Les périodes d’oxygénation jouent un rôle régulateur et normalisant particulier. Lorsque l’exposition hypoxique est répétée plusieurs fois, ces périodes d’oxygénation atténuent l’intensité de l’hypoxie afin d’optimiser les conditions nécessaires au développement d’une adaptation à long terme et de prévenir un surdosage d’hypoxie.
Pendant la phase de réoxygénation, un stress oxydatif léger est induit dans les cellules, déclenchant une cascade de réactions adaptatives. Le résultat final est l’activation, par l’hypoxie et l’hyperoxie, de nombreux facteurs de transcription (NF-kB, AP-1, HIF-1-alpha, HIF-3-alpha), qui induisent la production de protéines protectrices telles que les enzymes antioxydantes, les HSP, les FeRP, les facteurs de croissance et les enzymes de réparation. Ainsi, les cellules se saturent de molécules protectrices. L’induction de la synthèse d’espèces réactives de l’oxygène (ERO) dépend du degré d’hypoxie atteint. En revanche, l’utilisation de mélanges respiratoires contenant des concentrations d’oxygène inférieures à 10 % est très susceptible de produire des effets indésirables, même appliqués sur une très courte durée.
Le remplacement des périodes de normoxie par des périodes hyperoxiques (de 30 % à 40 % O₂) augmente considérablement l’amplitude du facteur thérapeutique, produisant un signal ERO plus fort sans nécessiter une hypoxie plus intense et plus risqué.
De plus, une réoxygénation plus rapide du patient permet de réduire la durée des séances thérapeutiques.