεκαεπτά αθλητές αποτέλεσαν την πειραματική ομάδα (ΠΟ) (8 ποδηλάτες και 9 ορειβάτες) και δεκαεπτά αθλητές την ομάδα ελέγχου (ΟΕ) (9 ποδηλάτες και 8 ορειβάτες). Η ΠΑΜ πραγματοποιήθηκε με τη χρήση αναπνευστικών ασκησιομέτρων (POWER breathe, IMT Technologies Ltd., Birmingham, UK) συνολικής διάρκειας έξι (6) εβδομάδων, για 30min την ημέρα με συχνότητα πέντε (5) φορές την εβδομάδα. Όλοι οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε τέσσερις μέγιστες δοκιμασίες, δύο στο επίπεδο της θάλασσας και δύο σε υψόμετρο 2.000 m. Συγκεκριμένα, πριν και μετά το πέρας των έξι εβδομάδων της ΠΑΜ, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε μέγιστη δοκιμασία με εργοσπιρομέτρηση στο επίπεδο της θάλασσας (Εργαστήριο Εργοφυσιολογίας Εργομετρίας του Τ.Ε.Φ.Α.Α.-Α.Π.Θ) για την αξιολόγηση της απόδοσής τους, τη μέτρηση καρδιοαναπνευστικών και μεταβολικών παραμέτρων, καθώς και πνευμονικών δεικτών, όγκων και χωρητικοτήτων. Επίσης, πριν και μετά το πέρας των έξι εβδομάδων της ΠΑΜ, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε μέγιστη δοκιμασία σε υψόμετρο 2.000 m, για την αξιολόγηση της απόδοσής τους και της μέγιστης εισπνευστικής πίεσης (PImax) των αναπνευστικών τους μυών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ΠΑΜ βελτίωσε σημαντικά την PImax στο επίπεδο της θάλασσας και στο υψόμετρο (p<0.001), καθώς και τον μέγιστο βουλητικό αερισμό (MVV12) στο επίπεδο της θάλασσας (p<0.05). Η βελτίωση της PImax φαίνεται ότι επέφερε σημαντική μείωση της υποκειμενικής αίσθησης της δύσπνοιας, κατά την μέγιστη δοκιμασία στο επίπεδο της θάλασσας (p<0.001) και στο υψόμετρο (p<0.01), ενώ επηρέασε και τη μέγιστη επιβάρυνση κατά την ποδηλάτηση, βελτιώνοντάς την και στις δύο συνθήκες (p<0.001, p<0.01). Συμπερασματικά, η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών συνολικής διάρκειας έξι (6) εβδομάδων βελτίωσε την αναπνευστική απόδοση αθλητών ορεινής ποδηλασίας και 5

ορειβατών στο επίπεδο της θάλασσας αλλά και στο υψόμετρο. Παράλληλα, μετριάστηκε σημαντικά η αναμενόμενη μείωση της δύναμης των αναπνευστικών μυών στο υψόμετρο και βελτιώθηκε σημαντικά η απόδοση τους. Συνεπώς, αθλητές που πρόκειται να αγωνιστούν σε υψόμετρο μπορούν με την εφαρμογή προπόνησης αναπνευστικών μυών να αποκτήσουν μια ρεζέρβα δύναμης των αναπνευστικών μυών, που ακόμα και αν χάσουν ένα μέρος της, όπως αυτό αναμένεται στο υψόμετρο, να μπορέσουν να διατηρήσουν τιμές ίδιες ή ακόμα και καλύτερες από αυτές που είχαν στο επίπεδο της θάλασσας χωρίς την ΠΑΜ. Λέξεις κλειδιά: προπόνηση αναπνευστικών μυών, υψόμετρο, αθλητές ορεινής ποδηλασίας, ορειβάτες, μέγιστη εισπνευστική πίεση αναπνευστικών μυών, πνευμονικοί όγκοι, καρδιοαναπνευστική απόδοση. 6

ABSTRACT DIMOS I. PRANTSIDIS THE EFFECT OF INSPIRATORY MUCLE TRAININING ON ALTITUDE PERFORMANCE (Under the supervision of Associate Professor Kosmas I. Christoulas) The purpose of this thesis was to examine the effect of inspiratory muscle training (IMT) on cycling performance, at sea level and at altitude, in trained mountaineers and mountain bike athletes. Thirty-four (34) athletes were divided randomly into two groups. Seventeen athletes (8 cyclists and 9 mountaineers) constituted the training group (T) and seventeen athletes (9 bikers and 8 mountaineers) the control group (C) respectively. T group, in addition to their daily training, performed IMT by means of a threshold inspiratory muscle trainer (POWER breathe, IMT Technologies Ltd., Birmingham, UK) 30min a day, five (5) times per week, for 6 weeks. All participants underwent four maximum tests, two at sea level and two at an altitude of 2.000 m. Participants performed a maximum cycling test at sea level before and after IMT, to evaluate cycling performance, cardiorespiratory and metabolic parameters, pulmonary indices, volumes and capacities, with an open circuit system. Before and after six weeks of IMT, participants also performed a maximum cycling test at altitude (2.000 m), to evaluate cycling performance and maximum inspiratory pressure (PI max ) of the respiratory muscles. Results showed that the IMT group significantly improved PI max at sea level and at altitude (p <0.001), and maximum voluntary ventilation (MVV 12 ) at sea level (p <0.05). Improved PI max seems to lead at a significant reduction of subjective sensation of dyspnea during maximum cycling test at sea level (p <0.001) and at altitude (p <0.01) and affects power output during cycling on both, sea level and altitude (p <0.001, p <0.01). In conclusion, the present study showed that the specialized inspiratory muscle training six (6) week program, improved mountain bikers and mountaineers respiratory performance at sea level and at altitude. At the same time, significantly moderated the expected reduction of respiratory muscles strength in altitude and significantly improved cycling performance. Therefore, athletes that are going to compete in altitude can applicate inspiratory muscle training, as an extra method of training, to acquire a reserve force of the respiratory muscles, and so they can maintain the same strength at altitude that they had before IMT at sea level. 7

Key Words: inspiratory muscle training, altitude, mountain bike athletes, mountaineers, maximum inspiratory pressure, lung volumes, cardiorespiratory performance. 8

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ 4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 5 ABSTRACT 7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 9 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ 11 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ 12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΕΥΣΕΩΝ 13 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 14 1.1 Ιστορική αναδρομή (υψόμετρο) 15 1.2 Λειτουργία του οργανισμού στο υψόμετρο 15 1.3 Σκοπός της μελέτης 17 1.4 Σημασία της μελέτης 17 1.5 Επεξηγήσεις όρων 18 1.6 Οριοθετήσεις 19 1.7 Υποθέσεις 20 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 21 2.1. Αναπνευστική λειτουργία στο υψόμετρο 22 2.2. Αναπνευστικοί μύες και υψόμετρο 23 2.3. Κόπωση των αναπνευστικών μυών 24 2.4. Προπόνηση αναπνευστικών μυών και αναπνευστική απόδοση 24 2.5. Ο ρόλος της προπόνησης των αναπνευστικών μυών (ΠΑΜ) στην αθλητική απόδοση 25 2.6 Ο ρόλος της προπόνησης των αναπνευστικών μυών (ΠΑΜ) στην απόδοση στο υψόμετρο 27 3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 28 3.1. Δείγμα 29 3.2. Περιγραφή οργάνων 29 3.3 Περιγραφή δοκιμασιών 30 3.3.1. Προσδιορισμός της VO2max στο επίπεδο της θάλασσας 31 9

3.3.2 Μέγιστη Δοκιμασία σε υψόμετρο 33 3.4. Πρόγραμμα προπόνησης αναπνευστικών μυών (ΠΑΜ) 33 3.5. Διαδικασία μετρήσεων 34 3.6. Σχεδιασμός έρευνας 34 3.7. Στατιστική ανάλυση 35 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 36 4.1. Σωματομετρικά & φυσιολογικά χαρακτηριστικά Δείγματος 37 4.2. Πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες των πνευμόνων 38 4.3. Μέγιστη εισπνευστική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο 39 4.4. Δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max 39 4.5. Παράμετροι απόδοσης και επιβάρυνσης στο επίπεδο της θάλασσας και σε υψόμετρο 41 4.6. Πνευμονικοί Δείκτες 42 5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ 46 5.1. ΠΑΜ και αναπνευστική απόδοση στο επίπεδο της θάλασσας και σε υψόμετρο 47 5.2. ΠΑΜ και μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (VO 2max ) 49 5.3. ΠΑΜ και απόδοση στο υψόμετρο 49 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 52 6.1. Προτάσεις για μελλοντική έρευνα 53 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 54 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I. 67 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ II. 72 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙIΙ. 75 10

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Σωματομετρικά & φυσιολογικά χαρακτηριστικά των ατόμων της πειραματικής ομάδας και της ομάδας ελέγχου. Πίνακας 2. Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων κατά την ηρεμία στο επίπεδο της θάλασσας πριν και μετά την ΠΑΜ. Πίνακας 3. Μέγιστη εισπνευστική πίεση των αναπνευστικών μυών. Πίνακας 4. Καρδιοαναπνευστικές και μεταβολικές παράμετροι κατά τη μέγιστη επιβάρυνση. Πίνακας 5. Παράμετροι επιβάρυνσης και απόδοσης στο επίπεδο της θάλασσας και σε υψόμετρο, πριν (ΕΘ1, ΥΨ1) και μετά (ΕΘ2, ΥΨ2) την προπόνηση αναπνευστικών μυών (ΙΜΤ) Πίνακας 6. Πνευμονικοί δείκτες. 11

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ Γράφημα 1. Μέγιστη εισπνευστική πίεση (PI max ) των αναπνευστικών μυών πρίν και μετά την ΠΑΜ διάρκειας 6 εβδομάδων σε επίπεδο θάλασσας και σε υψόμετρο. Γράφημα 2. Συνολικός χρόνος άσκησης (ΣΧΑ) κατά τη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο πριν και μετά την ΠΑΜ διάρκειας 6 εβδομάδων. Γράφημα 3. Μέγιστη επιβάρυνση κατά τη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο πριν και μετά την ΠΑΜ διάρκειας 6 εβδομάδων. Γράφημα 4. Υποκειμενική κλίμακα δύσπνοιας (ΥΚΔ) κατά τη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο πριν και μετά την ΠΑΜ. 12

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΥΝΤΟΜΕΥΣΕΩΝ - ΠΑΜ: Προπόνηση αναπνευστικών μυών - Κ.Σ ηρεμίας : Καρδιακή συχνότητα ηρεμίας (b min -1 ) - ΣΑΠ ηρεμίας : Συστολική αρτηριακή πίεση ηρεμίας (mmhg) - ΔΑΠ ηρεμίας : Διαστολική αρτηριακή πίεση ηρεμίας (mmhg) - FEV 1 : Δυναμικός εκπνεόμενος όγκος σε 1 sec (l) - MVV: Μέγιστος βουλητικός αερισμός σε 12sec(lt min -1 ) - FVC: Δυναμική ζωτική χωρητικότητα (l) - VC max : Μέγιστη ζωτική χωρητικότητα (l) - PI max : Μέγιστη εισπνευστική πίεση (cmh2o) - ΚΣ max : Μέγιστη καρδιακή συχνότητα (χτύποι/ λεπτό) - Di max : Δείκτης δύσπνοιας - VO 2max : Μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (ml min -1 & ml kg -1 min -1 ) - BF max : Συχνότητα αναπνοών (b min -1 ) - VE max : Κατά λεπτό μέγιστος πνευμονικός αερισμός (l min -1 ) - RER: Αναπνευστικό πηλίκο - Γ.Ο max : Μέγιστη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος στο αίμα (mmol l -1 ) - VT ex : Εκπνεόμενος όγκος αέρα (l) - VT in : Εισπνεόμενος όγκος αέρα (l) - Ti/Ttot: Αναπνευστικός δραστικός χρόνος - ΣΧΑ: Συνολικός χρόνος άσκησης (min) - ΥΚΔ: Υποκειμενική αντίληψη δύσπνοιας - ΜΕ: Μέγιστη επιβάρυνση (watt) - AM: Αναπνευστικοί μύες - ΕΘ1: Επίπεδο θάλασσας πριν το παρεμβατικό πρόγραμμα - ΕΘ2: Επίπεδο θάλασσας μετά το παρεμβατικό πρόγραμμα - ΥΨ1: Επίπεδο υψομέτρου πριν το παρεμβατικό πρόγραμμα - ΥΨ2: Επίπεδο υψομέτρου μετά το παρεμβατικό πρόγραμμα 13

Κεφάλαιο I. Εισαγωγή 14

1.1 Ιστορική αναδρομή (υψόμετρο) Το ενδιαφέρον των ερευνητών για την επίπτωση του υψομέτρου στον ανθρώπινο οργανισμό και κατ επέκταση στην αθλητική απόδοση, άρχισε να αυξάνεται ύστερα από τους Ολυμπιακούς αγώνες του Μεξικό το 1968. Στους αγώνες αυτούς που διεξήχθησαν σε υψόμετρο 2.300 μέτρων σημειώθηκαν μεγάλα ρεκόρ στα αγωνίσματα της ταχύτητας και των αλμάτων ενώ στα αγωνίσματα των δρόμων αντοχής ξεχώρισαν αθλητές προερχόμενοι από χώρες με μεγάλο υψόμετρο, γεγονότα που απασχόλησαν ιδιαίτερα τους επιστήμονες και επηρέασαν το μετέπειτα ερευνητικό ενδιαφέρον. Με αφορμή το μεγάλο γεγονός των Ολυμπιακών αγώνων ο Pugh (1967) ήταν από τους πρώτους που πραγματοποίησε μια μελέτη, όπου σύγκρινε την απόδοση δρομέων μεσαίων αποστάσεων στο επίπεδο της θάλασσας και στο υψόμετρο του Μεξικό. Τα αποτελέσματα της έρευνας αυτής έδειξαν μια μείωση στην απόδοση των δρομέων, ως αποτέλεσμα της μείωσης της πρόσληψης οξυγόνου σε υψόμετρο. Ωστόσο, πολύ νωρίτερα παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές στον οργανισμό κατά την έκθεση του σε συνθήκες υψομέτρου, όπως αυξημένος πνευμονικός αερισμός, αυξημένη ροή αίματος και αύξηση της καρδιακής συχνότητας (Astrand & Astrand, 1958; Pugh, 1964; Kontos et al., 1967; Vogel & Harris, 1967), καθώς και πτώση της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου κατά 7% σε υψόμετρο 1800 μέτρων σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας (Pugh et al., 1964; Pugh, 1967) Σε άλλες έρευνες πάλι παρατηρήθηκε πως το αίσθημα της δύσπνοιας που προκαλείται στο υψόμετρο και το υψηλό χρέος οξυγόνου κατά τον πνευμονικό αερισμό αποτελούν σημαντικούς περιοριστικούς παράγοντές για την άσκηση σε τέτοιο περιβάλλον (Pugh et al., 1964; Kreuzer, 1966). Ταυτόχρονα επεκτάθηκαν οι μελέτες και στην διαδικασία εγκλιματισμού του οργανισμού στο υψόμετρο, διαδικασία η οποία συνοδεύεται από υπεραερισμό και αύξηση των ερυθρών αιμοσφαιρίων στο αίμα (West, 1982). 1.2 Λειτουργία του οργανισμού σε υψόμετρο Το περιβάλλον σε υψόμετρο χαρακτηρίζεται από συνθήκες υποξίας. Ενώ η συγκέντρωση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, ανεξάρτητα από το υψόμετρο, παραμένει σταθερή στο 21% όπως είναι στην επιφάνεια της θάλασσας, η μερική πίεση του οξυγόνου ελαττώνεται ως αποτέλεσμα της μείωσης της βαρομετρικής πίεσης. 15

Το υψόμετρο ταξινομείται σε 4 στάδια: 1. Μέσο υψόμετρο (1500 2500 μέτρα), το οποίο προκαλεί μειωμένες επιδόσεις στην άσκηση και μερική ταχύπνοια. 2. Μεγάλο υψόμετρο (2500-4500 μέτρα), το οποίο σχετίζεται με υποξυγοναιμία τόσο κατά την άσκηση όσο και στην ηρεμία. Πρόκειται για το υψόμετρο όπου παρουσιάζονται οι περισσότερες επιπλοκές, κυρίως σε αθλητές που αγωνίζονται σε υψόμετρο μεγαλύτερο των 3000 μέτρων. 3. Πολύ μεγάλο υψόμετρο (4500 5500 μέτρα), όπου είναι απαραίτητος ο εγκλιματισμός πριν από την προσέγγισή του και είναι εξαιρετικά επικίνδυνο για αθλητές ορεινών αθλημάτων έως και απαγορευτικό. 4. Ακραίο υψόμετρο (>5500 μέτρα). Σ αυτό το υψόμετρο που προσεγγίζεται μόνο από έμπειρους ορειβάτες και αναρριχητές ακόμη και ο εγκλιματισμός πριν από την ανάβαση δεν τους εξασφαλίζει από συμπτώματα της οξείας νόσου από μεγάλο υψόμετρο. Σ αυτό το υψόμετρο η έντονη άσκηση είναι απαγορευτική για τη ζωή του αθλητή. Η άμεση έκθεση του οργανισμού στο υψόμετρο συνοδεύεται από μια σειρά συμπτωμάτων και επιπτώσεων στην λειτουργία του (Robergs et al., 1998). Τα συστήματα του ανθρώπινου οργανισμού όπως το καρδιοαναπνευστικο και το καρδιαγγειακό, συνεργάζονται, ώστε να βοηθήσουν στην ομαλή λειτουργία του στις συνθήκες αυτές. Το φαινόμενο της υποξίας χαρακτηρίζεται από μειωμένη ποσότητα οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα, ως αποτέλεσμα της μειωμένης μερικής πίεσης του εισπνεόμενου οξυγόνου (Klausen 1969). Η ανταπόκριση ενός οργανισμού στην άμεση έκθεση στο υψόμετρο εξαρτάται από την ένταση της άσκησης, το επίπεδο του υψομέτρου, καθώς και την φυσική κατάσταση του ατόμου. Στην μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου, που αποτελεί σημείο αναφοράς για το παραγόμενο έργο στο υψόμετρο, παρατηρείται σημαντική μείωση πάνω από τα 700 μέτρα. Ωστόσο, μέχρι τα 1.500 μέτρα η μείωση αυτή είναι ομαλή ενώ πάνω από το υψόμετρο αυτό οι μεταβολές είναι ακόμα πιο έντονες (Robergs et al 2003). Ταυτόχρονα με την μείωση της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου παρατηρείται αυξημένη καρδιακή συχνότητα στην ηρεμία και σε υπομέγιστες επιβαρύνσεις, αυξημένος πνευμονικός αερισμός και αυξημένη πίεση οξυγόνου. 16

Η αύξηση της καρδιακής συχνότητας είναι αποτέλεσμα της μείωσης του όγκου παλμού ο οποίος μειώνεται κατά τις πρώτες ώρες έκθεσης του οργανισμού στο υψόμετρο, μείωση η οποία παρατείνεται και αυξάνεται στην περαιτέρω έκθεση. Ακόμη, ο πνευμονικός αερισμός αυξάνεται στην ηρεμία και σε υπομέγιστες επιβαρύνσεις, κάτι που επιτυγχάνεται με την αύξηση του ρυθμού και του όγκου των αναπνοών (Hallagan 1998). Η αντίδραση αυτή είναι γνωστή ως υποξική πνευμονική ανταπόκριση. 1.3. Σκοπός της μελέτης Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να εξετάσει την επίδραση ενός ειδικευμένου προγράμματος προπόνησης των αναπνευστικών μυών αθλητών ορειβασίας και ποδηλασίας συνολικής διάρκειας έξι (6) εβδομάδων: α) σε επίπεδο θαλάσσης και β) σε υψόμετρο. Για το σκοπό της εργασίας αυτής τίθενται τα εξής ερευνητικά ερωτήματα: 1. Ποια η επίδραση του ως άνω προγράμματος προπόνησης των αναπνευστικών μυών στο φαινόμενο της μείωσης της δύναμης των αναπνευστικών μυών σε συνθήκες υποξίας σε έμπειρους αθλητές ορειβασίας και ποδηλασίας; 2. Ποια η επίδραση του ως άνω προγράμματος προπόνησης των αναπνευστικών μυών στον περιορισμό του φαινομένου της μείωσης της δύναμης των αναπνευστικών μυών σε υψόμετρο; 3. Η προπόνηση στο επίπεδο της θάλασσας μπορεί να βελτιώσει την απόδοση σε υψόμετρο; 4. Η προπόνηση μπορεί να βελτιώσει την απόδοση στο κυκλοεργόμετρο; Η απόδοση εξετάστηκε κατά την εκτέλεση ενός συνεχόμενου πρωτοκόλλου, σταδιακά αυξανομένης επιβάρυνσης για την επίτευξη της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου στο επίπεδο της θάλασσας και μιας μέγιστης δοκιμασίας σε κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και στο υψόμετρο. 1.4. Σημασία της μελέτης Από τη βιβλιογραφία είναι γνωστό ότι η εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών μπορεί να βελτιώσει τη δύναμή τους και σε κάποιες περιπτώσεις αυτό να επιφέρει και βελτίωση της απόδοσης στο επίπεδο της θάλασσας (Holm et al., 2004; Gigliotti et al., 2005; Johnson and Sharpe, 2007; Griffiths and McConnell, 2007). 17

Επίσης έχει βρεθεί ότι η μείωση της μερικής πίεσης του οξυγόνου στο υψόμετρο μειώνει τη δύναμη των αναπνευστικών μυών, με πιθανές επιπτώσεις και στην απόδοση. Από όσο γνωρίζουμε δεν υπάρχει καμία εργασία δημοσιευμένη έως τώρα που να έχει μελετήσει σε αθλητές την επίδραση της προπόνησης των αναπνευστικών μυών στην απόδοση τους στο υψόμετρο και κατά πόσο η προπόνηση αυτή μπορεί να αντισταθμίσει τη μείωση της δύναμης των αναπνευστικών μυών στο υψόμετρο. Αυτό έχει ιδιαίτερη αξία για ορειβάτες και αθλητές ορεινής ποδηλασίας στους οποίους η απόδοση σε υψόμετρο είναι βασικό χαρακτηριστικό των αθλητικών τους δραστηριοτήτων και ίσως μπορεί να αποτελέσει μια συμπληρωματική μέθοδο στον εγκλιματισμό αυτών των ατόμων, η οποία μάλιστα θα μπορεί να πραγματοποιείται στο επίπεδο της θάλασσας. 1.5. Επεξηγήσεις όρων FEV 1 : Δυναμικός εκπνεόμενος όγκος σε 1 sec (lt). Ο όγκος αέρα που εκπνέεται 1 δευτερόλεπτο μετά την αρχή μιας δυναμικής ζωτικής χωρητικότητας. MVV 12 : Μέγιστος βουλητικός αερισμός σε 12sec (lt min -1 ). Ο μέγιστος όγκος αέρα που μπορούμε να αναπνεύσουμε σε 12 δευτερόλεπτα. FVC: Δυναμική ζωτική χωρητικότητα (lt). Ο όγκος του αέρα που αποβάλλεται ύστερα από μια δυναμική εκπνευστική προσπάθεια. VC max : Μέγιστη ζωτική χωρητικότητα (l). Ο μέγιστος όγκος αέρα που εκπνέεται ύστερα από μια πολύ βαθειά εισπνοή. PI max : Μέγιστη εισπνευστική πίεση (cmh 2 O). Το ανώτερο επίπεδο της αρνητικής πίεσης που επιτυγχάνεται κατά την διάρκεια μιας μέγιστης εισπνοής. ΚΣ max : Μέγιστη καρδιακή συχνότητα (b min -1 ). Η μέγιστη συχνότητα των καρδιακών σφυγμών κατά την δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max και της απόδοσης στο κυκλοεργόμετρο. Di max : Δείκτης δύσπνοιας κατά την δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max. Το πηλίκο του αερισμού που απαιτεί κατανάλωση οξυγόνου κατά την άσκηση (VE) προς τον μέγιστο βουλητικό αερισμό (MVV). VO 2max : Μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου σε απόλυτες (ml min -1 ) και σχετικές τιμές (ml kg-1min -1 ). Η μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου που επιτυγχάνεται με την άσκηση. 18

BF max : Συχνότητα αναπνοών (b min -1 ) κατά την δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max. VE max : Κατά λεπτό μέγιστος πνευμονικός αερισμός (l min -1 ) κατά την δοκιμασία προσδιορισμού της VO2max. Ο μέγιστος όγκος αέρα που εισπνέεται ανά λεπτό. RER: Αναπνευστικό πηλίκο κατά την δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max. Η αναλογία του όγκου του διοξειδίου του άνθρακα που εκπνέεται προς τον όγκο του οξυγόνου που καταναλώνεται για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Γ.Ο max : Μέγιστη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος στο αίμα, 5 λεπτά μετά τη λήξη της δοκιμασίας προσδιορισμού της VO2max (mmol l -1 ). VT ex : Εκπνεόμενος όγκος αέρα (l) κατά την μέγιστη δοκιμασία ποδηλάτησης. Ο όγκος του αέρα που εκπνέεται κατά την διάρκεια μιας ήρεμης αναπνοής. VT in : Εισπνεόμενος όγκος αέρα (l) κατά την μέγιστη δοκιμασία ποδηλάτησης. Ο όγκος του αέρα που εισπνέεται κατά την διάρκεια μιας ήρεμης αναπνοής. Ti/Ttot: Αναπνευστικός δραστικός χρόνος. Η συσχέτιση του χρόνου διάρκειας της συστολής των εισπνευστικών μυών προς την ολική διάρκεια της αναπνοής. ΣΧΑ: Συνολικός χρόνος άσκησης στο κυκλοεργόμετρο μέχρι την εξάντληση. RPE: Υποκειμενική αντίληψη δύσπνοιας κατά την μέγιστη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο. ΜΕ: Μέγιστη επιβάρυνση (watt) κατά την μέγιστη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο. 1.6. Οριοθετήσεις 1. Η έρευνα είναι πειραματική και περιορίστηκε σε προπονημένους αθλητές ορειβασίας και ποδηλασίας ηλικίας 18-45 ετών, καθ όλα υγιείς, απαλλαγμένους από τυχόν αναπνευστικές παθήσεις, όπως π.χ ασκησιογενές άσθμα, τραχειοβροχίτιδα, ρινίτιδα και άλλα εν γένει προβλήματα του αναπνευστικού συστήματος, καθώς και μυοσκελετικά προβλήματα. 2. Η συμμετοχή στην έρευνα υπήρξε εθελοντική, χωρίς καμιά υλική ή οικονομική αμοιβή. 3. Η συμμετοχή στην έρευνα πραγματοποιήθηκε κατά το τέλος της περιόδου προετοιμασίας σε ορειβάτες και ποδηλάτες. 4. Κανένα από τα άτομα του δείγματος δεν είχε ασχοληθεί συστηματικά με εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών στο παρελθόν. 19

5. Στην έρευνα συμμετείχαν άνδρες αθλητές από αθλητικά σωματεία της κεντρικής Μακεδονίας. 1.7. Υποθέσεις Οι παρακάτω μηδενικές υποθέσεις εξετάστηκαν για την μελέτη της συγκεκριμένης έρευνας: α) Δε θα υπάρξουν διαφορές ανάμεσα στην πειραματική και στην ομάδα ελέγχου σε ό,τι αφορά τους παράγοντες όγκοι και χωρητικότητες των πνευμόνων (VC, FVC, FEV 1, MVV 12 ) στο επίπεδο της θάλασσας πριν και μετά την ΠΑΜ. β) Δε θα υπάρξουν διαφορές ανάμεσα στην πειραματική και στην ομάδα ελέγχου σε ό,τι αφορά την μέγιστη εισπνευστική πίεση (PI max ) στο επίπεδο της θάλασσας και στο υψόμετρο. γ) Δε θα υπάρξουν διαφορές ανάμεσα στην πειραματική και στην ομάδα ελέγχου σε ό,τι αφορά τις καρδιοαναπνευστικές και μεταβολικές παραμέτρους (KΣ max, VO 2max, VE max, BF max, RER max, DI max, ΓΟ max ) κατά τη μέγιστη επιβάρυνση στο επίπεδο της θάλασσας. δ) Δε θα υπάρξουν διαφορές ανάμεσα στην πειραματική και στην ομάδα ελέγχου σε ό,τι αφορά τις παραμέτρους της επιβάρυνσης και αθλητικής απόδοσης (ΚΣ max ΓΟ max, ΣΧΑ, ME, ΥΚΔ) στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο. ε) Δε θα υπάρξουν διαφορές ανάμεσα στην πειραματική και στην ομάδα ελέγχου σε ό,τι αφορά τους πνευμονικούς δείκτες (VT ex VT in Ti/Τtot) στο επίπεδο της θάλασσας. 20

Κεφάλαιο II. Ανασκόπηση Βιβλιογραφίας 21

2.1 Αναπνευστική λειτουργία σε υψόμετρο Οι πνεύμονες αποτελούν τον συνδετικό κρίκο ανάμεσα στο οξυγόνο της ατμόσφαιρας και του μεταβολικού μηχανισμού του ανθρώπινου οργανισμού. Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η βαρομετρική πίεση μειώνεται σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας και οι πνεύμονες καταβάλουν μεγαλύτερη προσπάθεια ώστε να λάβουν μεγαλύτερο όγκο αέρα για το ίδιο παραγόμενο έργο (West et al., 1983; Sutton et al., 1988). Ταυτόχρονα, ο υπεραερισμός αποτελεί έναν από τους βασικούς παράγοντες του εγκλιματισμού ενός ατόμου στο υψόμετρο, παράγοντα που διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο όταν το άτομο αυτό ασκείται υπό τέτοιες συνθήκες (West, 1982). Σε σύγκριση με το επίπεδο της θάλασσας, τα επίπεδα του πνευμονικού αερισμού είναι τετραπλάσια σε υψόμετρο 6.300 μέτρων (West et al., 1983; Sutton et al., 1988). Σε χαμηλότερα υψόμετρα η πνευμονική ανταπόκριση και το παραγόμενο έργο είναι χαμηλότερα αλλά παραμένουν σε υψηλοτέρα επίπεδα από ότι στο επίπεδο της θάλασσας (Schoene 2001). Καθώς θεωρούμε ότι οι περιορισμοί στην άσκηση επιβάλλονται από την ανάγκη για υψηλά επίπεδα αερισμού των πνευμόνων, είτε στο επίπεδο της θάλασσας είτε σε μεγάλο υψόμετρο, θα πρέπει πρώτα να εξεταστεί η επίδραση της πυκνότητας του αέρα στο έργο της αναπνοής. Μια μελέτη των Cibella et al. (Cibella et al., 1999), έδειξε ότι, με δεδομένη την χαμηλότερη πυκνότητα του οξυγόνου, το αποτέλεσμα ήταν να εξακολουθεί να υπάρχει μια μεγαλύτερη ενεργειακή δαπάνη κατά την αναπνοή σε μεγάλο υψόμετρο για κάθε δεδομένο φορτίο εργασίας από ότι σε χαμηλό υψόμετρο. Είναι εμφανές ότι η μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (VO 2max ) παρουσιάζει μείωση με την άμεση έκθεση στο υψόμετρο. Έχει παρατηρηθεί μείωση της VO 2max με ταυτόχρονη αύξηση του υψόμετρου, σε υψόμετρα που κυμαίνονται από 580 μέτρα έως 8.848 (Everest), (Fulco et al., 1998). Σε υψόμετρα της τάξεως 1.500 μέτρων έως και 2.300 μέτρων έχει παρατηρηθεί μείωση της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου σε σχέση με τις τιμές στο επίπεδο της θάλασσας, σε ποσοστά που κυμαίνονται από 12% έως 17% (Bailey et al., 1998; Roberts et al., 1998; Jensen et al., 1993; Saltin et al., 1995; Daniels & Oldridge, 1970; Adams et al., 1975; Faulkner et al., 1967). Προκύπτει ότι η VO 2max μειώνεται κατά 9% για κάθε 1.000 μέτρα αύξησης του υψομέτρου και για υψόμετρα άνω των 1.050 μέτρων (Robergs et al., 1998). Ωστόσο το φαινόμενο αυτό μπορεί να παρατηρηθεί και σε χαμηλότερα υψόμετρα (580 μέτρα) σε προπονημένους αθλητές στους οποίους η μείωση της VO2max με την 22

άμεση έκθεση στο υψόμετρο είναι εντονότερη σε σύγκριση με τους μη προπονημένους (Lawler et al., 1988; Wagner et al., 1986; Gore et al., 1996; Koistinen et al., 1995; Gore et al., 1997). 2.2 Αναπνευστικοί μύες και υψόμετρο Ταυτόχρονα με τις υπόλοιπες προσαρμογές που συμβαίνουν στον οργανισμό κατά την έκθεση του σε συνθήκες υποξίας (υψόμετρο), παρατηρούνται σημαντικές μεταβολές και στην λειτουργία των αναπνευστικών μυών. Κατά την άσκηση και την εκτέλεση υψηλού έργου, οι αναπνευστικοί μύες παρουσιάζουν σημάδια κόπωσης τόσο στο επίπεδο της θάλασσας όσο και σε υψόμετρο. Σε υψόμετρο το αναπνευστικό σύστημα επιβαρύνεται ιδιαίτερα κατά την άσκηση σε υπομέγιστες και μέγιστες επιβαρύνσεις. Οι υψηλές απαιτήσεις του πνευμονικού αερισμού απαιτούν μεγαλύτερο αναπνευστικό έργο με αποτέλεσμα την κόπωση του διαφράγματος (Cibella et al., 1996). Πιο συγκεκριμένα στο διάφραγμα, που αποτελεί τον κυριότερο αναπνευστικό μυ του οργανισμού, η κόπωση είναι εμφανής και ιδιαίτερα έντονη σε επίπεδα άσκησης που ξεπερνούν το 85% της VO 2max (Johnson et al., 1993; Vogiatzis et al., 2007; Verges et al., 2010). Σε επίπεδα επιβάρυνσης κάτω από το 70% της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου, φαίνεται ότι δεν παρουσιάζονται ιδιαίτερα σημάδια κόπωσης. Ανώτερα επίπεδα άσκησης όμως (>70% της VO 2max ) για μεγάλη διάρκεια προκαλούν μείωση της διαφραγματικής πίεσης κατά 25% και κατ επέκταση μείωση της δύναμης των αναπνευστικών μυών (Marciniuk et al., 1994). Επίσης, ο χρόνος ανάκτησης των αρχικών επιπέδων δύναμης και ικανότητας του διαφράγματος αυξάνεται στο υψόμετρο, παρόλο που ο χρόνος άσκησης μειώνεται δραστικά σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας (Babcock et al., 1995; Gudjonsdottir et al., 2001). Ταυτόχρονα, οι επιδράσεις που ασκούνται στο διάφραγμα εμφανίζονται και στο σύνολο των αναπνευστικών μυών, ως αποτέλεσμα της άμεσης έκθεσης στο υψόμετρο ή της άσκησης στο περιβάλλον αυτό. Η άμεση αύξηση του υψομέτρου οδηγεί σε μείωση της μέγιστης εισπνευστικής πίεσης ακόμα και στην ηρεμία, γεγονός που εντείνεται κατά την άσκηση (Fasano et al., 2006; Sharma & Brown 2007). Αντίστοιχα παρατηρούνται επιδράσεις και σε άλλες παραμέτρους που αφορούν τη λειτουργία και την επάρκεια των αναπνευστικών μυών, όπως τη δυναμική ζωτική χωρητικότητα, τον δυναμικό εκπνευσμένο όγκο και τον μέγιστο βουλητικό αερισμό και αντοχή των αναπνευστικών μυών. Έχει αποδειχθεί ότι η δυναμική ζωτική χωρητικότητα παρουσιάζει αύξηση κατά την άμεση έκθεση σε μεσαίο έως μεγάλο υψόμετρο, ενώ ο 23

δυναμικός εκπνευσμένος όγκος, ο μέγιστος βουλητικός αερισμός και η αντοχή των αναπνευστικών μυών μειώνονται δραστικά (Sharma & Brown 2007). 2.3 Κόπωση των αναπνευστικών μυών Η κόπωση στο μυϊκό σύστημα του ανθρώπου, ως αποτέλεσμα της σύντομης ή της παρατεταμένης άσκησης, είναι ένα φαινόμενο που παρατηρείται αντίστοιχα και στους αναπνευστικούς μύες (Johnson et al.,1993; Mador et al., 1993). Αρχικά, θεωρείτο πως η λειτουργία των αναπνευστικών μυών δεν αποτελούσε περιοριστικό παράγοντα στην ανθρώπινη απόδοση (Pardy et al., 1988). Ωστόσο, μετέπειτα έρευνες που πραγματοποιήθηκαν φανέρωσαν ότι η κόπωση των αναπνευστικών μυών και ιδιαίτερα η κόπωση του διαφράγματος κατά τη διάρκεια έντονης αερόβιας άσκησης, αποτελούν περιοριστικό παράγοντα της αναπνευστικής απόδοσης (Dempsey et al., 1990; Vogiatzis et al., 2008; Babcock et al., 1996; Ozkaplan et al., 2005; Caine and Mc Connell, 2000). Παράλληλα, έχει αναφερθεί ότι η κόπωση των αναπνευστικών μυών αυξάνει το αίσθημα της προσπάθειας κατά τη διάρκεια μιας μέγιστης αναπνοής σε υγιή άτομα (Suzuki et al., 1992). Ακόμη, τα αποτελέσματα αρκετών ερευνών έχουν δείξει πως το έργο της αναπνοής κατά την διάρκεια παρατεταμένης υψηλής έντασης άσκησης επηρεάζει άμεσα την αθλητική απόδοση, κάτι που οφείλεται στην κόπωση του διαφράγματος και των αναπνευστικών μυών (Harms et al., 1998; Harms et al., 2000). Σύμφωνα με τα παραπάνω, οι μύες της αναπνοής θεωρούνται μορφολογικά και λειτουργικά σκελετικοί μύες, με αποτέλεσμα να επιδέχονται τις προσαρμογές της προπόνησης όπως κάθε άλλος σκελετικός μυς (Enright et al., 2006). Επομένως, συμπεραίνουμε ότι η βελτίωση της αναπνευστικής απόδοσης μπορεί να αντιστρέψει το φαινόμενο της κόπωσης των αναπνευστικών μυών που προκαλείται λόγω της διάρκειας και της έντασης της άσκησης σε αγωνίσματα αντοχής. Έχει φανεί πως η βελτίωση της απόδοσης των αναπνευστικών μυών προκαλεί μείωση της αναπνευστικής συχνότητας και του υπεραερισμού των αθλητών καθώς και καθυστέρηση εμφάνισης του αισθήματος της δύσπνοιας (Spengler & Boutellier, 2000). 2.4 Προπόνηση αναπνευστικών μυών και αναπνευστική απόδοση Η προπόνηση των αναπνευστικών μυών και οι επιδράσεις της στην αναπνευστική απόδοση άρχισε να απασχολεί την επιστημονική κοινότητα αρκετά χρόνια πριν. 24

Προηγούμενες έρευνες έχουν αναδείξει σημαντικές αλλαγές στην αναπνευστική λειτουργία και απόδοση μετά από εξειδικευμένη προπόνηση των αναπνευστικών μυών (Bradley et al., 1978; Boutellier & Piwko 1992; Suzuki et al., 1993; Stuessi et al., 2001; Markov et al., 2001; Enright et al., 2006; Chiappa et al., 2009). Αρκετές από αυτές έδειξαν ότι η προπόνηση των αναπνευστικών μυών σε απροπόνητα άτομα, προκαλεί βελτίωση της αντοχής τους σε ποσοστά που κυμαίνονται από 10% έως 268% (Bradley et al., 1978; Boutellier & Piwko 1992; Suzuki et al., 1993; Stuessi et al., 2001; Markov et al., 2001; Enright et al., 2006; Chiappa et al., 2009; Gething et al., 2004). Αντίστοιχα αποτελέσματα έχουν καταγραφεί και σε προπονημένους, αλλά με μικρότερα ποσοστά βελτίωσης, της τάξεως έως 27% (Morgan et al., 1987; Fairbarn et al., 1991; Boutellier et al., 1992; Spengler et al., 1999; Inbar et al., 2000; Sonetti et al., 2001; Romer et al., 2002; Williams et al., 2002; Holm et al., 2004; Wells et al., 2005; Held et al., 2014). Παράλληλα η βελτίωση της εισπνευστικής δύναμης φαίνεται να παίζει σημαντικό ρόλο τόσο σε αγύμναστα άτομα όσο και σε προπονημένους αθλητές. Στα αγύμναστα άτομα τα ποσοστά βελτίωσης που προκύπτουν από τις αντίστοιχες έρευνες κυμαίνονται από 4% έως 45% (Hanel and Secher 1991; Suzuki et al., 1993; 2000; Huang etal., 2002; Edwards and Cooke 2004; Gething et al., 2004; Enrigth et al., 2006; Guenette et al., 2006; Uemura et al., 2012; Edwards 2013). Σε προπονημένους αθλητές αντοχής όπως ποδηλάτες (Morgan et al., 1987; Markov et al., 2001; Stuessi et al., 2001; Sonetti et al., 2001; Romer et al., 2002; Holm et al., 2004; Johnson and Sharpe 2007), κωπηλάτες (Volianitis et al., 2001; Griffiths and McConnell 2007), δρομείς αντοχής (Inbar et al., 2000; Williams et al., 2002; Tong et al., 2008) και κολυμβητές (Clanton et al., 1987; Wells et al., 2005), η χρήση εξειδικευμένης προπόνησης βελτιώνει την εισπνευστική τους δύναμη σε ποσοστό μέχρι και 45% (Sheel, 2002). 2.5 Ο ρόλος της προπόνησης των αναπνευστικών μυών (ΠΑΜ) στην αθλητική απόδοση Αν και η επίδραση της εξειδικευμένης προπόνησης των αναπνευστικών μυών στην αναπνευστική απόδοση έχει μελετηθεί διεξοδικά και έχει αποδειχθεί, η επίδραση στην αθλητική απόδοση βρίσκεται ακόμα υπό μελέτη. Πολλές είναι οι έρευνες που μελέτησαν την επίδραση αυτή, τόσο σε αθλητές υψηλού επιπέδου όσο 25

και σε αγύμναστα άτομα, οι οποίες όμως παρουσιάζουν αντικρουόμενα αποτελέσματα (Sheel, 2002). Υπάρχουν αρκετά ερευνητικά δεδομένα που φανερώνουν ότι η απόδοση σε αθλητές αντοχής μπορεί να υποστεί σημαντικές βελτιώσεις μετά από εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών από 25 έως 50% (Haas and Haas, 1981; Chen and Martin, 1983; Harms et al., 1988; Boutellier and Piwko, 1992; Boutellier et al., 1992; Suzuki et al., 1995; Kohl et al., 1997; Harms et al.,1997; Furian et al., 1998;Volianitis et al., 1999; Spengler et al., 1999; Harms et al., 2000; Spengler and Boutellier, 2000; Sonnetti et al., 2001; Volianitis et al., 2001; Stuessi et al., 2001; Markov et al., 2001; Romer et al., 2002; Gething et al., 2003; Holm et al., 2004; Gigliotti et al., 2005; Johnson and Sharpe, 2007; Griffiths and McConnell, 2007). Παρόλα αυτά σε άλλες έρευνες παρουσιάζονται αντίθετα αποτελέσματα, σύμφωνα με τα οποία δεν εμφανίζεται βελτίωση στην απόδοση ή η βελτίωση αυτή δεν είναι στατιστικά σημαντική είτε πρόκειται για προπονημένους αθλητές (Morgan et al., 1987; Fairban et al., 1991; Markov et al., 1996; Kohl et al., 1997; Inbar et al.,2000; Sonetti et al., 2001; Williams et al., 2002; Romer et al., 2002; Wells et al., 2005; Riganas et al., 2008) είτε για απροπόνητους (Larson & Kim, 1984; Hanel and Secher, 1991; McConnell and Sharpe, 2005;). Σε περιπτώσεις όπου εξετάστηκαν τυχόν επιδράσεις της ΠΑΜ στη μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου και κατ επέκταση στην αναπνευστική απόδοση, η πλειοψηφία των ερευνών έδειξε ότι η εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών δεν επιφέρει βελτιώσεις στη VO 2max σε προπονημένους και απροπόνητους αθλητές (Morgan et al., 1987; Belman and Gaesser, 1988; Fairbarn et al., 1991; Hanel and Secher, 1991; Sprengler et al., 1999; Inbar et al., 2000; Stuessi et al., 2001; Markov 2001; Williams et al., 2002; Edwards and Cooke, 2004; Gething et al., 2004; McConnell and Sharpe 2005; Johnson and Sharpe, 2007; Riganas et al., 2008; Edwards 2013). Στην προσπάθεια να εξηγηθεί η επίδραση της εξειδικευμένης προπόνησης των αναπνευστικών μυών στη βελτίωση της απόδοσης, είναι χρήσιμο να συσχετιστεί και με την παραγωγή και συσσώρευση του γαλακτικού οξέος στο αίμα κατά την άσκηση. Κάποιες έρευνες παρουσιάζουν στα αποτελέσματα τους ελαττωμένη παραγωγή γαλακτικού οξέος κατά ~2mmol/lt ύστερα από έντονη άσκηση και αφού είχε προηγηθεί η εφαρμογή προγράμματος εξειδικευμένης προπόνησης των αναπνευστικών μυών (Knudson et al., 1976; Boutellier and Piwko, 1992; Boutellier, 26

1998; Spengler et al., 1999; Volianitis et al., 2001; Romer et al., 2002), ενώ κάποιες άλλες αντίθετα αποτελέσματα, δίχως καμία μεταβολή ως αποτέλεσμα της ΠΑΜ (Sonnetti et al., 2001; Stuessi et al., 2001 Williams et al., 2002; Wells et al., 2005; Griffiths and McConnell, 2007). 2.6 Ο ρόλος της προπόνησης των αναπνευστικών μυών (ΠΑΜ) στην απόδοση σε υψόμετρο. Υπάρχουν ελάχιστες πληροφορίες όσον αφορά την επίδραση της προπόνησης των αναπνευστικών μυών στην αθλητική απόδοση στο υψόμετρο, καθώς πολύ λίγες μελέτες έχουν πραγματοποιηθεί για τον σκοπό αυτό. Από μια πρόσφατη μελέτη των Downey και συν. (2006), παίρνουμε τα πρώτα στοιχεία για την επίδραση της ΠΑΜ στο υψόμετρο. Στην έρευνα συμμετείχαν οκτώ άντρες και οκτώ γυναίκες, ενεργά ασκούμενοι και με καλή κατάσταση της υγείας τους, οι οποίοι δοκιμάστηκαν σε δύο υπομέγιστες δοκιμασίες (85% VO 2max ), ενώ παράλληλα μετρήθηκαν η δύναμη και η αντοχή των αναπνευστικών μυών, η λειτουργία και το πάχος του διαφράγματος καθώς και η αίσθηση δύσπνοιας. Για τη δημιουργία συνθηκών υποξίας, οι συμμετέχοντες ανέπνεαν μέσω αναπνευστικής συσκευής υποξικό αέριο (FIO 2 0.14). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η εξειδικευμένη προπόνηση των αναπνευστικών μυών διάρκειας τεσσάρων εβδομάδων, αύξησε το πάχος του διαφράγματος και τη δύναμη των αναπνευστικών μυών ενώ καμία μεταβολή δεν υπήρξε στην αντοχή τους. Ταυτόχρονα μειώθηκαν κατά την άσκηση η κόπωση των αναπνευστικών μυών, η μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου, η καρδιακή παροχή, ο πνευμονικός αερισμός. Ακόμη, σημαντικό εύρημα αποτελεί το γεγονός ότι μετά την εφαρμογή του προπονητικού προγράμματος προπόνησης των αναπνευστικών μυών, μειώθηκε σημαντικά η υποκειμενική αίσθηση της δύσπνοιας κατά την άσκηση (Downey et al., 2006). Ωστόσο, αναπάντητο παραμένει το ερώτημα αν η απόδοση σε υψόμετρο βελτιώνεται με τη χρήση εξειδικευμένου προπονητικού προγράμματος των αναπνευστικών μυών που πραγματοποιείται στο επίπεδο της θάλασσας. Καθώς δεν υπάρχουν αρκετές πληροφορίες για τα παραπάνω, η παρούσα μελέτη επιχειρεί να δώσει απάντηση στο ερώτημα αυτό και να μελετήσει την επίδραση της ΠΑΜ στην απόδοση τόσο στο επίπεδο της θάλασσας όσο και σε υψόμετρο αλλά και στο ερώτημα κατά πόσο η εξειδικευμένη αυτή προπόνηση μπορεί να ανατρέψει τα αρνητικά αποτελέσματα της άμεσης έκθεσης του οργανισμού σε συνθήκες υψομέτρου. 27

Κεφάλαιο III. Μεθοδολογία 28

3.1 Δείγμα Η επιλογή των συμμετεχόντων έγινε μετά από ενημέρωση αθλητών ορεινής ποδηλασίας και ορειβατών (40 ορειβατικών και ποδηλατικών συλλόγων της περιοχής της κεντρικής Μακεδονίας). Στους αθλητές διανεμήθηκε πληροφοριακό έντυπο υλικό που αφορούσε τη διαδικασία των μετρήσεων. Στην παρούσα έρευνα συμμετείχαν οικειοθελώς 34 στο σύνολο προπονημένοι αθλητές ορειβασίας (17) και ορεινής ποδηλασίας (17) ηλικίας 18-45 ετών. Κριτήριο για τη συμμετοχή τους αποτέλεσε η προπονητική τους ηλικία, η οποία θα έπρεπε να είναι μεγαλύτερη των τριών (3) ετών, η ελάχιστη συχνότητα προπονήσεων (4 προπονητικές μονάδες / εβδομάδα), η απουσία οποιουδήποτε τραυματισμού και η αποχή από κάθε είδους χορήγηση φαρμακευτικής αγωγής. Επιπλέον, αποκλείστηκαν αθλητές που έπασχαν από οποιαδήποτε πνευμονοπάθεια ή τύπο άσθματος καθώς και όσοι έκαναν ή είχαν κάνει στο παρελθόν χρήση ισχυρών αποφρακτικών φαρμάκων. Στον τελικό σχεδιασμό της παρούσας μελέτης σύμφωνα με τα παραπάνω κριτήρια συμμετείχαν τελικώς τριάντα τέσσερις (34) αθλητές, οι οποίοι χωρίστηκαν τυχαία σε δυο ομάδες με τη μέθοδο της λοταρίας: δεκαεπτά συμμετέχοντες αποτέλεσαν την πειραματική ομάδα (ΠΟ) εκ των οποίων οκτώ ποδηλάτες και εννέα ορειβάτες και δεκαεπτά την ομάδα ελέγχου (ΟΕ) εκ των οποίων εννέα ποδηλάτες και οκτώ ορειβάτες. Από τους συμμετέχοντες ζητήθηκε να αποφύγουν την πρόσληψη οποιουδήποτε εργογόνου βοηθήματος που τυχόν θα επηρέαζε την απόδοσή τους καθώς και να διατηρήσουν τη συνήθη δίαιτά τους κατά τη διάρκεια των μετρήσεων. Οι αρχικές μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν κατά το τέλος της περιόδου προετοιμασίας, αφού πρώτα κατατέθηκε η έγγραφη αποδοχή συμμετοχής στην έρευνα. 3.2 Περιγραφή οργάνων Όλες οι μετρήσεις στο επίπεδο της θάλασσας πραγματοποιήθηκαν κάτω από πλήρως ελεγχόμενες συνθήκες. Η θερμοκρασία κατά τη διάρκεια των μετρήσεων ήταν 20 22 ο C και η σχετική υγρασία κυμαινόταν από 50 55%. Η μέτρηση του ύψους των συμμετεχόντων έγινε με σταθερό αναστημόμετρο τύπου SECA (Seca 220e, Germany) και του σωματικού βάρους με ηλεκτρονική ζυγαριά, μέγιστου μετρούμενου σωματικού βάρους 130Kgr και ελάχιστου 2Kgr (Seca 220e, Germany). Για τις δοκιμασίες που πραγματοποιήθηκαν στο επίπεδο της θάλασσας στο εργαστήριο (δοκιμασία προσδιορισμού της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου και 29

μέγιστη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο) και στο υψόμετρο (μέγιστη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο), χρησιμοποιήθηκε κυκλοεργόμετρο (Monark Vansbro, 868, Sweden). Κατά τη διάρκεια προσδιορισμού της VO 2max οι αθλητές ήταν συνδεδεμένοι ταυτόχρονα με: σπιρόμετρο ανοικτού κυκλώματος για τη συλλογή των αναπνευστικών αερίων (Oxycon-Pro, Jaeger, Wurzburg, Germany) και με τηλεμετρικό ηλεκτροκαρδιογράφο πλήρως προσαρμοσμένο στο εργοσπιρομετρικό σύστημα (Polar, Kempele, Finland). Φορητός αναλυτής γαλακτικού οξέος χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση της συγκέντρωσης στο τριχοειδικό αίμα που λήφθηκε από το δάκτυλο, με τη μέθοδο της ξηράς χημείας σε φωτόμετρο-ανακλασίμετρο (Accusport, Boehringer Mannheim, Germany). Η μέτρηση της εισπνευστικής πίεσης των αναπνευστικών μυών καταγράφηκε με μετρητή στοματικής πίεσης (MicroMedical, Mouth Pressure Meter, MPO2, UK). Η έμμεση αξιολόγηση της αντοχής των αναπνευστικών μυών πραγματοποιήθηκε με τη δοκιμασία του μέγιστου βουλητικού αερισμού διάρκειας 12 sec (MVV12), σε ανοιχτό σύστημα σπιρομέτρησης, όπως και η μέτρηση της αναπνευστικής λειτουργίας στην ηρεμία (Oxycon-Pro, Jaeger, Wurzburg, Germany). Τέλος, για την εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών, χρησιμοποιηθήκαν αναπνευστικά ασκησιόμετρα (POWERbreathe, IMT Technologies Ltd., Birmingham, UK). 3.3 Περιγραφή δοκιμασιών Όλοι οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε τέσσερις μέγιστες δοκιμασίες, δύο στο επίπεδο της θάλασσας και δύο σε υψόμετρο 2.000 m. Συγκεκριμένα, πριν και μετά το πέρας των έξι εβδομάδων της ΠΑΜ, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε μέγιστη δοκιμασία με εργοσπιρομέτρηση στο επίπεδο της θάλασσας (Εργαστήριο Εργοφυσιολογίας Εργομετρίας του Τ.Ε.Φ.Α.Α.-Α.Π.Θ) για την αξιολόγηση της απόδοσής τους, τη μέτρηση καρδιοαναπνευστικών και μεταβολικών παραμέτρων, καθώς και πνευμονικών δεικτών, όγκων και χωρητικοτήτων. Επίσης, πριν και μετά το πέρας των έξι εβδομάδων της ΠΑΜ, οι συμμετέχοντες υποβλήθηκαν σε μέγιστη δοκιμασία σε υψόμετρο 2.000 m, για την αξιολόγηση της απόδοσής τους και της μέγιστης εισπνευστικής πίεσης των αναπνευστικών τους μυών. 30

3.3.1 Προσδιορισμός της VO2max στο επίπεδο της θάλασσας Κατά την πρώτη επίσκεψη οι δοκιμαζόμενοι, αφού ενημερώθηκαν επί τόπου για τη διαδικασία της μέτρησης και συμπλήρωσαν το έντυπο συναίνεσης του δοκιμαζομένου, τους ζητήθηκε να ξαπλώσουν σε ιατρικό κρεβάτι στη θέση της ύπτιας κατάκλισης για δέκα (10) λεπτά, προκειμένου να καταγραφεί η καρδιακή συχνότητα ηρεμίας (Κ.Σηρεμίας) και η αρτηριακή πίεση (συστολική και διαστολική) (Medilog AR12, Digital ECG Recorder, Germany). Για τον προσδιορισμό του ύψους χρησιμοποιήθηκε σταθερό αναστημόμετρο, όπου ο εξεταζόμενος σε όρθια στάση μετρούνταν χωρίς υποδήματα, ενδεδυμένος μόνο με την αγωνιστική ενδυμασία, ώστε να είναι ευδιάκριτη η θέση του σώματος του. Το βάρος του μοιραζόταν εξίσου στα δυο πόδια που σχημάτιζαν μεταξύ τους γωνία περίπου 15º και με τις πτέρνες να βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους. Το κατακόρυφο στέλεχος της ράβδου μέτρησης βρισκόταν στη ράχη του εξεταζόμενου, ενώ το οριζόντιο μετακινούνταν μέχρι να έλθει σε επαφή με τη κεφαλή τους. Η μέτρηση καταγράφονταν στο πλησιέστερο εκατοστό. Για τον προσδιορισμό του βάρους πριν από κάθε μέτρηση γινόταν έλεγχος της ακρίβειας της ζυγαριάς (Seca 220e, Germany). Το επόμενο στάδιο δοκιμασίας ήταν ο σπιρομετρικός έλεγχος ηρεμίας. Πριν ξεκινήσουν οι δοκιμασίες αναπνευστικών παραμέτρων προηγήθηκε μια εικονική επίδειξη για τη κατανόηση της διαδικασίας σπιρομετρίας ηρεμίας. Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν 3 μέγιστες και όσο το δυνατόν ταχείς εισπνευστικές προσπάθειες, στον μετρητή στοματικών πιέσεων, για να προσδιοριστεί αδρά η εισπνευστική δύναμη των αναπνευστικών μυών (PImax). Το διάλειμμα μεταξύ των τριών προσπαθειών ήταν 1-2min. Κατά τη δοκιμασία αυτή ζητούνταν από τους εξεταζόμενους, αφού εκπνεύσουν όλο τον αέρα μέσα στο μετρητή πραγματοποιώντας ταυτόχρονα κάμψη του κορμού τους, να εισπνεύσουν όσο το δυνατόν πιο βίαια. Από τις τρεις αυτές προσπάθειες καταγράφηκε ο μέσος όρος των δυο μεγαλύτερων τιμών. Στη συνέχεια οι συμμετέχοντες συνδέθηκαν με το σπιρόμετρο προκειμένου να προσδιοριστούν οι πνευμονικοί όγκοι και οι χωρητικότητες. Για τη μέτρηση της ολικής ζωτικής χωρητικότητας (VC), της εισπνευστικής (VC in ) και εκπνευστικής ικανότητας (VC ex ) ζητήθηκε από τους εξεταζόμενους μετά την εκτέλεση δυο κανονικών αναπνοών να εκτελέσουν μια βαθιά αργή εισπνοή και να εκπνεύσουν όλο τον αέρα των πνευμόνων τους διαμέσου ενός αεραγωγού έχοντας κλειστή τη μύτη με ειδικό ρινοπίεστρο. Η ίδια διαδικασία αλλά με μέγιστη ταχύτητα εισπνοής και 31

εκπνοής επαναλήφθηκε προκειμένου να μετρηθεί η δυναμική ζωτική χωρητικότητα (FVC) και ο δυναμικός εκπνεόμενος όγκος σε ένα (1) sec (FEV 1 ). Ο σπιρομετρικός έλεγχος ολοκληρώθηκε με τη δοκιμασία του Μέγιστου Βουλητικού Αερισμού διάρκειας δώδεκα (12) sec (MVV 12 ). Ζητήθηκε από τους δοκιμαζόμενους, να εκτελέσουν για 12sec όσο το δυνατόν, γρήγορες, βαθιές και βίαιες αναπνοές. Όλες οι παραπάνω μετρήσεις έγιναν σε ανοιχτό κύκλωμα σπιρομέτρησης (Oxycon-Pro, Jaeger,Wurzburg, Germany). Μετά το πέρας της σπιρομέτρησης ηρεμίας ακλούθησε η δοκιμασία προσδιορισμού της μέγιστης πρόσληψης οξυγόνου (VO 2max ) σε κυκλοεργόμετρο (Monark Vansbro, 868, Sweden) με συνεχόμενο και σταδιακά αυξανόμενης έντασης πρωτόκολλο (Oxycon-Pro, Jaeger, Wurzburg, Germany). Η μέτρηση και η καταγραφή της καρδιακής συχνότητας γινόταν σε όλη τη διάρκεια της δοκιμασίας με τηλεμετρικό ηλεκτοκαρδιογράφο, πλήρως προσαρμοσμένο στο σπιρόμετρο (Polar, Kempele, Finland). Το ηλεκτροκαρδιογράφημα την ίδια στιγμή εμφανιζόταν στην οθόνη του σπιρομέτρου, ενώ η καρδιακή συχνότητα καταγραφόταν σε πραγματικό χρόνο. Κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας γινόταν ανάλυση των εκπνεόμενων όγκων αερίων για κάθε αναπνοή με τη βοήθεια ανοικτού κυκλώματος σπιρομέτρησης τύπου breath by breath. Ο εκπνεόμενος όγκος του αέρα διοχετεύθηκε από μια βαλβίδα υψηλής ταχύτητας (Hans Rudolph) και διαμέσου ενός πλαστικού λεπτού σωλήνα χαμηλής αντίστασης στον αναλυτή αερίων. Πριν από κάθε μέτρηση πραγματοποιήθηκε ποιοτική και ποσοτική βαθμονόμηση αερίων του σπιρομέτρου, ενώ λήφθηκαν υπόψη οι ατμοσφαιρικές συνθήκες βαρομετρικής πίεσης, θερμοκρασίας, υγρασίας και υψομέτρου. Η μετατροπή των αναπνευστικών παραμέτρων στον παράγοντα STPD έγινε αυτόματα από το σύστημα, ενώ οι αναλώσιμοι περιφερικοί αισθητήρες του σπιρομέτρου ελέγχονταν καθημερινά. Το πρωτόκολλο αυξανόμενης έντασης, μέχρι οριστικής εξάντλησης, πραγματοποιήθηκε σε κυκλοεργόμετρο (Monark, Vansbro, 868, Sweden). Το πρωτόκολλο μετά τη συνήθη προθέρμανση (2-4min) περιλάμβανε ποδηλάτηση για 4min με επιβάρυνση 100W, με σταδιακή αύξηση 50W κάθε 4min μέχρι την ολοκλήρωση 12 λεπτών. Από τα 12 λεπτά και έπειτα, η αύξηση της έντασης ήταν 25W κάθε 1 λεπτό μέχρι την οριστική εξάντληση του δοκιμαζόμενου. Ο ρυθμός ποδηλάτισης ορίστηκε στις 60 στροφές ανά λεπτό. 32

Ως κριτήρια επίτευξης της VO 2max ελήφθησαν: α) το πλατό της καμπύλης της VO 2max παρά τη συνεχιζόμενη αύξηση της επιβάρυνσης, β) το αναπνευστικό πηλίκο μεγαλύτερο του 1.10, γ) η μέγιστη καρδιακή συχνότητα ± 10 παλμοί της προβλεπόμενης σύμφωνα με τον τύπο 220-ηλικία και δ) η μέγιστη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος > 8.0 mmol/lt μετά τη λήξη της δοκιμασίας (Bassett & Howley, 2000). Μετά το πέρας της δοκιμασίας προσδιορίστηκε η μέγιστη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος στο τριχοειδικό αίμα με τη μέθοδο της ξηράς χημείας σε φωτόμετρο-ανακλασίμετρο. Η λήψη του αίματος γίνονταν στο πέμπτο (5ο) λεπτό μετά τη λήξη της δοκιμασίας από τη ράγα του δεξιού δείκτη, μετά από προθέρμανση του δακτύλου μέσα σε χλιαρό νερό (Accusport, Boehringer Mannheim, Germany). 3.3.2 Μέγιστη δοκιμασία σε υψόμετρο Για κάθε αθλητή ξεχωριστά πραγματοποιήθηκε μια μέγιστη δοκιμασία σε υψόμετρο 2000m, σε ποδηλατοεργόμετρο (Monark, Vansbro, 868, Sweden) πριν και μετά το πέρας της προπόνησης αναπνευστικών μυών διάρκειας 6 εβδομάδων. Κατά την άφιξή τους στο υψόμετρο καταγράφηκε η καρδιακή συχνότητα ηρεμίας (Κ.Σηρεμίας) και η αρτηριακή πίεση (συστολική και διαστολική) σε συνθήκες υψομέτρου (Medilog AR12, Digital ECG Recorder, Germany). Το επόμενο στάδιο δοκιμασίας ήταν ο σπιρομετρικός έλεγχος ηρεμίας. Πριν ξεκινήσουν οι δοκιμασίες αναπνευστικών παραμέτρων προηγήθηκε μια εικονική επίδειξη για τη κατανόηση της διαδικασίας σπιρομετρίας ηρεμίας. Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν 3 μέγιστες και όσο το δυνατόν ταχείς εισπνευστικές προσπάθειες, στον μετρητή στοματικών πιέσεων, για να προσδιοριστεί αδρά η εισπνευστική δύναμη των αναπνευστικών μυών (PImax). Το διάλειμμα μεταξύ των τριών προσπαθειών ήταν 1-2min. Κατά τη δοκιμασία αυτή ζητούνταν από τους εξεταζόμενους, αφού εκπνεύσουν όλο τον αέρα μέσα στο μετρητή πραγματοποιώντας ταυτόχρονα κάμψη του κορμού τους, να εισπνεύσουν όσο το δυνατόν πιο βίαια. Από τις τρεις αυτές προσπάθειες καταγράφηκε ο μέσος όρος των δυο μεγαλύτερων τιμών. (MicroMedical, Mouth Pressure Meter, MPO2, UK). 3.4 Πρόγραμμα προπόνησης αναπνευστικών μυών (Π.Α.Μ) Η ΠΟ (αθλητών) πραγματοποίησε εξειδικευμένη Π.Α.Μ συνολικής διάρκειας 6 εβδομάδων με αναπνευστικά ασκησιόμετρα (POWERbreathe, IMT Technologies 33

Ltd., Birmingham, UK). Το πρωτόκολλο περιλάμβανε προπόνηση σε πέντε (5) συνεδρίες εβδομαδιαίως για 30 λεπτά την ημέρα, παράλληλα με την προπόνηση ορειβασίας και/ή ποδηλασίας. Οι συμμετέχοντες πραγματοποίησαν συνεχόμενες εισπνοές αντίστασης με ελεύθερες εκπνοές διάρκειας 4min, για 5 σετ με ενδιάμεσο διάλειμμα 1-2 min μεταξύ των συνεδριών. Η αντίσταση των εισπνοών αντιστοιχούσε στο 50% της μέγιστης εισπνευστικής δύναμης την πρώτη εβδομάδα και αυξανόταν κατά περίπου 5% για τις επόμενες. Η συχνότητα αναπνοών ήταν ελεύθερη. Μετά το πέρας κάθε εβδομάδας πραγματοποιούνταν μέτρηση της PImax (Π.Α.Μ) και για τις δυο ομάδες (ΠΟ-ΟΕ) των αθλητών. 3.5 Διαδικασία μετρήσεων Η ομάδα άσκησης (ΠΟ) πραγματοποίησε εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών, για 6 εβδομάδες, παράλληλα με την προπόνηση τους, ενώ η ομάδα ελέγχου (ΟΕ) μόνο προπόνηση ορειβασίας ή/και ποδηλασίας. Όλοι οι συμμετέχοντες επισκέφτηκαν μεταξύ 24-72 ωρών το εργαστήριο, ενώ ταυτόχρονα πραγματοποίησαν και μια ανάβαση σε υψόμετρο 2000 μέτρων, τόσο για την πραγματοποίηση των αρχικών μετρήσεων όσο και των επαναμετρήσεων μετά το πέρας των 6 εβδομάδων. Κατά την πρώτη επίσκεψη πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σωματομετρικών χαρακτηριστικών, καταγράφηκε η αρτηριακή πίεση (συστολική & διαστολική), η καρδιακή συχνότητα ηρεμίας, σπιρομέτρηση ηρεμίας, και η δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max. σε κυκλοεργόμετρο, ενώ κατά τη δεύτερη επίσκεψη η μέγιστη εξαντλητική δοκιμασία σε κυκλοεργόμετρο στο υψόμετρο (2000m). Στις ΟΑ πραγματοποιήθηκε ενημέρωση, επίδειξη και διανεμήθηκε πληροφοριακό υλικό σχετικά με τη λειτουργία των αναπνευστικών ασκησιομέτρων, πριν την έναρξη του προγράμματος ΑΜ. Εν συνεχεία διανεμήθηκαν δεκαεπτά (17) αναπνευστικά ασκησιόμετρα στην ΠΟ των αθλητών καθώς και ημερολόγιο καταγραφής προπόνησης ΑΜ. Μετά το πέρας 6 εβδομάδων εξειδικευμένης Π.Α.Μ για τις ΠΟ πραγματοποιήθηκαν οι επαναμετρήσεις για κάθε αθλητή σε χρονικό διάστημα μεταξύ 24-72 ωρών. 3.6 Σχεδιασμός της έρευνας Χρησιμοποιήθηκε σχεδιασμός με δυο ομάδες, μια πειραματική και μια ελέγχου. Η πειραματική ομάδα πραγματοποίησε πέραν της καθιερωμένης προπόνησης 34

εξειδικευμένη Π.Α.Μ συνολικής διάρκειας έξι (6) εβδομάδων, ταυτόχρονα με τη προπόνηση ορειβασίας και/ή ποδηλασίας, ενώ η ομάδα ελέγχου πραγματοποίησε μόνο προπόνηση ορειβασίας και/ή ποδηλασίας. Τόσο η πειραματική όσο και η ομάδα ελέγχου μετά το πέρας των έξι (6) εβδομάδων παρέδωσαν το ημερολόγιο προπονήσεων που περιλάμβανε το σύνολο των χιλιομέτρων ποδηλασίας και ορειβασίας που πραγματοποίησαν. Οι επαναμετρήσεις πραγματοποιήθηκαν μετά το πέρας των 6 εβδομάδων για κάθε συμμετέχοντα ξεχωριστά, στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο. 3.7 Στατιστική ανάλυση Για τη στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε το στατιστικό πρόγραμμα SPSS 15.0 (Statistical Package for Social Sciences, Chicago, Illinois, USA) σε Η/Υ. Προηγήθηκε περιγραφική στατιστική ανάλυση (Descriptives Analysis) Ο έλεγχος της καταλληλότητας της κατανομής έγινε με τη δοκιμασία Kolmogorov- Smirnov και η ομοιογένεια των διακυμάνσεων ελέγχθηκε με τη δοκιμασία Levene. Για την επαγωγική στατιστική χρησιμοποιήθηκε ανάλυση διακύμανσης δυο παραγόντων (two-way ANOVA) με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις στον παράγοντα μέτρηση (αρχική/επαναμέτρηση), προκειμένου να διαπιστωθεί η επίδραση της Π.Α.Μ,της μέτρησης και η μεταξύ Π.Α.Μ και μέτρησης αλληλεπίδραση. Στις περιπτώσεις όπου υπήρξε σημαντική αλληλεπίδραση εφαρμόσθηκε ανάλυση απλών κύριων επιδράσεων (simple main effect) με διόρθωση Βonferroni. Το επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε στο.05. 35

Κεφάλαιο IV. Αποτελέσματα 36

4.1 Σωματομετρικά & φυσιολογικά χαρακτηριστικά δείγματος Τα φυσιολογικά χαρακτηριστικά των ατόμων της Πειραματικής Ομάδας (ΠΟ) και της Ομάδας Ελέγχου (ΟΕ) που συμμετείχαν στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται στον πίνακα 1 ως μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις (mean±sd). Μεταξύ της ΠΟ και της ΟΕ καμία στατιστικά σημαντική διαφορά δε βρέθηκε στη χρονολογική ηλικία, την προπονητική ηλικία, το ύψος, το σωματικό βάρος, την επιφάνεια σώματος, τη Κ.Σ ηρεμίας, τη ΣΑΠ ηρεμίας και τη ΔΑΠ ηρεμίας στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο. Πίνακας 1. Φυσιολογικά χαρακτηριστικά των ατόμων της πειραματικής ομάδας (ΠΟ) και της ομάδας ελέγχου (ΟΕ). Οι τιμές είναι μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση (mean±sd). ΠΟ (n=17) ΟΕ (n=17) Ηλικία (years) 32.41 (±7.39) 29.12 (±7.15) Προπονητική Ηλικία (years) 7.53 (±4.46) 7.41 (±5.11) Υψος (cm) 174.25 (±8.18) 175.96 (±6.11) Βάρος (kg) 77.01 (±10.95) 74.03 (±7.15) Eπιφάνεια Σώματος (m 2 ) 1.91 (±0.16) 1.89 (±0.11) Κ.Σ ηρ (bpm) 63.58 (±10.87) 66.82 (±11.92) ΣΑΠ ηρ. (mmhg) 124.11 (±9.87) 127.82 (±10.41) ΔΑΠ Σ ηρ. (mmhg) 63.23 (±6.93) 65.94 (±9.85) Κ.Σ ηρ : Καρδιακή Συχνότητα Ηρεμίας (beats per minute), ΣΑΠ ηρ : Συστολική Αρτηριακή Πίεση Ηρεμίας (mmhg), ΔΑΠ ηρς : Διαστολική Αρτηριακή Πίεση Ηρεμίας (mmhg) 37

4.2 Πνευμονικοί όγκοι και χωρητικότητες Τα αποτελέσματα της σπιρομέτρησης ηρεμίας στο επίπεδο της θάλασσας, πριν (ΕΘ1) και μετά (ΕΘ2) την προπόνηση των αναπνευστικών μυών παρουσιάζονται στον πίνακα 2 και για τις δυο ομάδες, πειραματική και ομάδα ελέγχου αντίστοιχα (ΠΟ & ΟΕ). Η ανάλυση κύριων επιδράσεων ανάμεσα στα δύο επίπεδα (ΕΘ1 & ΕΘ2) έδειξε σημαντική αύξηση του MVV 12 (p<0.05) μετά την προπόνηση των αναπνευστικών μυών, μόνο για την πειραματική ομάδα ενώ αμετάβλητες παρέμειναν οι τιμές στα VC, FVC, FEV1 και FEV1 και για τις δυο ομάδες. Μεταξύ των ομάδων, καμία πνευμονική παράμετρος δεν παρουσίασε στατιστικά σημαντικές διαφορές, τόσο πριν όσο και μετά την ΠΑΜ, VC, FVC, FEV1, FEV1 και MVV 12. Πίνακας 2. Όγκοι και χωρητικότητες πνευμόνων κατά την ηρεμία στο επίπεδο της θάλασσας πριν και μετά την ΠΑΜ. Οι τιμές είναι μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση (mean±sd). Ομάδες ΕΘ1 ΕΘ2 VC (L) ΠΟ 4.95±0.78 4.89±0.74 ΟΕ 4.85±0.68 4.88±0.70 FVC (L) ΠΟ 4.86±0.79 4.90±0.77 ΟΕ 4.77±0.68 4.79±0.73 FEV1 (L) ΠΟ 4.25±0.55 4.31±0.61 ΟΕ 4.29±0.75 4.32±0.78 MVV 12 (l min -1 ) ΠΟ 160.41±32.75 168.17±36.61 α* *p< 0.05, α: σε σύγκριση με το ΕΘ1. ΟΕ 169.78±28.52 170.90±31.04 38

VC: Μέγιστη Ζωτική Χωρητικότητα (L), FVC: Δυναμική Ζωτική Χωρητικότητα (L), FEV1: Δυναμικός Εκπνεόμενος Όγκος σε 1 sec (L), MVV12: Μέγιστος Βουλητικός Αερισμός σε 12sec(l min -1 ) 4.3 Μέγιστη εισπνευστική πίεση στο επίπεδο θάλασσας και σε υψόμετρο Τα αποτελέσματα της μέτρησης της μέγιστης εισπνευστικής πίεσης παρουσιάζονται στον πίνακα 5. Η ΠΟ και η ΟΕ παρουσίασαν μείωση της PI max (p< 0.001) κατά την έκθεση τους στο υψόμετρο σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας, πριν και μετά το πέρας του παρεμβατικού προγράμματος. Ταυτόχρονα μετά το πέρας της ΠΑΜ σημαντική αύξηση της PI max (p< 0.001) στο επίπεδο της θάλασσας (ΕΘ1 & ΕΘ2) και το υψόμετρο (ΥΨ1 & ΥΨ2) παρουσίασε μόνο η ΠΟ ενώ οι τιμές της ΟΕ έμειναν αμετάβλητες. Στατιστικά σημαντικές διαφορές παρουσιάστηκαν ανάμεσα στις δύο ομάδες (ΠΟ & ΟΕ) στο υψόμετρο (ΥΨ2) μετά την ολοκλήρωση της ΠΑΜ. Πίνακας 3. Μέγιστη εισπνευστική πίεση (PI max ) των αναπνευστικών μυών. Οι τιμές είναι μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση (mean±sd). Ομάδες ΕΘ1 ΥΨ1 ΕΘ2 ΥΨ2 ΠΟ 132.2±19.9 121.3±23.7 α*** 145.8±20.2 α*** 137.5±23.4 β***, γ*** PI max (cmh 2 O) ΟΕ 130.3±24.9 118.6±24.2 α*** 130.9±24.7 118.9±24.2 α***γ ***, ***p< 0.001, p< 0.05, α: σε σύγκριση με το ΕΘ1 β: σε σύγκριση με το ΥΨ1 γ: σε σύγκριση με το ΕΘ2, σε σύγκριση μεταξύ των ομάδων PI max : Μέγιστη Εισπνευστική Πίεση (cmh 2 O) 4.4 Δοκιμασία προσδιορισμού της VO 2max Τα αποτελέσματα της δοκιμασίας για το προσδιορισμό της VO 2max παρουσιάζονται στον πίνακα 3. Η ανάλυση έδειξε ότι η πειραματική ΠΟ αύξησε σημαντικά την VO 2max (p< 0.05) σε σχετικές τιμές έναντι της ΟΕ όπου δεν παρουσίασε καμία στατιστικά σημαντική διαφορά. Ταυτόχρονα η ΠΟ παρουσίασε μείωση της μέγιστης ΚΣ και του RER (p< 0.05) μετά το πέρας του παρεμβατικού προγράμματος, ενώ οι τιμές της VO 2max, του 39

VE και του ΓΟ παρέμειναν αμετάβλητες. Η ΟΕ δεν παρουσίασε καμία μεταβολή πριν και μετά τη ΠΑΜ σε όλες τις παραμέτρους. Μετά το πέρας του παρεμβατικού προγράμματος το αναπνευστικό πηλίκο παρουσίασε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των δυο ομάδων. Καμία διαφορά δεν βρέθηκε ανάμεσα στις ομάδες στις υπόλοιπες παραμέτρους. Πίνακας 4. Καρδιοαναπνευστικές και μεταβολικές παράμετροι κατά τη μέγιστη επιβάρυνση. Οι τιμές είναι μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση (mean±sd). Ομάδες ΕΘ1 ΕΘ2 KΣ max (b min -1 ) ΠΟ 183.52±9.90 179.64±9.42 α* ΟΕ 186.76±12.79 184.58±11.48 VO 2max (l min -1 ) ΠΟ 4010.35±690.33 4073.58±648.61 ΟΕ 4093.41±526.16 4049.88±503.18 VO 2max (ml kg -1 min -1 ) ΠΟ 52.78±10.16 54.86±8.17 α* ΟΕ 55.22±5.8 54.89±5.55 VE max (l min -1 ) ΠΟ 152.29±30.67 153.88±27.93 ΟΕ 157.118±26.8 157.05±27.20 RER max ΠΟ 1.19±0.07 1.14±0.11 α*, ΟΕ 1.21±0.08 1.22±0.08 ΓΟ max (mmol l -1 ) ΠΟ 8.61±2.33 8.83±2.30 ΟΕ 9.75±1.81 9.90±1.85 *p< 0.05, p< 0.05, α: σε σύγκριση με το ΕΘ1, σύγκριση μεταξύ των ομάδων 40

ΚΣ max : μέγιστη καρδιακή συχνότητα (b min -1 ), VO 2max :Μέγιστη Πρόσληψη Οξυγόνου σε απόλυτες (ml min -1 ) και σχετικές τιμές (ml kg -1 min -1 ), VE max : κατά λεπτό μέγιστος πνευμονικός αερισμός (l min -1 ), RER: Αναπνευστικό Πηλίκο και Γ.Ο max : μέγιστη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος στο 5 μετά τη λήξη της προσπάθειας (mmol l -1 ) 4.5 Παράμετροι απόδοσης και επιβάρυνσης στο επίπεδο της θάλασσας και σε υψόμετρο Τα αποτελέσματα της απόδοσης και της επιβάρυνσης της δοκιμασίας στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο, παρουσιάζονται στον πίνακα 4. Η ανάλυση απλών κύριων επιδράσεων έδειξε ότι μετά τη ΠΑΜ η ΠΟ αύξησε σημαντικά το ΓΟ (p< 0.001) και την ΜΕ (p< 0.001) ενώ μείωσε την ΥΚΔ (p< 0.001) στο υψόμετρο. Αντίθετα η ΟΕ δεν παρουσίασε καμία μεταβολή στο επίπεδο της θάλασσας αλλά και στο υψόμετρο. Πριν και μετά την εφαρμογή του πειραματικού προγράμματος η ΚΣ εμφάνισε στατιστικά σημαντικές διαφορές στο υψόμετρο ανάμεσα στην ΠΟ και την ΟΕ. Καμιά σημαντική διαφορά δεν βρέθηκε ανάμεσα στα επίπεδα ΕΘ1, ΥΨ1, ΕΘ2, ΥΨ2 συγκρίνοντας και τις δύο ομάδες για τις παραμέτρους ΓΟ, ΣΧΑ και ΜΕ. Πίνακας 5. Παράμετροι επιβάρυνσης και απόδοσης στο επίπεδο της θάλασσας και στο υψόμετρο, πριν (ΕΘ1, ΥΨ1) και μετά (ΕΘ2, ΥΨ2) την προπόνηση αναπνευστικών μυών (ΙΜΤ). Οι τιμές είναι μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση (mean±sd). Ομάδες ΕΘ1 ΥΨ1 ΕΘ2 ΥΨ2 ΠΟ 183.52±9.90 176.88±9.06 179.64±9.42 177.23±7.72 ΚΣ max (b min -1 ) ΟΕ 186.76±12.79 184.29±10.08 184.58±11.48 182.79±9.94 ΠΟ 8.61±2.33 8.61±3.12 8.85±2.30 11.05±2.41 α***β***, γ** ΓΟ max (mmol l -1 ) ΟΕ 9.75±1.81 9.50±2.34 9.90±1.85 9.72±2.19 ΣΧΑ (min) ΠΟ 16.52±2.61 16.31±1.70 17.29±2.84 16.94±2.33 ΟΕ 16.47±1.65 16.35±1.99 16.66±1.77 16.11±1.76 41

ME (Watt) ΥΚΔ (Borg Scale) ΠΟ 316.17±55.8 301.47±44.60 335.29±61.90 α*** 310.29±45.97 γ** ΟΕ 301.47±39 267.05±47.50 305.88±42.87 295.58±42.60 ΠΟ 7.23±0.83 7.70±1.64 6.29±0.91 α***, 6.76±0.90 β** ΟΕ 7.37±1.13 7.70±1.57 7.45±1.21 7.82±1.54 **p< 0.01, ***p< 0.001, p< 0.05, p< 0.001, α: σε σύγκριση με το ΕΘ1, β: σε σύγκριση με το ΥΨ1, γ: σε σύγκριση με το ΕΘ2, σύγκριση μεταξύ των ομάδων ΚΣ max : μέγιστη καρδιακή συχνότητα (b min -1 ), ΓΟ max : μέγιστη συγκέντρωση γαλακτικού οξέος στο 5 μετά τη λήξη της προσπάθειας (mmol L -1 ), ΣΧΑ: συνολικός χρόνος άσκησης(min), ΜΕ: μέγιστη επιβάρυνση (watt), ΥΚΔ: υποκειμενική κλίμακα δύσπνοιας (borg modified) 4.6 Πνευμονικοί δείκτες Τα αποτελέσματα των πνευμονικών δεικτών παρουσιάζονται στον πίνακα 6. Καμιά στατιστικώς σημαντική διαφορά δεν παρουσίασαν οι πνευμονικοί δείκτες BF max,vt ex, VT in και Ti/tot ανάμεσα στις ομάδες και ανάμεσα στα επίπεδα ΕΘ1 και ΕΘ2. Οι τιμές είναι μέσοι όροι ± τυπική απόκλιση (mean±sd). Πίνακας 6. Πνευμονικοί δείκτες Ομάδες ΕΘ1 ΕΘ2 DI max ΠΟ 1.08±0.22 1.07±0.22 ΟΕ 1.04±0.17 1.04±0.17 BF max (b min -1 ) ΠΟ 57.82±7.99 55.76±15.72 ΟΕ 60.7±10.81 61.70±11.01 VT ex (L) ΠΟ 2.92±0.53 2.92±0.50 ΟΕ 2.96±0.71 2.88±0.61 42

VT in (L) ΠΟ 2.87±0.51 2.91±0.54 ΟΕ 2.94±0.71 2.86±0.61 Ti/Τtot ΠΟ 52.88±3.17 53.82±4.24 ΟΕ 53.35±3.21 52.58±2.73 DI max : Δείκτης Δύσπνοιας, Bf max : Συχνότητα Αναπνοών (b min -1 ), VT ex : εκπνεόμενος όγκος αέρα (L), VT in : εισπνεόμενος όγκος αέρα (L), Ti/Τtot: αναπνευστικός δραστικός χρόνος 43

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 α*** α*** PImax α*** β*** γ*** ΕΘ1 ΥΨ1 ΕΘ2 ΥΨ2 α*** γ*** ΠΟ ΟΕ Γράφημα 1. Μέγιστη εισπνευστική πίεση (PI max ) των αναπνευστικών μυών πρίν και μετά την ΠΑΜ διάρκειας 6 εβδομάδων σε επίπεδο θάλασσας και σε υψόμετρο. (α: σε σύγκριση με το ΕΘ1. β: σε σύγκριση με το ΥΨ1. γ: σε σύγκριση με το ΕΘ2. σύγκριση μεταξύ των ομάδων. σύγκριση μεταξύ των ομάδων) 25 ΣΧΑ (min) 20 15 10 ΠΟ ΟΕ 5 0 ΕΘ1 ΥΨ1 ΕΘ2 ΥΨ2 Γράφημα 2. Συνολικός χρόνος άσκησης (ΣΧΑ) κατά τη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο πριν και μετά την ΠΑΜ διάρκειας 6 εβδομάδων. 44

450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 ME (watt) α*** γ** ΕΘ1 ΥΨ1 ΕΘ2 ΥΨ2 ΠΟ ΟΕ Γράφημα 3. Μέγιστη επιβάρυνση κατά τη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο πριν και μετά την ΠΑΜ διάρκειας 6 εβδομάδων. (α: σε σύγκριση με το ΕΘ1. γ: σε σύγκριση με το ΕΘ2. σύγκριση μεταξύ των ομάδων) ΥΚΔ (Borg scale) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 α*** β** ΕΘ1 ΥΨ1 ΕΘ2 ΥΨ2 ΠΟ ΟΕ Γράφημα 4. Υποκειμενική κλίμακα δύσπνοιας (ΥΚΔ) κατά τη δοκιμασία στο κυκλοεργόμετρο στο επίπεδο της θάλασσας και το υψόμετρο πριν και μετά την ΠΑΜ. (α: σε σύγκριση με το ΕΘ1. β: σε σύγκριση με το ΥΨ1. γ: σε σύγκριση με το ΕΘ2. σύγκριση μεταξύ των ομάδων. σύγκριση μεταξύ των ομάδων) 45

Κεφάλαιο V. Συζήτηση 46

Η παρούσα έρευνα έδειξε ότι η εξειδικευμένη ΠΑΜ συνολικής διάρκειας έξι (6) εβδομάδων στο επίπεδο της θάλασσας βελτίωσε την αναπνευστική απόδοση ορειβατών και ποδηλατών στο επίπεδο της θάλασσας αλλά και στο υψόμετρο. Ταυτόχρονα, περιορίστηκε σημαντικά η μείωση της δύναμης των αναπνευστικών μυών στο υψόμετρο και βελτιώθηκε σημαντικά η απόδοση τους. 5.1 ΠΑΜ και αναπνευστική απόδοση στο επίπεδο της θάλασσας και σε υψόμετρο Η εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών διάρκειας έξι (6) εβδομάδων επέφερε σημαντική βελτίωση της μέγιστης εισπνευστικής πίεσης (PImax) στους αθλητές που αποτελούσαν την πειραματική ομάδα, τόσο στο επίπεδο της θάλασσας (10%, p<0.001) όσο και στο υψόμετρο (13%, p<0.001). Αντίστοιχα, στατιστικά σημαντική βελτίωση (4.8%, p<0,05) παρατηρήθηκε και στον μέγιστο βουλητικό αερισμό (MVV 12 ) στο επίπεδο της θάλασσας. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας συμφωνούν με τα αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών, που παρουσίασαν αύξηση στη δύναμη των αναπνευστικών μυών σε προπονημένους αθλητές μετά από προπόνηση των αναπνευστικών μυών (Morgan et al., 1987; Markov et al., 2001; Stuessi et al., 2001; Sonetti et al., 2001; Romer et al., 2002; Holm et al., 2004; Johnson and Sharpe 2007) καθώς και στην αντοχή τους (Morgan et al., 1987; Fairbarn et al., 1991; Boutellier et al., 1992; Spengler et al., 1999; Inbar et al., 2000; Sonetti et al., 2001; Romer et al., 2002; Williams et al., 2002; Holm et al., 2004; Wells et al., 2005). Στην παρούσα έρευνα το ποσοστό βελτίωσης είναι παρόμοιο με το ποσοστό προηγούμενων ερευνών που χρησιμοποίησαν πρωτόκολλο ΠΑΜ 6 εβδομάδων και παρουσίασαν βελτιώσεις στην εισπνευστική πίεση μέχρι και 30% (Johnson et al., 2007; Downey et al., 2007; Edwards & Cooke, 2004; Griffiths & McConnell, 2007; Inbar et al., 2000; McConnell & Sharpe, 2005; Wells et al., 2005, Sonneti et al., 2001). Ωστόσο, αρκετές έρευνες έχουν παρουσιάσει και ποσοστά βελτίωσης άνω του 30% (Enright et al., 2006; Gething et al., 2004). Η διαφορά στα παραπάνω ποσοστά, έγκειται σύμφωνα με τους Johnson και Sharpe (2007) στη χρήση διαφορετικών μεθόδων προπόνησης των αναπνευστικών μυών, καθώς και στην ένταση και τη διάρκεια των προγραμμάτων αυτών. Επίσης, σημαντικό ρόλο για το μέγεθος των προσαρμογών διαδραματίζει και το επίπεδο της αρχικής φυσικής κατάστασης των συμμετεχόντων, καθώς και το αθλητικό υπόβαθρο, κάτι που διαφοροποιείται από έρευνα σε έρευνα (Astrand et al., 2003). Αξίζει να σημειωθεί πως το ποσοστό της 47

μείωσης της δύναμης των αναπνευστικών μυών κατά τη μετάβαση από το επίπεδο της θάλασσας στο υψόμετρο πριν την ΠΑΜ κυμαινόταν στο 9%, ενώ μετά την εξειδικευμένη προπόνηση των ΑΜ το ποσοστό μειώθηκε στο 6% παρ ότι ξεκίνησαν από ένα σημαντικά υψηλότερο επίπεδο δύναμης των ΑΜ στο επίπεδο της θάλασσας, ως αποτέλεσμα της προπόνησης που προηγήθηκε. Υπήρξε δηλαδή μια σημαντική βελτίωση του φαινομένου της μείωσης της δύναμης των αναπνευστικών μυών κατά την έκθεση σε υψόμετρο 2000 μέτρων. Το φαινόμενο της μείωσης της δύναμης των ΑΜ κατά την άμεση έκθεση στο υψόμετρο εντοπίστηκε και από προηγούμενους ερευνητές σε υψόμετρα άνω των 3000 μέτρων και σε ποσοστά μεγαλύτερα από το 9% (Fasano et al., 2006; Downey et al., 2006; Sharma & Brown 2007). Η σχέση του ποσοστού μείωσης της δύναμης των ΑΜ με το μέγεθος του υψομέτρου είναι αναμενόμενη και επαληθεύεται με τα ευρήματα της παρούσας έρευνας. Ανάμεσα στις δύο ομάδες (ΠΟ &ΟΕ) αρχικά δεν παρουσιάστηκε στατιστικά σημαντική διαφορά, παρόλο που κάθε ομάδα εμφάνισε μείωση της δύναμης των ΑΜ στο υψόμετρο σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας. Μετά την ΠΑΜ σημαντική βελτίωση (p<0.05) στο επίπεδο της θάλασσας φάνηκε μόνο στην πειραματική ομάδα. Στο επίπεδο του υψομέτρου (ΥΨ2) μετά την ΠΑΜ, σημαντική μείωση (p<0.05) της PImax σε σχέση με το επίπεδο της θάλασσας εμφανίστηκε και στις δυο ομάδες αλλά για πρώτη φορά η διαφορά (p<0.05) αυτή φάνηκε και μεταξύ των δύο ομάδων. Η διαφορά αυτή των δύο ομάδων που δεν παρουσιάστηκε πριν την ΠΑΜ φαίνεται ότι οφείλεται στη σημαντική βελτίωση που είχε η πειραματική ομάδα μετά την προπόνηση των ΑΜ. Στην πράξη η ΠΑΜ έδωσε ένα σημαντικό πλεονέκτημα στην πειραματική ομάδα στο υψόμετρο, παρά την αναμενόμενη μείωση της δύναμης των ΑΜ (στο υψόμετρο) που πάλι καταγράφηκε, καθώς είχε υψηλότερες τιμές στην PImax όχι μόνο σε σύγκριση με το επίπεδο του υψομέτρου (ΥΨ1) πριν την παρέμβαση αλλά ακόμη και με την αρχική τιμή στο επίπεδο της θάλασσας (ΕΘ1). Το ποσοστό βελτίωσης του MVV12 της παρούσας έρευνας μετά από προπόνηση των ΑΜ στο επίπεδο της θάλασσας, κυμαίνεται σε χαμηλότερα επίπεδα από ότι προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει, στις οποίες φτάνει έως το 14% (Morgan et al., 1987; Fairban et al., 1991; Suzuki et al., 1995). Οι διαφοροποιήσεις αυτές οφείλονται επίσης στις διαφορετικές μεθόδους προπόνησης των αναπνευστικών μυών. Σε έρευνες που χρησιμοποιήθηκαν αναπνευστικά ασκησιόμετρα καταγράφονται μικρότερες βελτιώσεις σε σύγκριση με έρευνες που χρησιμοποίησαν τη μέθοδο του 48

διαλειμματικού βουλητικού αερισμού στο 50-60% του MVVmax με συχνότητα αναπνοών περίπου-50-60%, 3-5 φορές την εβδομάδα, για περίπου 30min ημερησίως (Sonetti et al., 2001; Spengler et al., 1999). Η μέθοδος της ισοκαπνικής υπέρπνοιας, εστιάζει κυρίως στην αντοχή των αναπνευστικών ενώ η μέθοδος των εισπνοών αντίστασης εστιάζει κυρίως στη βελτίωση της μέγιστης εισπνευστικής πίεσης και κατ επέκταση της δύναμής τους (Sheel, 2002). Στους παραπάνω παράγοντες οφείλονται οι διαφορές στα ποσοστά βελτίωσης του MVV, μεταξύ των προηγούμενων ερευνών και των παρόντων αποτελεσμάτων. 5.2 ΠΑΜ και μέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (VO 2max ) Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξαν ότι κατά τη δοκιμασία επίτευξης της VO 2max η ΠΑΜ διάρκειας έξι εβδομάδων επέφερε βελτίωση της VO 2max. Καμία βελτίωση δεν παρουσιάστηκε στον πνευμονικό αερισμό (VE), την δύσπνοια (Di max ) και τις τιμές του γαλακτικό οξέος (ΓΟ). Τα παραπάνω αποτελέσματα έρχονται σε αντίθεση με τα αποτελέσματα των περισσότερων ερευνών που δεν εμφάνισαν καμία διαφορά στην VO 2max έπειτα από εξειδικευμένη προπόνηση αναπνευστικών μυών (Morgan et al., 1987; Belman and Gaesser, 1988; Fairbarn et al., 1991; Hanel and Secher, 1991; Sprengler et al., 1999; Inbar et al., 2000; Stuessi et al., 2001; Markov 2001; Williams et al., 2002; Edwards and Cooke, 2004; Gething et al., 2004; Johnson and Sharpe, 2007; Riganas et al., 2008). Ωστόσο ορισμένες έρευνες εμφανίζουν βελτίωση της VO 2max, σε προπονημένους ποδηλάτες, κάνοντας χρήση όμως διαφορετικής μεθόδου προπόνησης, αυτή της αντοχής των αναπνευστικών μυών (ισοκαπνικής υπέρπνοιας), γεγονός που δικαιολογεί την βελτίωση αυτή σε αντίθεση με την παρούσα έρευνα όπου πραγματοποιήθηκε προπόνηση της δύναμης των ΑΜ (Holm et al., 2004). Το δεδομένο ότι ο πνευμονικός αερισμός (VE) δεν παρουσίασε καμία μεταβολή, συμφωνεί με προηγούμενες έρευνες (Sonnetti et al., 2001; Spengler et al., 1999; Fairbarn et al., 1991; Inbar et al., 2000; Stuessi et al., 2001; Markov 2001). 5.3 ΠΑΜ και απόδοση στο υψόμετρο. Μετά το πέρας του παρεμβατικού προγράμματος προπόνησης των αναπνευστικών μυών, η πειραματική ομάδα κατά την αξιολόγηση της απόδοσης στο υψόμετρο βελτίωσε σημαντικά το υποκειμενικό αίσθημα της δύσπνοιας ΥΚΔ και τη μέγιστη επιβάρυνση (ΜΕ), σε σύγκριση με την απόδοση στο υψόμετρο πριν από την ΠΑΜ. 49

Αντίστοιχα ο συνολικός χρόνος άσκησης μέχρι την εξάντληση, δεν παρουσίασε καμία μεταβολή σε κανένα από τα επίπεδα, τόσο για κάθε ομάδα χωριστά όσο και μεταξύ των ομάδων, γεγονός που συμφωνεί με αποτελέσματα προηγούμενων ερευνών, οι οποίες ωστόσο χρησιμοποίησαν διαφορετικό τύπο άσκησης στο υψόμετρο (Downey et al., 2006). Αντίθετα, άλλες έρευνες που πραγματοποιήθηκαν στο επίπεδο της θάλασσας εμφανίζουν βελτίωση του χρόνου άσκησης στη δοκιμασία με το ποδήλατο, αφού πρώτα όμως εφάρμοσαν διαφορετικά προγράμματα προπόνησης των ΑΜ (Sonetti et al., 2001; Romer et al., 2002; Romer et al., 2002; Holm et al., 2004; Johnson and Sharpe 2007). Αντιθέτως υπήρξε σημαντική διαφορά στη μέγιστη επιβάρυνση κατά την ποδηλάτηση, μόνο για την πειραματική ομάδα η οποία κατόρθωσε να ποδηλατήσει σε μεγαλύτερη δυσκολία τόσο στο επίπεδο της θάλασσας όσο και στο υψόμετρο μετά το πέρας του παρεμβατικού προγράμματος. Παρόλο που απουσιάζουν δεδομένα σε σχέση με την επιβάρυνση σε συνθήκες υψομέτρου μετά την χρήση ΠΑΜ, έρευνες που διεξήχθησαν στο επίπεδο της θάλασσας έδειξαν αντικρουόμενα αποτελέσματα. Σε ορισμένες εμφανίστηκε σημαντική διαφορά στη μέγιστη επιβάρυνση (Sonetti et al., 2001) ενώ σε άλλες φάνηκε ότι δεν υπάρχει καμία μεταβολή στη μέγιστη επιβάρυνση ύστερα από την εφαρμογή ενός προγράμματος προπόνησης των ΑΜ (Romer et al., 2002; Romer et al., 2002; Holm et al., 2004). Οι διαφορές αυτές οφείλονται τόσο στο είδος του παρεμβατικού προγράμματος που εστιάζει στην προπόνηση της δύναμης ή της αντοχής των ΑΜ, όσο και στην επιλογή του είδους άσκησης για την υπομέγιστη και μέγιστη δοκιμασία της απόδοσης. Το γαλακτικό οξύ παρουσίασε αύξηση (22,08%) στην πειραματική ομάδα κατά την δοκιμασία της απόδοσης στο υψόμετρο μετά τη λήξη του παρεμβατικού προγράμματος. Στο επίπεδο της θάλασσας δεν παρουσιάστηκε καμία διαφορά πριν και μετά την ΠΑΜ ανάμεσα στις ομάδες. Το φαινόμενο αυτό συμφωνεί με τα ευρήματα προηγούμενων ερευνών (Riganas et al., 2008; Williams et al., 2002), στις οποίες παρατηρήθηκε η απουσία οποιασδήποτε μεταβολής στο επίπεδο της θάλασσας μετά από πρόγραμμα προπόνησης των ΑΜ, αν και σε ορισμένες παρατηρήθηκε μείωση των τιμών του γαλακτικού οξέος (Boutellier et al., 1992; Volianitis et al., 2001). Παρόμοια, καμία μεταβολή δεν εμφανίζεται κατά την άσκηση στο υψόμετρο σύμφωνα με την έρευνα των Downey και συν., (2006). Σημαντική διαφορά φάνηκε επίσης στην υποκειμενική κλίμακα της δύσπνοιας (ΥΚΔ) τόσο στο επίπεδο της θάλασσας όσο και στο υψόμετρο. Μετά την ΠΑΜ η 50

αίσθηση της δύσπνοιας της πειραματικής ομάδας, ήταν σαφώς βελτιωμένη, ενώ σημαντική διαφορά σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου υπήρξε στο επίπεδο της θάλασσας (ΕΘ2). Τα παραπάνω επιβεβαιώνονται από την έρευνα των Downey et al., (2006), που εμφάνισαν παρόμοια αποτελέσματα στο υψόμετρο και αντίστοιχων ερευνών στο επίπεδο της θάλασσας (Volianitis et al., 2001; Williams et al., 2002; Riganas et al., 2008). Αν και υπήρξε σημαντική αύξηση της PImax μετά από την εξειδικευμένη προπόνηση των αναπνευστικών μυών διάρκειας έξι εβδομάδων, ωστόσο αυτό δεν επέφερε σημαντικές βελτιώσεις στις αναπνευστικές παραμέτρους (VC, FVC, FEV 1 ) που μετρήθηκαν, εκτός από τον μέγιστο βουλητικό αερισμό (MVV 12 ), ενώ ταυτόχρονα παρατηρήθηκαν σημαντικές βελτιώσεις όσον αφορά στην VO2max σε σχετικές τιμές (p<0,05) και στη μέγιστη επιβάρυνση (Watt) στο επίπεδο της θάλασσας. Η απόδοση στο υψόμετρο μετά την ΠΑΜ παρουσίασε μια τάση βελτίωσης χωρίς όμως στατιστικά σημαντικές διαφορές. Έτσι, στο αρχικό ερώτημα, που αφορά στο κατά πόσο η ΠΑΜ μπορεί να περιορίσει το φαινόμενο της μείωσης της δύναμης των ΑΜ που παρατηρείται στο υψόμετρο, τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας δείχνουν ότι ένα καλύτερο αρχικό επίπεδο της δύναμης των ΑΜ πριν την ανάβαση σε υψόμετρο μπορεί να προσφέρει την δύναμη που είχαν οι ΑΜ στο επίπεδο της θάλασσας χωρίς την ΠΑΜ. 51

Κεφάλαιο VΙ. Συμπεράσματα 52

Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η εξειδικευμένη ΠΑΜ συνολικής διάρκειας έξι (6) εβδομάδων βελτίωσε την αναπνευστική απόδοση ορειβατών και ποδηλατών στο επίπεδο της θάλασσας αλλά και στο υψόμετρο. Παράλληλα, μετριάστηκε σημαντικά η αναμενόμενη μείωση της δύναμης των αναπνευστικών μυών στο υψόμετρο και βελτιώθηκε σημαντικά η απόδοση τους. Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η προπόνηση αναπνευστικών μυών διάρκειας έξι εβδομάδων σε αθλητές ορεινής ποδηλασίας και ορειβάτες μπορεί να βελτιώσει την δύναμη και αντοχή των αναπνευστικών μυών στο επίπεδο της θάλασσας. Ταυτόχρονα, μπορεί να περιορίσει το φαινόμενο της μείωσης της δύναμης των αναπνευστικών μυών κατά την άμεση έκθεση σε υψόμετρο και κατ επέκταση την απόδοση σε επίπεδο θάλασσας και υψόμετρο. Συνεπώς, αθλητές που θα πραγματοποιήσουν προπόνηση αναπνευστικών μυών πριν αγωνιστούν σε υψόμετρο, μπορούν να αποκτήσουν μια ρεζέρβα δύναμης των ΑΜ, που ακόμα και αν χάσουν ένα μέρος της, όπως αυτό αναμένεται, θα μπορέσουν να διατηρήσουν τιμές ίδιες ή ακόμα και καλύτερες από αυτές που είχαν στο επίπεδο της θάλασσας χωρίς την ΠΑΜ. 6.1 Προτάσεις για μελλοντική έρευνα Το πρόγραμμα Π.Α.Μ που εφαρμόσθηκε στην παρούσα έρευνα ήταν αρκετό ώστε να επιφέρει αλλαγές στα επίπεδα της δύναμης των αναπνευστικών μυών και να απαλείψει το φαινόμενο της μείωση της δύναμης τους στο υψόμετρο. Ωστόσο, ένας μελλοντικός σχεδιασμός θα μπορούσε να απαντήσει στο ερώτημα για το πότε απαλείφονται οι βελτιώσεις στη δύναμη και ποια είναι η επίδραση διαφόρων επίπεδων υψομέτρου τόσο σε αρχάριους όσο και προχωρημένους ασκούμενους. 53

ΚΕΦΑΛΑΙΟ VII. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 54

1. Adams W.C., Bernauer E.M., Dill D.B., Bomar J.B., (1975). Effects of equivalent sea-level and altitude training on VO2max and running performance. J Appl Physiol., 39(2):262-6 2. Astrand P.O, Astrand I. (1958). Heart rate during muscular work in man exposed to prolonged hypoxia. J Appl Physiol., 13(1):75-80. 3. Babcock M.A., Pegelow D.F., Johnson B.D., Dempsey J.A. (1996). Aerobic fitness effects on exercise-induced low-frequency diaphragm fatigue. J. Appl. Physiol., 81(5): 2156 2164. 4. Babcock M.A, Pegelow D.F, Harms C.A, Dempsey J.A. (2002). Effects of respiratory muscle unloading on exercise-induced diaphragm fatigue. J Appl Physiol., 93(1):201-6. 5. Bailey D.M, Davies B., Romer L., Castell L., Newsholme E., Gandy G. (1998).Implications of moderate altitude training for sea-level endurance in elite distance runners. Eur J Appl Physiol Occup Physiol., 78(4):360-8. 6. Boutellier U., Büchel R., Kundert A., Spengler C. (1992). The respiratory system as an exercise limiting factor in normal trained subjects. Eur J Appl Physiol Occup Physiol., 65(4):347-53. 7. Boutellier U. (1998). Respiratory muscle fitness and exercise endurance in healthy humans. Med. Sci. Sports and Exerc., 30(7): 1169-72. 8. Boutellier U. & Piwko, P. (1992). The respiratory system as a limiting factor in normal sedentary subjects. Eur. J. of Appl. Physiol. and Occup. Physiol., 64(2): 145-152.93. 9. Bradley M.E, Leith D.E. (1978). Ventilatory muscle training and the oxygen cost of sustained hyperpnea. J Appl Physiol., 45(6):885-92. 10. Caine M.P. & McConnell A.K. (2000). Development and evaluation of a 55

pressure threshold inspiratory muscle trainer for use in the context of sports performance. Sports Engineering, 3: 149-159. 11. Chen H. & Martin B. (1983). The effects of inspiratory muscle training on exercise performance in normal subjects. Physiologist, 26: A99. 12. Chiappa G.R, Ribeiro J.P, Alves C.N, Vieira P.J, Dubas J., Queiroga F.Jr., Batista L.D, Silva A.C, Neder J.A. (2009). Inspiratory resistive loading after all-out exercise improves subsequent performance. Eur J Appl Physiol., 106(2):297-303. 13. Cibella F., Cuttitta G., Kayser B., Narici M., Romano S., Saibene F. (1996). Respiratory mechanics during exhaustive submaximal exercise at high altitude in healthy humans. J Physiol., 494 ( Pt 3):881-90. 14. Cibella F., Cuttitta G., Romano S., Grassi B., Bonsignore G., Milic-Emili J. (1999). Respiratory energetics during exercise at high altitude. J Appl Physiol., 86(6):1785-92. 15. Delhez L., Bottin R., Thonon R. & Vierset J. (1966). Modifications du diagramme pression. Volume maximum de l appareil thoraco-pulmonaire apres entrainement des muscles respiratoires par des exercise statiques. Arcb. Internat. De Physiol et de Biochimie, 74: 335-336. 16. Daniels J., Oldridge N. (1970). The effects of alternate exposure to altitude and sea level on world-class middle-distance runners. Med Sci Sports., 2(3):107-12. 17. Dempsey J.A, Johnson B.D., Saupe K.W. (1990). Adaptations and limitations in the pulmonary system during exercise. Chest., 97(3 Suppl):81S-87S. 18. Downey AE., Chenoweth LM., Townsend DK., Ranum JD., Ferguson CS., Harms CA (2007). Effects of ispiratory muscle training on exercise responses 56

in normoxia and hypoxia. Respir. Physiol. Neurobil., 156:137-146. 19. Edwards A.M and Cooke C.B. (2004). Oxygen uptake kinetics and maximal aerobic power are unaffected by inspiratory muscle training in healthy subjects where time to exhaustion is extended. Eur. J. Appl. Physiol., 93: 139-144. 20. Edwards A.M. (2013). Respiratory muscle training extends exercise tolerance without concomitant change to peak oxygen uptake: Physiological, performance and perceptual responses derived from the same incremental exercise test. Respirology, 18:1022-1027. 21. Enright S.J., Unnithan V.B., Heward C., Withnall L., Davies D.H. (2006). Effect of high-intensity inspiratory muscle training on lung volumes, diaphragm thickness, and exercise capacity in subjects who are healthy. Phys Ther., 86(3):345-54. 22. Fairbarn M.S., Coutts K.C., Pardy R.L., McKenzie D.C. (1991). Improved respiratory muscle endurance of highly trained cyclists and the effects on maximal exercise performance. Int. J. Sports Med., 12(1): 66-70. 23. Fasano V., Paolucci E., Pomidori L., Cogo A. (2007). High-altitude exposure reduces inspiratory muscle strength. Int J Sports Med., 28(5):426-30. 24. Faulkner J.A., Daniels J.T., Balke B. (1967). Effects of training at moderate altitude on physical performance capacity. J Appl Physiol., 23(1):85-9. 25. Fulco C.S., Rock P.B., Cymerman A. (1998). Maximal and submaximal exercise performance at altitude. Aviat Space Environ Med., 69(8):793-801. 26. Furian T.C., Hirschberg C. & Ritthaler F. (1998). Improvement of the aerobic endurance after training the muscles of respiration with a latex band around the chest. Int. J. of Sports Med., 19, S15. 27. Gething A.D., Williams M., Davies B. (2004). Inspiratory resistive loading 57

improves cycling performance capacity: a placebo controlled trial. Br. J. Sports Med., 38:730-736. 28. Gigliotti F., Binazzi B., Scano G. (2006). Does training of respiratory muscles affect exercise performance in healthy subjects? Respir Med., 100(6):1117-20. 29. Gore C.J., Hahn A.G., Scroop G.C., Watson D.B., Norton K.I., Wood R.J., Campbell D.P., Emonson D.L. (1996). Increased arterial desaturation in trained cyclists during maximal exercise at 580m altitude. J. Appl. Physiol., 80: 2204 2210. 30. Griffiths LA. & McConnell AK. (2007). The influence of inspiratory and expiratory muscle training upon rowing performance. Eur. J. Appl. Physiol., 99: 457-466. 31. Gudjonsdottir M., Appendini L., Baderna P., Purro A., Patessio A., Vilianis G., Pastorelli M., Sigurdsson S.B., Donner C.F. (2001). Diaphragm fatigue during exercise at high altitude: the role of hypoxia and workload. Eur Respir J., 17(4):674-80. 32. Guenette J.A., Martens A.M., Lee A.L., Tyler G.D., Richards J.C., Foster G.E., Warburton D.E.R., Sheel A.W. (2006). Variable effects of respiratory muscle training on cycle exercise performance in men and women. Appl. Physiol. Nutr. Metab., 31:159-166. 33. Haas F. & Haas A. (1981). Effect of inspiratory muscle training in healthy subjects. FASEB, 40: 540-547. 34. Hanel B. & Secher N.H. (1991). Maximal oxygen uptake and work capacity after inspiratory muscle training: a controlled study. J. Sports Sci., 9: 43-52. 35. Harms C.A, McClaran S.R, Nickele G.A, Pegelow D.F, Nelson W.B, Dempsey J.A. (2000). Effect of exercise-induced arterial O2 desaturation on 58

VO2max in women. Med. Sci. Sports Exerc., 32: 1101 1108. 36. Harms C.A., Babcock M.A., McClaran S.R., Pegelow D.F., Nickele C.A., Nelson W.B., Dempsey J.A. (1997). Respiratory muscle work compromises leg blood flow during maximal exercise. J. of Appl. Physiol., 82(5): 1573-1583. 37. Harms C.A., Wetter S.R., McClaran S.R. (1988). Effects of respiratory muscle work on cardiac output and its distribution during maximal exercise. J. Appl. Physiol., 82: 609-618. 38. Harms C.A., Wetter S.R., McClaran S.R. (1988). Effects of respiratory muscle work on cardiac output and its distribution during maximal exercise. J. Appl. Physiol., 82: 609-618. 39. Harms C.A., Wetter T.J., StCroix C.M. (2000a). Effects of respiratory muscle work on exercise performance. J. Appl. Physiol., 89(1): 131-138. 40. Held H.E., Pendergast D.R. (2014). The effects of respiratory muscle training on respiratory mechanics and energy cost. Respir. Physiol. Neurobiol., 9(2000c):7-17. 41. Huang C.H., Martin A.D., Davenport P.W. (2003). Effect of inspiratory muscle strength training on inspiratory motor drive and RREP early peak components. J. Appl. Physiol., 94:462-468. 42. Holm P., Sattler A., Fregosi R.F. (2004). Endurance training of respiratory muscles improves cycling performance in fit young cyclists. BMC Physiol., 6;4:9. 43. Inbar O., Weiner P., Azgad Y., Rotstein A., Weinstein Y. (2000). Specific inspiratory muscle training in well-trained endurance athletes. Med. Sci. Sports and Exerc., 32(7): 1233-1237. 59

44. Jensen K., Nielsen T.S., Fiskestrand A., Lund J.O., Christensen N.J., Sechef N.H. (1993). High-altitude training does not increase maximal oxygen uptake or work capacity at sea level in rowers. Scand J Med Sci Sports., 3(4): 256 262. 45. Johnson B.D., Babcock M.A., Suman O.E., Dempsey J.A. (1993). Exercise induced diaphragmatic fatigue in healthy humans. J. Physiol., 460: 385-405. 46. Johnson MA., Sharpe GR., Brown PI (2007). Inspiratory muscle training impoves cycling time trial performance and anaerobic work capacity but not critical power. Eur. J. Appl. Physiol., 101:761-770. 47. Klausen K., Rasmussen B., Gjellerod H., Madsen H., Petersen E. (1968). Circulation, metabolism and ventilation during prolonged exposure to carbon monoxide and to high altitude. Scand J Clin Lab Invest Suppl., 103:26-38. 48. Knudson R.J., Saltin R.C. Lebowitz M.D. & Burrows B. (1976). The maximal expiratory flow volume curve: normal standards, variability and effects of age. Am. Rev. Respir. Dis., 113: 587-600. 49. Kohl J., Koller E.A., Brandenberger M., Cardenas M., Boutellier U. (1997). Effect of exercise-induced hyperventilation on airway resistance and cycling endurance. Eur. J. Appl. Physiol., 75: 305-311. 50. Koistinen P., Takala T., Martikkala V., Leppäluoto J. (1995). Aerobic fitness influences the response of maximal oxygen uptake and lactate threshold in acute hypobaric hypoxia. Int J Sports Med., 16(2):78-81. 51. Kontos H.A., Levasseur J.E., Richardson D.W., Mauck H.P.Jr, Patterson J.L.Jr. (1967). Comparative circulatory responses to systemic hypoxia in man and in unanesthetized dog. J Appl Physiol., 23(3):381-6. 60

52. Kreuzer F. (1966). Transfer of oxygen in moderate hypoxia at rest and at severe exersice. In Symposium on Sports in Medium Altitude, Magglingen, Switzerland, 15-19 December. 53. Larson M. & Kim M.J. (1984). Respiratory muscle training with the incentive resistive breathing device. Heart Lung., 13(4): 341-345.100 54. Lawler J., Powers S.K., Thompson D. (1988). Linear relationship between VO2max and VO2max decrement during exposure to acute hypoxia. J Appl Physiol., 64: 1486 1492. 55. Mador M., Magalang A., Rodis A., Kufel T.J. (1993). Diaphragmatic fatigue after exercise in healthy human subjects. Am. Rev. Respir. Disab., 148: 1571-1575. 56. Marciniuk D., McKim D., Sanii R., Younes M. (1994). Role of central respiratory muscle fatigue in endurance exercise in normal subjects. J Appl Physiol., 76(1):236-41. 57. Markov G., Spengler C.M., Knopfli-Lenzin C. (2001). Respiratory muscle training increases cycling endurance without affecting cardiovascular responses to exercise. Eur. J. Appl. Physiol. 85 (3-4): 233-9.101 58. Markov G., Orler R., Boutellier U. (1996). Respiratory training, hypoxic ventilatory response and acute mountain sickness. Respir. Physiol., 105: 179-186. 59. Markov G., Spengler C.M., Knöpfli-Lenzin C., Stuessi C., Boutellier U. (2001). Respiratory muscle training increases cycling endurance without affecting cardiovascular responses to exercise. Eur J Appl Physiol., 85(3-4):233-9 60. McConnell A.K. & Sharpe G.R (2005). The effect of inspiratory muscle 61

training upon maximum lactate steady-state and blood lactate concentration. Eur. J. Appl. Physiol., 94:277-284. 61. Morgan D.W., Kohrt W.M, Bates B.J., Skinner J.S. (1987). Effects of respiratory muscle endurance training on ventilatory and endurance performance of moderately trained cyclists. Int J Sports Med., 8(2):88-93. 62. Morgan D.W., Kohrt M.W., Bates B.J., Skinner J.S. (1987). Effects of respiratory muscle endurance training on ventilatory and endurance performance of moderately trained cyclists. Int. J. Sports Med., 8(2): 88-93. 63. Ozkaplan A., Rhodes E.C., Sheel A.W., Taunton J.E. (2005). A comparison of inspiratory muscle fatigue following maximal exercise in moderately trained males and females. Eur J Appl Physiol., 95(1):52-6. 64. Pardy R.L., Reid W.D., Belman M.J. (1988). Respiratory muscle training. Clin Chest Med., 9(2):287-96. 65. Pugh L., Gill M.B., lahiri S., Milledge J.S., Ward M.P., West J.B. (1964). Myscular exercise at great altitudes. J. appl. Physiol., 19:431-440. 66. Pugh L. (1967). Athletes at altitude. J. Physiol., 192:619-646. 67. Riganas C.S., Vrabas I.S., Christoulas K., Mandroukas K. (2008). Specific inspiratory muscle training does not improve performance or VO2max levels in well trained rowers. J Sports Med Phys Fitness., 48(3):285-92. 68. Robergs R.A., Quintana R., Parker D.L., Frankel C.C. (1998). Multiple variables explain the variability in the decrement in VO2max during acute hypobaric hypoxia. Med Sci Sports Exerc., 30(6):869-79. 69. Roberts A.D., Daley P.J., Martin D.T., Hahn A., Gore C.J., Spence R., (1998). Sea level VO2max fails to predict VO2max and performance at 1800 metre altitude. Medicine and Science in Sports and Exercise., 30 (5):111. 62

70. Romer L.M., McConnell A.K., Jones D.A. (2002). Inspiratory muscle fatigue in trained cyclists: effects of inspiratory muscle training. Med Sci Sports Exerc, 34(5): 785-792. 71. Saltin B., Larsen H., Terrados N., Bangsbo J., Bak T., Kim C.K., Svedenhag J., Rolf C.J. (1995). Aerobic exercise capacity at sea level and at altitude in Kenyan boys, junior and senior runners compared with Scandinavian runners. Scand J Med Sci Sports., 5(4):209-21. 72. Sharma S., Brown B. (2007). Spirometry and respiratory muscle function during ascent to higher altitudes. Lung., 185(2):113-21. 73. Sheel A.W. (2002). Respiratory muscle training in healthy individuals: physiological rationale and implications for exercise performance. Sports Med., 32(9):567-81. 74. Schoene R.B. (2001). Limits of human lung function at high altitude. J Exp Biol., 204(Pt 18):3121-7. 75. Spengler C.M. and Boutellier U. (2000). Breathless legs? Consider training your respiration. New Physiol Sci, 15: 101-105. 76. Spengler C.M., Roos M., Laude S.M., Boutellier U. (1999). Decreased blood lactate concentrations after respiratory endurance training. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 79(4): 299-305. 77. 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: 185-199. 78. Stuessi C., Spengler C.M., Knopfli-Lenzin C., Markov G., Boutellier U. (2001). Respiratory muscle endurance training in humans increases cycling endurance without affecting blood gas concentrations. Eur J Appl Physiol, 84: 582-586. 63

79. Suzuki S., Yoshiike Y., Suzuki M., Akahori T., Hasegawa A., Okubo T. (1993). Inspiratory muscle training and respiratory sensation during treadmill exercise. Chest., 104(1):197-202. 80. Suzuki S. S. & Okubo M.T. (1995). Expiratory muscle training and sensation of respiratory effort during exercise in normal subjects. Thorax, 50: 366-370. 81. Sutton J.R., Reeves J.T., Wagner P.D., Groves B.M., Cymerman A., Malconian M.K., Rock P.B., Young P.M., Walter S.D., Houston C.S. (1988). Operation Everest II: oxygen transport during exercise at extreme simulated altitude. J Appl Physiol., 64(4):1309-21. 82. Tong T.K., Fu F.H., Chung P.K., Eston R., Lu K., Quach B., Nie J., So R. (2008). The effect of inspiratory muscle training on high-intensity, intermittent running performance to exhaustion. Appl Physiol Nutr Metab., 33(4):671-81. 83. Uemura H., Lundgren C.E., Pendergast D.R. (2012). Effects pf different types of respiratory muscle training on exercise performance in runners. Mil. Med., 177(5):559-566. 84. Verges S., Bachasson D., Wuyam B. (2010). Effect of acute hypoxia on respiratory muscle fatigue in healthy humans. Respiratory Research, 11(1):109 85. Vogel J.A. and Harris C.W. (1967). Cardiopulmonary responses of resting man during early exposure to high altitude. J. appl. Physiol., 22: 1124-1128. 86. Vogiatzis I., Athanasopoulos D., Boushel R., Guenette J.A., Koskolou M., Vasilopoulou M., Wagner H., Roussos C., Wagner P.D., Zakynthinos S. (2008). Contribution of respiratory muscle blood flow to exercise-induced diaphragmatic fatigue in trained cyclists. J Physiol., 586(Pt 22):5575-87. 64

87. Vogiatzis I., Georgiadou O., Koskolou M., Athanasopoulos D., Kostikas K., Golemati S., Wagner H., Roussos H., Wagner P.D., Zakynthinos S. (2007). Effects of hypoxia on diaphragmatic fatigue in highly trained athletes. J Physiol. 581(1):299 308. 88. Volianitis S., McConnell A.K., Koutedakis Y., McNaughton L., Backx K., Jones D.A. (2001). Inspiratory muscle training improves rowing performance. Med Sci Sports Exerc., 33(5):803-9. 89. Volianitis S., McConnel A.K., Koutedakis Y., Jones D. (1999). The influence of prior activity upon inspiratory muscle strength in rowers and nonrowers. In J Sports Med., 20: 542-547. 90. Volianitis S., Mcconnel A.K., Koutedakis Y., Jones D. (2001). Specific respiratory warm-up improves rowing performance and exertional dyspnea. Med Sci Sports Exerc, 33(7): 1189-1193. 91. Wagner P.D, Gale G.E, Moon R.E, Torre-Bueno J.R, Stolp B.W, Saltzman H.A. (1986). Pulmonary gas exchange in humans exercising at sea level and simulated altitude. J Appl Physiol., 61: 260 270. 92. Wells G., Plyley M., Tomas S., Goodman L., Duffin J. (2005). Effects of concurrent inspiratory and expiratory muscle training on respiratory and exercise performance in competitive swimmers. Eur. J. Appl. Physiol., 94: 527-540. 93. West J.B., Hackett P.H., Maret K.H., Milledge J.S., Peters R.M.Jr, Pizzo C.J., Winslow R.M. (1983). Pulmonary gas exchange on the summit of Mount Everest. J Appl Physiol., 55(3):678-87. 94. West J.B. (1982). Respiratory and circulatory control at high altitudes. J Exp Biol., 100:147-57. 65

95. 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. 66

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I. ΕΝΤΥΠΟ ΣΥΝΑΙΝΕΣΗΣ ΔΟΚΙΜΑΖΟΜΕΝΟΥ 67

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισμού Εργαστήριο Εργοφυσιολογίας-Εργομετρίας Τομέας Βιολογίας της Άσκησης Διευθυντής: Κ. Μανδρούκας, Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α-Α.Π.Θ «Έντυπο Συναίνεσης Δοκιμαζομένου» 68

Στοιχεία Εξεταζομένου 1. Ονοματεπώνυμο: 2. Ημερομηνία Γέννησης: 3. Σύλλογος: 4.Τηλ. Επικοινωνίας: 5. Διεύθυνση: 6. Προπονητική Ηλικία: 7. Ύψος: 8. Βάρος: 69

Ιατρικό Ιστορικό 9. Έπασχες ή πάσχεις από οποιαδήποτε πνευμονοπάθεια (π.χ άσθμα, βρογχίτιδα, αποφρακτική πνευμονοπάθεια κ.α); ΝΑΙ ΟΧΙ 10. Ακολουθείς τυχόν φαρμακευτική αγωγή το παρόν χρονικό διάστημα; ΝΑΙ ΟΧΙ 11. Αν ναι, τι είδους φαρμακευτική αγωγή; 12. Έχεις ακολουθήσει στο παρελθόν φαρμακευτική αγωγή με βρογχοδιασταλτικά ή αποφρακτικά φάρμακα; ΝΑΙ ΟΧΙ 13. Έκανες χρήση διεγερτικών ουσιών (π.χ καφέ, τσάϊ) μια ώρα πριν τη συμπλήρωση του παρόντος ερωτηματολογίου; ΝΑΙ ΟΧΙ 70

Συναίνεση Δοκιμαζόμενου για εργομέτρηση (American College of Sports Medicine, 1991) 1. Ενημέρωση για την εργομέτρηση Θα εκτελέσεις μια εργομέτρηση στο κυκλοεργόμετρο ή στο δαπεδοεργόμετρο. Η ένταση της άσκησης στην αρχή θα είναι πολύ ήπια και στη συνέχεια θα αυξάνεται προοδευτικά ανάλογα με τη φυσική σου κατάσταση. Μπορεί να σταματήσουμε την εργομέτρηση αν έχουμε ενδείξεις κόπωσης ή μπορείς να σταματήσεις μόνος σου οποτεδήποτε αισθανθείς κόπωση ή ενόχληση. 2. Κίνδυνοι και ενοχλήσεις Υπάρχει πιθανότητα να συμβούν ορισμένες μεταβολές κατά την άσκηση. Αυτές συμπεριλαμβάνουν υπερβολική αρτηριακή πίεση, ζάλη, διαταραχή του κανονικού ρυθμού της καρδίας και σε σπάνιες περιπτώσεις καρδιακή προσβολή ή θάνατο. Θα γίνει κάθε προσπάθεια να ελαχιστοποιηθούν αυτοί οι κίνδυνοι με την προκαταρκτική εξέταση και με τις παρατηρήσεις κατά την εργομέτρηση. Υπάρχει πρόβλεψη πρώτων βοηθειών και εκπαιδευμένο προσωπικό για κάθε ενδεχόμενο. 3. Προσδοκούμενες ωφέλειες Τα ευρήματα από την εργομέτρηση μπορούν να συμβάλουν στη διάγνωση της ασθένειας σου ή στην αξιολόγηση των φυσικών δραστηριοτήτων, στις οποίες μπορείς να συμμετάσχεις χωρίς ή με μικρό κίνδυνο. 4. Ζήτηση πληροφοριών Μη διστάσεις να κάνεις ερωτήσεις γύρω από την εργομετρική διαδικασία ή τον υπολογισμό της λειτουργικής σου ικανότητας. Αν έχεις κάποιες αμφιβολίες ή ερωτήσεις, ζήτησέ μας να σου δώσουμε πρόσθετες εξηγήσεις. 5. Ελευθερία Συναίνεσης Η άδεια σου να εκτελέσεις την εργομέτρηση είναι εθελοντική. Είσαι ελεύθερος να μη συναινέσεις, αν έτσι επιθυμείς. Διάβασα το έντυπο αυτό και κατανοώ τις διαδικασίες που θα εκτελέσω. Συναινώ να συμμετέχω στην εργομέτρηση. Ημερομηνία Υπογραφή Δοκιμαζόμενου 71

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙI. ΗΜΕΡΟΛΟΓΙΟ ΠΡΟΠΟΝΗΣΗΣ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΩΝ ΜΥΩΝ 72

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Τμήμα Επιστήμης Φυσικής Αγωγής & Αθλητισμού Εργαστήριο Εργοφυσιολογίας-Εργομετρίας Διευθυντής: Καθηγητής Κ. Μανδρούκας Πρωτόκολλο Προπόνησης Αναπνευστικών Μυών Συνολική Διάρκεια: 6 εβδομάδες Διάρκεια Κάθε Συνεδρίας: ~ 30 min Συχνότητα: 5 μέρες / εβδομάδα Set: 5/ημέρα των 4 min με 1-2min διάλειμμα 73