L'ambiente straordinario (ipo-iperbarismo) e lo sport: doping?

P. Longobardi 1 di 22

aster Universitario di II Livello inedicina Subacquea ed Iperbarica

l'ambiente straordinario (ipo-, iperbarismo) e lo sport: doping?

Pasquale Longobardi Centro Iperbarico RavennaMaster Med. Sub. Iperbarica

SSSA [email protected]



potenziamento trasporto ossigeno

trasportatori artificiali O2 doping ematico

(eritropoietina, ipobarica)

Doping



trasportatori artificiali di ossigeno

sostanze che potenziano artificialmente l'assorbimento, il trasporto e il rilascio dell'ossigeno:

• sostanze chimiche perfluoridiche,

• efaproxiral (RSR13)

• prodotti di emoglobina modificati (p. es., sostituti del sangue basati sull’emoglobina, prodotti di emoglobina microincapsulata).



Doping ematico (Italia)

legge 376 (14.12.00) e DM 30.12.02:

titolo 1) doping ematico,

comma a) Processi che aumentano artificialmente la massa eritrocitaria. Proibite:

• trasfusioni di sangue autologhe, eterologhe (salvo terapia), di soli eritrociti.

• eritropoetina o altre sostanze per stimolazione eritropoietica.

• uso di pratiche ipobariche



camera ipobarica: doping?WADA demanda alle Nazioni

WADA demanda alle Nazioni l’interpretazione punto B art. M1 del suo codice: «vietate tutte le pratiche che aumentino artificialmente il trasporto e la disponibilità di ossigeno»

• in quasi tutto il mondo la “camera ipobarica” non è vietata (UK, Spagna, Svizzera).

• Il Research Institute for Sport and Exercise Sciences (United Kingdom) consiglia la camera ipobarica (Thin Air Chamber) agli atleti.



“camera ipobarica”: cosa è?

Sean Sherk training mask



camera ipobarica: come funziona?

CAT System

(Colorado Altitude Training)

aria impoverita di

ossigeno (FiO2 15.2%),

simulando un’altitudine di

2743 metri (9,000 piedi) a

livello del mare



camera ipobarica: come funziona?

• Respirando aria impoverita di ossigeno l'organismo produce eritropoietina (EPO), con aumento dei globuli rossi e formazione nuovi vasi sanguigni.

• Nelle competizioni di lunga durata (corse ciclistiche, maratone podistiche, sci di fondo) gli atleti avvertono meno fatica e possono avere alte prestazioni per un tempo maggiore.



Camera ipobarica: chi la usa?

• 2005 Giro d'Italia: sequestrato Altitrainer 200 alla Davitamon Lotto, squadra di Robbie McEwen (Australia) .

• 5 nov. 2007: Paula Radcliffe (UK) vince maratona New York (aveva avuto figlia 17 gennaio 2007).

• 24 feb. 2008 Tottenham (UK) vince la Carling Cup: Juande Ramos (allenatore) fa usare camere ipobariche ai calciatori.



Pod HVAC "camera ipobarica"

• migliora la circolazione (aumenta globuli rossi)

• stimola l'attività mitocondriale

• riduce l'acido lattico• recluta cellule staminali

prodotta in California (USA)

costo 55.543 € (75.000 USD)

20 impianti nel mondo (08.2011)

Gordon Uehling III (tennis): "negli US Open, grazie alla Pod HVAC, ho

vinto 81 partite e perse solo otto".

variatore di pressione che simula alta quota e

comprime i muscoli a intervalli ritmici, tramite pompa a vuoto e valvola

computerizzata (ciclo: 20')



Bubble Pure Air

• 18.09.2011: Rafael Nadal si è 'vantato' dell'utilizzo di una Bubble Pure Air per recuperare la stanchezza

• in progettazione variante con compressore aria arricchita in ossigeno (max 40%)



Effetti ipossia: respirazione

• La velocità e la profondità di ventilazione

aumentano progressivamente durante

l’ipossia in conseguenza dello stimolo dei

chemorecettori aortici e carotidei;

• la ventilazione superficiale raddoppia quando

un individuo normale inspira gas con una

ppO2 di 50 mm Hg (valore normale 150

mmHg)



Ipossia: apparato cardiovascolare

• La gittata cardiaca aumenta con l’ipossia in

conseguenza del battito cardiaco più veloce e

di una minore resistenza vascolare periferica.

• L’ipossia grave, tuttavia, può causare

bradicardia e persino l’arresto circolatorio.



ipossia: SNC

• calo delle capacità intellettuali;

• abilità di giudizio e psicomotoria compromesse;

• quando la PaO2 scende al di sotto di 30 - 40

mmHg questo stato progredisce con

manifestazioni di confusione e insofferenza e

infine causa stordimento, coma fino alla morte



Ipossia: effetti metabolici e cellulari

• Mitocondrio: per ppO2 inferiore a circa 1

mmHg si arresta il metabolismo aerobico.

L'energia cellulare è prodotta per via anaerobica

(meno efficiente della glicolisi).

• l’aumento delle concentrazioni cellulari di Na+,

Ca++ e H+ provocano la morte cellulare.



collagene

VEGF angiogenesiATP

fosfocreatina

glucosio glicolisi piruvato HIF1

acetoacetato ΔO2 + O.I.

LATTATO + IPOSSIA

ipossia dasport d’elite

infiammazione

diabete

ferita

neoplasia

5-20 mM/l nei muscoli

prevalenti (v.n. < 1),

indipendente dalla ppO2



effetto paradosso ossigeno normobarico aumento EPO causato da ∆ O2

in 16 volontari sani :

• ossigeno normobarico x 2 ore: dopo 36 h incremento

EPO del 60% (p<0,001). anemie: NBO + acetilcisteina x 30 gg

• OTI (2,5 ATA 90 min): dopo 24 h riduzione EPO 53%





Maiali esanguinati (Hb 0,38 g/dl) e

riperfusi con fisiologica

respirano ossigeno a 3 ATA.

Ri-trasfusi e decompressi sono

sopravissutisenza

complicazioni.

Boerema I, Mayne NG, Brummelkamp WK, et al. Life without blood. J. Cardiovascular Surg.

1960;1:143-146





ossigeno: biochimica

• aumento carica energetica (ATP/ADP + Pi),

• potenziale ossido-riduttivo (coppia NAD/NADH è in stato ridotto nel tessuto muscolare)

• aumento creatina fosfochinasi (up-regulation)

• rapporto lattato/piruvato (minore produzione di lattato)

L’ossigeno (elettronegativo) è “affamato” di elettroni (ossidante)

Coppia NAD/NADH cede elettroni all’ossigeno (riducente)

Wilson DF (1979) Bylund-Fellenius AC (1981)



ossigeno e metabolismo energetico (Longobardi P. 1986-89)

pO2 (kPa)

ATP/ADP



pO2 (kPa)

Fo

sfo

crea

tin

a (m

mo

1/kg

p

eso

sec

co

ossigeno e metabolismo energetico (Longobardi P. 1986-89)



NADPH, FAD, flavin mononucleotide (FMN), tetraidrobiopterina (BH4)

NOS

O2 + arginina NO + citrullina

100% O2 a 2,8 bar 100% O2 a 2,8 bar

L-NAME(inibitore NOS)

THOM, 2006

O2: Fe++ NOS >> Fe+++ NOS – kM 50% NOS ppO2 ~ 9-33 mmHg

kM 90% iNOS ppO2 ~ 186mmHg



vasogenesimidollo spinale

sangue

OTI (NO)

VEGF, SDF-1

mobilizzazionecellule staminali



OTI e performance atleti• 48 atleti, di interesse nazionale, impegnati in

canottaggio, judo, ciclismo, pallavolo, nuoto divisi

in due gruppi uguali (10 OTI 1,9 bar / 50 minuti),

• discipline sportive selezionate perché richiedono uno

sforzo prolungato nel medio tempo,

prevalentemente aerobico con una componente

anaerobica

Longobardi P. 1986-89



• test massimale su tappeto rotante, dati

estrapolati per un tempo di 5 minuti, durante

il quale era richiesto di raggiungere l’80 -

90% della massima frequenza cardiaca

teorica;

• è stata misurata la ventilazione polmonare, il

consumo di ossigeno, la frequenza cardiaca

e la tensione tessutale di ossigeno

OTI e performance atleti

Longobardi P. 1986-89



statistica: utilizzati test non parametrici e in particolare:

– test Mann -Whitney per il confronto dei dati tra due

gruppi,

– test Kruskall - Wallis per il confronto dei dati tra più di

due gruppi,

– test Friedman per l’analisi dei valori ripetitivi,

test confronti multipli e test regressione lineare per

l’analisi delle relazioni tra due variabili.

OTI e performance atleti



controlli



controlli



dopo il primo minuto la FC aumenta significativamente (p<0,01) ma l’incremento é drasticamente minore nei

soggetti trattati con OTI (p<0,0001)



dopo 5 sedute OTI riduzione del consumo di ossigeno fino a 1 minuto di riposo;

dopo 10 OTI ulteriore riduzione anche al 2° min.



gruppo OTI: lattato

La riduzione di 1 mM di lattato ematico corrisponde a un risparmio di 3,3 ml di ossigeno/kg di peso corporeo



Ossigeno iperbarico: picco di energia / ridotto debito O2

• aumenta ATP e fosfocreatina e rende possibile, per brevi periodi di tempo, picchi di energia 3 o 4 volte più elevati del gruppo controllo;

• riduzione significativa del VO2 nei primi 30 sec di recupero, correlata con minore smaltimento di acido lattico (minor debito di ossigeno).









OTI migliora performance atleti

18 studentesse educazione fisica sottoposte a OTI (2,8 bar - 60 min), valutazione su tapis roulant dopo 30 minuti, 3 ore, 6 ore

dopo 30 min e 3 ore migliora il VO2 (14,4% e 10%)

e la capacità di sforzo è significativamente superiore (12,8% e18,1%, p <0,05)



OTI e sport• Estensione isometrica massimale ginocchio

(maximal isometric knee extensor exercise): 2 serie da 30 ripetizioni.

• Nessun danno al DNA cellulare

• Nessuna differenza significativa tra gruppo OTI (10 sedute -1,3 bar x 50 minuti) e controllo



Michael Doohan

Assen, 1992: proposta

amputazione gamba

Ravenna, 1992 (Clinica

mobile dr. C. Costa): OTI,

chirurgia, riabilitazione in

iperbarismo

1994 – 1998: vince cinque

volte di fila il MotoGP



Valentino Rossi



Valentino Rossi

“Onestamente, non mi aspettavo di sentirmi così bene già tre settimane dopo l'incidente“

26 giugno 2010 (AGI/ITALPRESS)

Rientro al MotoGP

sei settimane (40 gg)

dopo l’incidente



Davide Rigon (GP2 Istambul 08.05.2011)

“Alla fine della prima settima OTI

inizio già a sentirmi meglio. Muovo la

gamba e le ferite stanno migliorando” gamba sinistra esercita sforzo 120

kg nella guida



Marco Malone (12 a. MC 12.03.2011)

“Per la prima volta sento che la mia

gamba sta davvero guarendo, cammino

meglio e la ferita nel braccio si sta

chiudendo".

03.11 frattura esposta del femore, ferita l.c braccio. 06.11 nuova frattura femore



www.iperbaricoravennablog.it

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