Effect of voluntary hypocapnic hyperventilation or moderate hypoxia on metabolic and heart rate responses during high-intensity intermittent exercise

Abstract

These results suggest that during three 30-s bouts of high-intensity intermittent cycling, (1) hypocapnia reduces the aerobic metabolic rate with a compensatory increase in the anaerobic metabolic rate during the first but not subsequent exercises; (2) HRs during the exercise and post-exercise recovery periods are lowered by hypocapnia, but this effect is diminished with repeated exercise bouts, and (3) moderate hypoxia (2500 m) does not affect the metabolic response during exercise.

Effects of Prior Voluntary Hyperventilation on the 3-min All-Out Cycling Test in Men

“…In the present study, V ̇O2 was lower during HYP than CONT at the 20-s time point of the 3MT. This is consistent with previous studies showing that respiratory alkalosis increases the anaerobic contribution to exercise and reduces the aerobic contribution (23,27,29,32).…”

Hypercapnia elicits differential vascular and blood flow responses in the cerebral circulation and active skeletal muscles in exercising humans

“…The respiratory pattern used in the normocapnia trial was accomplished using visual feedback from a computer display showing V T and auditory cues from a metronome for f R . To prevent the reduction in P ET CO 2 caused by voluntary hyperventilation (Chin et al, 2013 ; Dobashi et al, 2017 ), the participants inhaled mildly hypercapnic gas (O 2 : 20.6 ± 0.1%; CO 2 : 2.7 ± 1.0%) simultaneously. In this way, P ET CO 2 was maintained at the Ex baseline level (i.e., 40–45 mmHg) in the normocapnia trial.…”

Efeitos da hiperventilação hipocápnica mista sobre o desempenho intermitente

“…Nesse caso, a hipocapnia induzida por hiperventilação contribuiu para aumentar o metabolismo anaeróbio glicolítico, reduzir o metabolismo aeróbio e a resposta taquicardíaca (LEBLANC et al, 2002;CHIN et al, 2007). Um segundo estudo mostrou, também, que esses mecanismos podem aumentar o desempenho de exercícios com características de alta intensidade, no teste anaeróbio de Wingate (LEITHÄUSER et al, 2016), no qual, cerca de 15 minutos de hiperventilação voluntária, com a flutuação da pressão de CO2 expirado final (PETCO2) em torno de 20 mmHg, foi bem tolerada pelos participantes, sem ocorrências de efeitos adversos relacionados a hipocapnia (FUJII et al, 2015;LEITHÄUSER et al, 2016;DOBASHI et al, 2017). Assim, fundamentalmente, a melhora do desempenho no exercício com este método parece estar relacionada ao aumento do fornecimento de energia de fontes glicolíticas, refletido em um maior trabalho mecânico muscular (BAKER; MCCORMICK; ROBERGS, 2010;LEITHÄUSER et al, 2016).…”

“…Assim, combiná-los, a fim de sustentar a hipocapnia durante toda uma sessão de exercício intervalado, pode ser interessante, já que os benefícios da hiperventilação parecem ser breves e restritos aos segundos iniciais. Apenas um estudo realizou a combinação de protocolos de hiperventilação durante toda a sessão de exercício, com o objetivo de sustentar a hipocapnia ao longo de toda sessão (3 testes de Wingate intervalados por 4 min) (DOBASHI et al, 2017). Entretanto, os resultados só observaram efeitos no metabolismo na série inicial, após a hiperventilação longa (20 min), e não foram analisados os resultados de alteração no metabolismo nas séries subsequentes, com hiperventilações curtas (2 min) nos intervalos (DOBASHI et al, 2017).…”

“…Apenas um estudo realizou a combinação de protocolos de hiperventilação durante toda a sessão de exercício, com o objetivo de sustentar a hipocapnia ao longo de toda sessão (3 testes de Wingate intervalados por 4 min) (DOBASHI et al, 2017). Entretanto, os resultados só observaram efeitos no metabolismo na série inicial, após a hiperventilação longa (20 min), e não foram analisados os resultados de alteração no metabolismo nas séries subsequentes, com hiperventilações curtas (2 min) nos intervalos (DOBASHI et al, 2017). De todo modo, seria interessante estudar como esse mecanismo de concatenação de protocolos de hiperventilação interage em exercícios intermitentes, com intervalos mais curtos (≤60 s), na tentativa de absorver os benefícios iniciais do período de acomodação (hiperventilação longa) nas séries iniciais, e sustentar esse mecanismo por hiperventilações curtas até o final do exercício.…”