Примечание редакции. Малое наблюдение с Hypoxico, не OXYTERRA и не IHHT. Изменялись одновременно тренировочная нагрузка и подготовка к соревнованию. Связанные публикации тех же авторов о подводном спорте могут описывать близкую программу или пересекающиеся выборки; их нельзя считать независимыми повторными подтверждениями без проверки состава участников. Ниже размещена редакционная текстовая версия русскоязычной статьи. Большие таблицы и графики сохранены в исходном PDF; на странице приведены краткие результаты и ссылки на нужные страницы оригинала. Это научный материал, не инструкция по лечению.
Кратко о публикации
- Шесть высококвалифицированных спортсменов мужского пола.
- Гипоксические сессии дополняли подготовку в воде и на суше.
- Оценивали пульс, сатурацию, показатели нагрузки и результаты дистанции 400 м.
- Авторы сообщают улучшение относительно личных рекордов; это не сравнение с рандомизированным контролем.
Основной текст
Введение
Плавание в ластах — группа дисциплин подводного спорта. Спортсмен продвигается в воде с моноластой, выполняя дельфинообразные движения туловищем и ногами в сагиттальной плоскости. В данную группу входят 13 индивидуальных соревновательных дисциплин, а также 2 дисциплины эстафетного плавания. Плавание в ластах получило широкое распространение в России и в мире, динамика соревновательных результатов говорит о постоянном повышении мастерства спортсменов-подводников. Дистанции 400 м, 800 м и 1500 м требуют высокого развития аэробного метаболизма. Именно он обеспечивает основную часть энергии при их прохождении. Для повышения аэробной работоспособности у высококвалифицированных пловцов-подводников необходим поиск новых средств, методов и методических решений.
В беге, плавании, биатлоне и лыжных гонках описаны стратегии подготовки в среднегорье и высокогорье. Их применяют для повышения аэробной работоспособности в видах спорта на выносливость. Данные стратегии получили особое внимание после объявления Мехико городом проведения Игр Олимпиады в 1968 году (Мехико расположен на высоте 2250м над уровнем моря). Методы гипоксической тренировки применяют более 50 лет; их описывает научно-методическая литература.
Средне- и высокогорье вызывает каскад приспособительных изменений. Он включает кардиореспираторную, гематологическую и периферическую адаптацию, например увеличение емкости энергосубстратов в мышцах. Также описаны повышение активности гликолитических ферментов и экономичности работы [1]. В горных условиях гипоксия связана с пониженным парциальным давлением кислорода и называется гипобарической гипоксией — под ее воздействием происходит снижение степени насыщения крови кислородом [2].
Гипоксия нагрузки и выносливость
В видах спорта на выносливость гипоксия возникает и во время нагрузки. Интенсивность или внешние условия повышают потребность в кислороде сверх возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем [3]. Возникающая гипоксия быстро истощает энергетические запасы субстратов и вызывает ряд нарушений работы центральной нервной системы, что приводит к затруднению или невозможности выполнения упражнения на необходимом уровне интенсивности. Такая гипоксия называется гипоксией нагрузки. Хоть она и имеет иную природу, механизмы, происходящие в организме, являются неспецифическими, то есть не отличаются от возникающих под воздействием гипобарической гипоксии [4].
Для предотвращения гипоксии нагрузки применяют тренировки на уровне порога анаэробного обеспечения (лактатного порога — на уровне 70-80% от максимальной частоты сердечных сокращений). Такие тренировки повышают способность сердечно-сосудистой системы утилизировать продукты окисления энергосубстратов (в частности молочную кислоту) [4]. Также опубликованы данные о том, что 4 недели тренировок на уровне ПАНО приводят к повышенному накоплению энергосубстратов в работающих мышцах, что позволяет повысить способность мышцы противостоять утомлению [5].
Авторы называют тренировки на уровне ПАНО наиболее эффективным способом повышения МПК (максимального потребления кислорода). МПК характеризует аэробную работоспособность и тесно связано с результатом в плавании в ластах на средних и длинных дистанциях. Для 400 м оригинал приводит коэффициент p = 0.83 [6], [7].
Дополнительный стимул для подготовленных спортсменов
Однако, при тренировке высококвалифицированных спортсменов возникает проблема снижения эффективности стимула на последующую адаптационную реакцию [8]. Говоря иначе, высококвалифицированные спортсмены обладают адаптацией к такого рода нагрузкам и последующее применение не является достаточно сильным стимулом для повышения тренированности. В то же время, в современном спорте плотность результатов на соревнованиях международного уровня настолько велика, что разница между победителем и серебряным медалистом может составлять сотые доли секунды. Авторы приводят пример финалиста дистанции 400 м в ластах на Чемпионате мира 2018 года. Серебряному призеру хватило бы ускорения на 0.005%, чтобы стать победителем [8].
Этим объясняется интерес к тренировке на уровне ПАНО (порога анаэробного обмена) в условиях нормобарической гипоксии. Авторы рассматривают ее как возможный дополнительный стимул для повышения результатов. Ряд исследователей описывают стратегии применения искусственной гипоксической тренировки в подготовке высококвалифицированных велосипедистов, альпинистов, легкоатлетов и баскетболистов [9].
Сообщается, что высокоинтенсивные тренировки (на уровне лактатного порога и выше) в условиях гипоксии способны вызывать больший прирост работоспособности по сравнению с тренировками в нормоксии [9]. Кроме того, аппаратные методы позволяют выполнять основную работу в воде и тренажерном зале на привычных базах. Поездка в высокогорье для этого не требуется. Это делает метод искусственной гипоксической тренировки доступным для широкого ряда спортсменов.
Противоречия и задача исследования
Авторы также обсуждают потенциал аппаратной гипоксической тренировки для усиления адаптаций. Речь идет о физиологическом, биохимическом и генетическом уровнях [10]. Считается, что состояние «спортивной формы» характеризуется именно оптимальной степенью активации всех компонентов подготовки спортсмена [10]. Таким образом, максимальная реализация спортивной формы возможна под воздействием метода интервальной гипоксической тренировки с использованием аппарата-гипоксикатора.
Однако в литературе есть и противоречивые данные. В некоторых работах нормобарические гипоксические тренировки не вызывали необходимых изменений гематологических параметров. Авторы этих работ связывали с этим отсутствие достоверных изменений спортивной работоспособности [11], [12]. Сообщается, что, хотя зарегистрирован прирост результатов, он все же имеет другую причину, не связанную с применением аппаратного метода гипоксической тренировки [13].
Авторы проверяли стратегию аппаратной гипоксической тренировки в непосредственной подготовке высококвалифицированных пловцов-подводников. Работу приурочили к Чемпионату России по подводному спорту 2019 года.
Методы
Экспериментальная группа состояла из 6 высококвалифицированных пловцов-подводников мужского пола, участвующих в соревнованиях Всероссийского и международного уровня. Антропометрические данные и квалификация группы указаны в таблице 1.
Сбор данных проводился следующим образом:
Пульс контролировали при нагрузках в воде, на суше и на велоэргометре с помощью Spartan Ultra, Suunto (Finland). Для каждого участника выбирали зону ПАНО — 70-80% максимальной ЧСС. Примечание редакции: в основном тексте PDF фраза об индивидуальном расчете обрывается после слова «максимального»; связь с ЧСС указана в аннотации.
Насыщение крови кислородом регистрировали датчиком PulseOximeter, Hypoxico (USA). Оксигенацию измеряли во время тренировочных занятий на велоэргометре с применением аппаратного метода гипоксической тренировки для контроля сатурации крови.
Тренировки записывали в онлайн-приложении Simple Workout Log (рис. 1 оригинала). Водную нагрузку разделяли на пять категорий по пульсовым зонам. Нагрузку на суше делили на силовую работу и работу над мобильностью. Гипоксические занятия учитывали отдельно (табл. 2). Подсчитывали расстояние в воде в каждой пульсовой зоне (км), а также время каждой категории работы на суше и на велоэргометре (часы в неделю).
Программа занятий на велоэргометре
Метод аппаратной гипоксической тренировки
Дополнительно к основной тренировочной нагрузке в воде и на суше, экспериментальная группа выполняла 5 тренировочных сессий на велоэргометре с помощью гипоксического аппарата Hypoxico Everest Summit II (USA). Каждая сессия включала разминку: 10 минут при 150 Вт в нормоксии. Основная часть занимала 40-45 минут на мощности ПАНО в нормобарической гипоксии с имитацией высоты 6000 м. Восстановленная по PDF заключительная часть — 5-10 минут «на мощности 100»; единицу мощности в этой фразе оригинал не указывает.
В течение цикла непосредственной подготовки к Чемпионату России по подводному спорту 2019 спортсмены выполнили 20 тренировочных сессий, используя метод аппаратной гипоксической тренировки. Последнюю тренировочную сессию провели за 20 дней до первого соревновательного дня, в который участникам предстояло соревноваться на дистанции 400м плавание в ластах.
Статистический анализ
Данные анализировали методами математической статистики. Их вносили в базу Firebase, Google (USA). Для анализа использовали Python 3.8 и библиотеки pandas, numpy, matplotlib, plotly, statsmodels и seaborn (рис. 3).
Результаты
Эффект подготовки оценивали по результатам на дистанции 400 м в ластах на 21-й день после завершения гипоксического цикла. Их сравнивали с личными рекордами участников экспериментальной группы.
Дистанция 400м плавание в ластах является одной из самых требовательных в программе соревнований по подводному спорту. По приведенному авторами описанию, аэробный гликолиз обеспечивает 87% энергии, а лактацидный компонент — около 10%. Энергопотребление остается значительным на всей дистанции. К концу упражнения уровень лактата в работающих мышцах может достигать 20 ммоль/л.
На 21 день после окончания воздействия участникам предстояло проплыть полуфинал утром, а в случае успешной квалификации и финальный заплыв вечером. Пять из шести участников экспериментальной группы успешно квалифицировались в финал, после чего в вечерней программе 3 участника стали медалистами на этой дистанции. Прирост результатов по сравнению с личным рекордом участников составил 3.08 ± 0.29%.
Обсуждение
В исследование приняли участие 6 высококвалифицированных спортсменов, впервые применившие в своей подготовке к соревнованиям метод аппаратной гипоксической тренировки. В результате такого воздействия, спортсмены значительно улучшили свои спортивные результаты.
На основании этого можно сделать вывод о целесообразности применения аппаратных методов гипоксической тренировки в цикле непосредственной подготовки к соревнованию среди высококвалифицированных пловцовподводников.
Однако, в дальнейших исследованиях необходимо установить механизм, вызвавший данные улучшения спортивной работоспособности. Для изучения реакции на гипоксический стимул нужны физиологические и функциональные показатели. Авторы предлагают оценивать гематологические параметры, МПК (максимальное потребление кислорода), ЧСС на уровне ПАНО и максимальную ЧСС. Дальнейшие исследования будут посвящены выяснению этих особенностей метода.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Таблицы и иллюстрации оригинала
Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.
Таблица 1 и рисунок 1 — участники и подготовка
Тренировочная нагрузка и гипоксические сессии
Литература
Источники 1–6
1. Luks A.M. Acute high-altitude sicknesСs п/и Aсо.Mк .л Lиuтkерs,а Eту. рRы. /SRweefenrseonnc, ePs. Bartsch // European respiratory review : an official journal of the European Respiratory Society. 2017; 26(143).
2. Richalet J.P. Physiological risk factors for severe high-altitude illness: a prospective cohort study / Richalet JP, Larmignat P, Poitrine E, Letournel M, Canoui-Poitrine F. // Am J Respir Crit Care Med. 2012;185(2):192-198.
3. Luks AM. Clinician's corner: What do we know about safe ascent rates at high altitude? / A.M. Luks // High Alt Med Biol. 2012;13(3):147-152.
4. Oelz O. Physiological profile of world-class high-altitude climbers / Oelz O, Howald H, Di Prampero PE, et al. // Journal of Applied Physiology. 1986;60(5):1734-1742.
5. Faiss R. Responses to exercise in normobaric hypoxia: comparison of elite and recreational ski mountaineers / Faiss R, von Orelli C, Deriaz O, Millet GP. // Int J Sports Physiol Perform. 2014;9(6):978-984.
6. Millet G.P. Point: Hypobaric hypoxia induces different physiological responses from normobaric hypoxia / Millet GP, Faiss R, Pialoux V. // Journal of applied physiology. 2012;112(10):1783-1784.
Источники 7–12
7. Millet G.P. Evidence for differences between hypobaric and normobaric hypoxia is conclusive / Millet GP, Faiss R, Pialoux V. // Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(2):133.
8. Fulco C.S. Effectiveness of preacclimatization strategies for high- altitude exposure / Fulco CS, Beidleman BA, Muza SR. // Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(1):55-63.
9. Zoll J. Exercise training in normobaric hypoxia in endurance runners. III. Muscular adjustments of selected gene transcripts / Zoll J, Ponsot E, Dufour S, et al. // J Appl Physiol. 2006;100(4):1258-1266.
10. Brocherie F. maximal- intensity hypoxic exercise superimposed to hypoxic residence boosts skeletal muscle transcriptional responses in elite team-sport athletes / Brocherie F, Millet GP, D'Hulst G, Van Thienen R, Deldicque L, Girard O. // Acta Physiol (Oxf). 2018;222(1).
11. Jornet K. How do I train again and again / Jornet K.. 2017. [Electronic resource] – URL: https://stories.kilianjornet.cat/uploads/files/How_Do_I_train_ENG.pdf. (accessed: 23.08.2020)
12. Solli G.S. The Training Characteristics of the World's Most Successful Female Cross-Country Skier / Solli GS, Tonnessen E, Sandbakk O. // Frontiers in physiology. 2017;8:1069.
Источники 13
13. Richalet J.P. Use of a hypobaric chamber for pre-acclimatization before climbing Mount Everest / Richalet JP, Bittel J, Herry JP, et al. // International journal of sports medicine. 1992;13 Suppl 1:P.216-220.
Технология и практика
Кислородные режимы и контроль сеанса объясняет раздел «Технология IHHT».
О IHHT в спорте и восстановлении рассказывает раздел «Применение».