HipoxiaLab

HipoxiaLab-Laboratorio de hipoxia normobárica” está ubicado en la Facultad de Ciencias del Deporte de la Universidad de Granada. Este laboratorio singular una cuenta con una sala de hipoxia normobárica de grandes dimensiones que permite modificar la fracción de oxígeno inspirada en su interior y simular cotas entre los 1500 y los 6500m de altitud. Esta sala está completamente equipada con material de entrenamiento, monitorización fisiológica y control de la condición física de última tecnología. Único en España por sus dimensiones, funcionalidad y precisión en los mecanismos de generación de la hipoxia ambiental y de control de la calidad del aire, este laboratorio hace que la Universidad de Granada se presente como un emplazamiento único capaz de combinar la instalaciones tecnológicas en hipoxia geográfica  (CAR de Sierra Nevada) con las de hipoxia normobárica en apenas 40 km de trayecto en coche, posicionando a la Universidad de Granada como el lugar de referencia en el desarrollo de estudios multidisciplinares y controlados en el estudio comparado y uso combinado de ambas hipoxias (natural y normobárica). Este emplazamiento singular se presenta como una herramienta ideal en la investigación y aplicación de la hipoxia en el rendimiento deportivo y el avance de líneas de investigación ligadas a su potencial uso terapéutico.

Palabras clave

evaluación de la condición física, fuerza, hipoxia hipobárica, hipoxia interna, Hipoxia normobárica, rendimiento deportivo

Resumen científico

HypoxiaLab se constituye como un laboratorio singular destinado a la investigación y uso de la hipoxia en todas sus vertientes. Se entiende el ambiente “hipóxico” como la reducción controlada del contenido de oxígeno del aire que se respira, de manera que reproduce artificialmente el contenido de oxígeno del aire que se respira sin que varíe la presión barométrica. Esta “hipoxia sistémica simulada de tipo normobárico” es desencadenante de una cascada de respuestas fisiológicas en el organismo de la persona que es expuesta, ya sea en reposo o combinado con ejercicio físico, produciendo adaptaciones de gran valor en el contexto deportivo como terapéutico que son estudiadas desde diferentes perspectivas.

Equipamiento

El laboratorio tiene una dimensión de 140 m2 estructurados en tres partes: sala de hipoxia, sala técnica y sala de trabajo. La sala de hipoxia permite la exposición a la hipoxia en reposo o combinada con ejercicio físico. Sus 60m2 la hacen excepcionalmente grande y compatible con el entrenamiento deportivo de alta calidad. La sala permite controlar, con un error inferior al 1%, el contenido de oxígeno del aire y simular altitudes que oscilan entre los 1500 y los 6500 m de altitud. La sala cuenta con un sistema de ventilación de entre 15-20 dm3/s persona para evitar la acumulación de CO2, temperatura y humedad derivados de la actividad física de los usuarios. Dispone de 3 puntos de seguridad en el control, en tiempo real, de los niveles de O2 en aire por óxido de circonio, uno en la sala técnica anexa donde se ubica el generador de hipoxia, y dos más en el interior de la sala de hipoxia, garantizando la redundancia y el monitoreo mutuo de las sondas. El tratamiento de la emisión de CO2 se realiza por generador de aire controlado contando con un sensor de CO2 por infrarrojo no dispersivo y de CO por célula electrolítica. En caso de mal funcionamiento, la sala dispone de un aviso sonoro y de un sistema de desconexión automático. El control de la sala se realiza a través de una pantalla táctil que proporciona información sobre las variables ambientales en tiempo real.

La amplitud de la sala la hace muy polivalente, permitiendo gran movilidad de los usuarios, amplia variedad de medios para el diseño y desarrollo de programas de entrenamiento y uso simultaneo de varias personas. Puede emplearse en aquellos deportistas o poblaciones interesadas de manera regular y cómoda en reposo, o bien ligada a sesiones de ejercicio físico dirigido y supervisado. El interior de la sala dispone de tecnología de última generación para la evaluación funcional:

  • Evaluación cardiorrespiratoria con control de la velocidad o potencia mecánica, saturación parcial de oxígeno arterial y muscular, frecuencia cardíaca, consumo de oxígeno y ventilación. La sala está dotada de un tapiz rodante Pulsar de hp cosmos, bicicleta ergométrica ergoselect 200p, analizador de gases Cortex METALYZER 3B y ecocardiógrafo cardioline Cube stress, todos de última generación.
  • Evaluación de la fuerza y perfil fuerza-velocidad tanto dinámica (fuerza, velocidad, potencia y aceleración medias, máximas y propulsivas, tiempos de vuelo, velocidad de despegue, etc) como estática (fuerza isométrica máxima, fuerza explosiva (relación fuerza-tiempo), y ratio de desarrollo de fuerza. La sala dispone de silla isométrica ajustable y célula de carga (Force Logic, Swallowfield, UK), encoders lineales (T-force) y de posición (Tesis 400 de Globus), plataforma de fuerza (Kistler 9281EA con sistema de conexión de datos KISTLER 5695B) y otros dinamómetros de mano de alta sensibilidad (Digimax dynamometer de Mechatronic GmbH; Psymtéc TKK-5101; etc.). Está dotada de un pórtico guiado vertical, racks y discos y barras Eleiko de competición.

Anexa a la sala de hipoxia, se dispone de un espacio de trabajo de otros 60 m2 con visión permanente entre sala de hipoxia a través de una cristalera que se extiende de un extremo a otro de la habitación e intercomunicador. El laboratorio disfruta licencias de uso institucionales de la suite Microsoft Office, el paquete estadístico SPSS, y MATLAB y ha adquirido licencias con los programas de registro de los diferentes instrumentos de los que dispone tales como el Software Bioware de KISTLER 2812ª, MetaSoft® Studio para cortex metalizer, y los que incluyen los transductores lineales de posición, de velocidad y las células de carga.

Puede visionarse el laboratorio en el video disponible en el canal de YouTube de la UGR. Video realizado con fondos del Programa 35 del Plan propio de Investigación de la UGR de 2022 para de Acciones de Marketing y Comunicación de la I+D para la Transferencia de Conocimiento; Proyecto Iliberis; CEIBioTIC. https://www.youtube.com/watch?v=YCovrh2hRNE

 

Líneas de investigación

La unidad dispone actualmente de dos grandes líneas de investigación en hipoxia:

  • Análisis del rendimiento y entrenamiento deportivo, centrada en el estudio del efecto de la hipoxia combinada con el ejercicio sobre el rendimiento deportivo desde diferentes perspectivas: funcional, fisiológica o estructural. Especialización en fuerza. Análisis comparado de diferentes estrategias de entrenamiento en hipoxia. Caracterización de la hipoxia natural y simulada con objeto de optimizar la organización del entrenamiento en hipoxia.
  • Aplicación terapéutica de la hipoxia (línea en iniciación), centrada en el análisis de la eficacia de los de programas de ejercicio físico combinados con hipoxia en patologías músculo-tendinosas.

Investigadores de la Unidad

Equipo investigador

La Unidad la componen investigadores del grupo de investigación Análisis y Control del rendimiento Deportivo (SEJ-438) con gran experiencia en los procesos de planificación y control del entrenamiento en diferentes disciplinas deportivas, poblaciones y entornos ambientales. Su larga trayectoria en investigación en hipoxia y su estrecha colaboración con el Centro de Alto Rendimiento Deportivo de Sierra Nevada (CSD) desde los años 90, le hace referente nacional e internacional en la temática. La experiencia de sus integrantes en disciplinas como los deportes de lucha y combate, natación, triatlón y deportes de montaña, hace que el grupo disponga de un gran abanico profesional en el análisis y perfeccionamiento de la técnica de los gestos de estas disciplinas, como en su enseñanza y planificación deportiva. Está integrado principalmente por profesionales en el ámbito de las ciencias del deporte y por especialistas en el campo de la medicina deportiva y de la rehabilitación que nos permiten sinergias entorno a las líneas de investigación del grupo. El grupo mantiene otras colaboraciones con Universidades españolas y extranjeras, como también con otros centros de investigación.

Colaboraciones con grupos y redes de investigación españoles:

  • Grupo de investigación Fisiología adaptativa: Ejercicio, hipoxia y salud, Universidad de Barcelona
  • Grupo de investigación Avances en Entrenamiento Deportivo y Acondicionamiento Físico de la Facultad de Ciencias del Deporte de la Universidad de Extremadura.
  • Red de investigación en hipoxia “Hipoxsport” (HIPOXIA, DEPORTE Y SALUD
  • Centro de Alto rendimiento Deportivo de Sierra Nevada

Colaboraciones con investigadores internacionales:

  • Brad Shoenfeld, del CUNY Lehman College, Bronx, New York University.
  • Lara Rodriguez Zamora, Örebro Universitetet, Sweden
  • Brendan Scott, Murdoch University, Perth, Australia
  • Pierre Samozino, Universidad de Savoie Montblanc, Francia

Maria Belén Feriche Fernández-Castanys

Investigador principal de la unidad

mbelen@ugr.es

Researcher ID / ORCID

Sobre Maria Belén Feriche Fernández-Castanys

Licenciada en Educación Física por la Universidad de Granada en 1994, contó durante su época de estudiante de una beca de iniciación a la investigación que la inició en el análisis del rendimiento deportivo en hipoxia. Doctorándose en 1998 por la Universidad de Granada en esta temática, ha mantenido su linea de investigación en la aplicación deportiva de la hipoxia hasta la actualidad. Catedrática de Universidad en el Departamento de Educación Física y Deportiva en ámbito del entrenamiento deportivo, en los últimos 10 años (2013-2023) acumula las siguientes aportaciones científicas: - 72 publicaciones en revistas JCR (30% Q1; 30% Q2; 13% Q3 y 28% Q4. 1º, último o autor de correspondencia en el 69%. 934 citas WOS; (2373 Scholar). - 54 aportaciones a congresos internacionales. 9 ponencias invitadas - 5 premios por méritos de investigación, 4 premios en Congresos y el tercer premio en los XVI Premios Nacionales de Investigación en Medicina Deportiva Nacional de 2013 - 4 capítulos de libro. - Dirección de 6 proyectos de investigación en hipoxia: 3 en el plan nacional I+D (IP en los 3; DEP2012-35774 MINECO/FEDER; DEP2015-64350-P MINECO/FEDER; PGC2018-097388-B-I00 MINECO/FEDER), 2 del Programa operativo FEDER Andalucía 2014-2020 y 2021-2027 (B-CTS-374-UGR20 y C-SEJ-015-UGR23); 1 de Infraestructura y equipamiento científico-técnico- MINECO/FEDER (IP; EQC2019-005832-P). Todos los proyectos se ejecutan bajo la temática de “fuerza e hipoxia”. Colaboraciones de las Universidades de Ljubliana (Eslovenia); Nueva York (Lehman College,CUNY, USA); Örebro (Suecia), Murdoch (Australia), Extremadura, A Coruña, Barcelona y del CAR de Sierra nevada (CSD). La inversión en investigación sobre la temática ha alcanzado 496.767,31 € en los últimos 10 años. - Dirección de 7 contratos de investigación (4 como FPU, 1 como FPI, 1 beca de colaboración y 1 contrato de garantía juvenil) de los que 6 han estado bajo mi supervisión. - Tesis doctorales dirigidas: 6 (2 con mención internacional y 1 en cotutela internacional).


Josefa León López

Investigador garante

pepileon@ugr.es

ORCID

Filipa Almeida

Investigador garante

filipaalmeida@ugr.es

ORCID

Cristina Benavente Bardera

Investigador garante

cbenavente@ugr.es

ORCID

Blanca De La Fuente Caynzos

Investigador garante

blanca.delafuente@csd.gob.es

Researcher ID / ORCID

Javier Argüelles Cienfuegos

Investigador garante

javier.arguelles@csd.gob.es

Maria Del Carmen Calderon Soto

Investigador garante

carmen.calderon@csd.gob.es

Juan Germán Bonitch Góngora

Investigador garante

juanbonitch@ugr.es

Researcher ID / ORCID

Sergio Pérez Regalado

Investigador garante

serperel@correo.ugr.es

Principales contribuciones

En los últimos años a investigación del grupo se ha centrado en el análisis comparativo de la hipoxia terrestre y normobárica equivalente desde un punto de vista funcional, fisiológico y estructural, separando los efectos neuromusculares de los ligados a la estructura muscular y avanzando en la interacción que la hipoxia produce en las vías de señalización biomolecular de la miogénesis muscular. Por otro lado, la necesidad de incorporar la perspectiva de género en la investigación deportiva hace que el análisis de la respuesta muscular de la mujer en hipoxia surja como consecuencia del mismo proyecto, contando actualmente con financiación del Programa operativo FEDER I+D+I 2021-2027 para su estudio a lo largo de los próximos dos años. Además, el impacto observado de la hipoxia normobárica en la remodelación muscular que se viene estudiando con los últimos proyectos ha despertado el interés de traumatólogos y rehabilitadores de centros sanitarios y empresas de readaptación y se inicie la línea de investigación con fines relacionados con la recuperación de la lesión músculo tendinosa. Esta línea se basa en el potencial efecto angiogénico de la hipoxia y de la regulación del balance oxidante/antioxidante en la estabilización de su respuesta adaptativa, como también por la inducción de cambios en la expresión génica (cambios en la concentración de miARN), sensibles a la hipoxia y/o al estrés metabólico cuando se combina con el ejercicio, lo que es de interés tanto para el deportista de élite como para el campo de la biomedicina.

Los principales proyectos ejecutados/en desarrollo de los últimos años se presentan a continuación:

  • Referencia del proyecto C-SEJ-015-UGR23: "Influencia del sexo en el resultado del entrenamiento de fuerza en hipoxia sobre el crecimiento muscular: mujeres vs hombres"; IP: Belén Feriche. Entidad Financiadora: Agencia Andaluza del Conocimiento. Consejería de Universidad, Investigación e Innovación. Junta de Andalucía. Programa operativo FEDER I+D+I 2021-2027; Duración: Desde: 01/01/2024 Hasta: 31/12/2026; Financiación: 18.000€
  • Referencia del proyecto: B-CTS-374-UGR20: Efecto del Entrenamiento de Hipertrofia en Hipoxia Moderada Sobre la Modulación de la Respuesta de Estrés y Su Relación Con la Salud; IP: Belén Feriche. Entidad Financiadora: Agencia Andaluza del Conocimiento. Consejería de transformación económica, Industria, conocimiento y Universidades Consejería de Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Junta de Andalucía. Programa operativo FEDER I+D+I; Duración: Desde: 01/07/2021 Hasta: 30/12/2023; Financiación: 25.000€
  • Referencia del proyecto: EQC2019-005832-P: Laboratorio de Hipoxia normobárica.
  • IP: Belén Feriche. Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Agencia estatal de Investigación. Unión Europea; Duración: 01/01/2019 - 31/03/2022; Financiación: 246.419,91 €
  • Referencia del proyecto: PGC2018-097388-B-I00; Efecto del entrenamiento de fuerza en diferentes tipos de hipoxia sobre la hipertrofia y vinculación a marcadores neuromusculares, de estrés metabólico y mecanismos asociados; IP Belén Feriche, Entidad financiadora: MINECO-FEDER; Duración: 01/01/2019 - 30/09/2022; Financiación recibida: 72.600,00€
  • Referencia del proyecto: DEP2015-64350-P: Influencia de la estrategia de exposición a la hipoxia moderada sobre las adaptaciones al entrenamiento de la potencia muscular; IP: Belén Feriche; Entidad financiadora: MINECO-FEDER; Duración: 01/01/2016 - 31/12/2019; Financiación: 71.148,00€ + FPI
  • Referencia del proyecto: DEP2012-35774: Efecto del ascenso a la altura moderada sobre el comportamiento muscular en diferentes manifestaciones de fuerza y su vinculación al rendimiento en nadadores experimentados; IP: Belén Feriche; Entidad financiadora: MINECO/FEDER; Duración: 01/01/2013- 31/12/2015; Financiación 56.160 €

Puede visionarse el reportaje divulgativo de la actividad de la unidad sobre el análisis del entrenamiento de fuerza en hipoxia en el programa Con-Ciencia de Canal Sur

https://canal.ugr.es/wp-content/uploads/2024/01/0000137972_1080p.m4v?_=1

 

Publicaciones destacadas en la temática:

  • Rodriguez, FA., Iglesias,X., Feriche,B., Calderon-Soto,C., Chaverri,D., Wachsmuth,N., Schmidt,W., Levine,B., (2015) ‘Altitude Training in Elite Swimmers for Sea Level Performance (Altitude Project)’, Medicine and Science in Sports and Exercise, 47, 1965–78.
  • Garcia-Ramos, A, Padial,P., De la Fuente,B., Argüelles-Cienfuegos,J., Bonitch-Gongora,J., and Feriche,B (2016) ‘Relationship Between Vertical Jump Height and Swimming Start Performance Before and After an Altitude Training Camp’, Journal of Strength and Conditioning Research, 30, 1638–45.
  • Garcia, A, Stirn,I., Padial,P., Argüelles-Cienfuegos,J., De la Fuente,B., Calderon,C., Bonitch-Góngora,J., Tomazin,K., Strumbelj,B., Strojnik,V., Feriche, B., (2016) ‘The Effect of an Altitude Training Camp on Swimming Start Time and Loaded Squat Jump Performance’, Plos One, 11, 7, e0160401.
  • Feriche, B, Garcia-Ramos,A., Morales-Artacho, AJ., and Padial,P. (2017) ‘Resistance Training Using Different Hypoxic Training Strategies: A Basis for Hypertrophy and Muscle Power Development.’, Sports Medicine - Open, 3-1.
  • Pérez-Castilla,A, García-Ramos,A., Padial,P., Morales-Artacho,AJ., Feriche,B. (2018) Effect of different velocity loss thresholds during a power-oriented resistance training program on the mechanical capacities of lower-body muscles. Journal of Sports Sciences. 36:1331-133;
  • Morales-Artacho, Padial,P.; García-Ramos,A.; Pérez-Castilla,A., Argüelles-Cienfuegos,J.; De la Fuente,B., Feriche,B. (2018) ‘Intermittent resistance training at moderate altitude: effects on the force-velocity relationship, isometric strength and muscle architecture’ Frontiers in Physiology, 9, 594.
  • Feriche,B; Shoenfeld,B.J.; Bonitch,J.; de la Fuente,B.; Almeida,F.; Argüelles,J; Padial,P. (2020) Altitude-induced effects on muscular metabolic stress and hypertrophy-induced mechanisms after a resistance training session. European Journal of Sport Science; 20:1083-1092.
  • Almeida, F.; Padial,P.; Bonitch-Góngora,J.; de la Fuente,B. Schoenfeld,BJ.; Morales-Artacho,A.; Feriche,B. (2021) `Effect of altitude training on physical and technical performance in elite judokas’. Frontiers in Physiology, 18, 12.
  • Tomazin, K.; Almeida, F.; Stirn,I.; Padial, P.; Bonitch-Góngora,J.; Morales-Artacho, A.; Strojnik,V  and Feriche,B. (2021) `Neuromuscular Adaptations after an Altitude Training Camp in Elite Judo Athletes’ International Journal of  Environmental Research and Public Health,18, 6777;
  • Benavente,C.; Feriche,B (corresponding).; Olcina,G.; Schoenfeld,BJ.; Camacho-Cardenosa,A.; Almeida,F.; Martínez-Guardado; Timon,R.; Padial,P.; (2022) Inter-set rest configuration effect on acute physiological and performance-related responses to a resistance training session in terrestrial vs simulated hypoxia. Perr J; 10-
  • Pérez-Regalado, S.; Feriche.B.; León-López,J. (2022). Therapeutic approach for digestive system cancers and potential implications of exercise under hypoxia condition: what little is known? a narrative review. J Cancer Research Clin Oncol, 148:1107–1121.
  • Márquez,G.; Colomer,D.; Benavente,C.; Morenilla,L.; Alix-Fages,C.; Padial,P.; Feriche,B. (2023) Altitude‑induced effects on neuromuscular, metabolic and perceptual responses before, during and after a high‑intensity resistance training session. Eur J App Physiol p. 1-11.
  • Benavente, C., Schoenfeld, B. J., Padial, P., & Feriche, B. (2023). Efficacy of resistance training in hypoxia on muscle hypertrophy and strength development: a systematic review with meta-analysis. Scientific Reports; 13(1), 3676.
  • Pérez-Regalado, S., León, J., Padial, P., Benavente, C., Puentes-Pardo, J. D., Almeida, F., & Feriche, B. (2024). Effect of a resistance exercise at acute moderate altitude on muscle health biomarkers. Pflügers Archiv-European Journal of Physiology476(1), 49-57.