IHT у легкоатлета оценивали в наблюдении за одним высококвалифицированным спортсменом. Авторы изучали газообмен, работоспособность и результат спортивного теста после курса.
Примечание редакции. Одиночное наблюдение без независимого контроля. Описанные глубокие снижения сатурации и тренировочные режимы не являются безопасной универсальной рекомендацией. Влияние обычной спортивной подготовки и вариабельности измерений не исключено. Ниже дано подробное редакционное изложение русскоязычной статьи, а не дословное воспроизведение. 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
- Представлено наблюдение одного спортсмена, специализирующегося в спортивной ходьбе.
- Изучали сатурацию, спироэргометрию, максимальное потребление кислорода и результат контрольного теста.
- Изменения после курса не позволяют доказать причинность или гарантировать такой же спортивный результат другим людям.
IHT у легкоатлета: данные публикации
Введение
Предпосылки гипоксической подготовки
Гипоксические тренировки привлекли внимание спортсменов и тренеров во второй половине 20 века, изначально благодаря тому факту, что Олимпийские Игры 1968 года (в оригинале ошибочно напечатано «1068») состоялись в Мехико на высоте 2400 м над уровнем моря (НУМ). Во время тренировки на выносливость в условиях среднегорья при условии сохранения тех же скоростей, что и в равнинных условиях, энергозатраты и нагрузка на организм увеличиваются на 10 % [8] , что требует снижения интенсивности.
Ряд авторов акцентируют внимание преимущества проживания и тренировок в условиях среднегорья, которые улучшают оксидативный энергетический метаболизм [3, 10] . Также несколькими исследованиями подтверждено влияние гипоксии на аэробную мощность, емкость и спортивный результат [4, 7, 8] .
Часть авторов в своих исследованиях обнаружила улучшение кровяных показателей, участвующих в транспортировке кислорода к работающим мышцам [1, 4, 8]. В дополнение к этому подтверждено, что проживание в условиях нехватки кислорода не только увеличивает количество эритроцитов, но и продолжительность их жизни [3, 9].
Моделирование высоты и ИГТ
В последнее время физиологи и ученые пытались воссоздать эффект пребывания в горах различными способами. Ученые из Финляндии (в 1993 году) и Швеции (в 1994 году) сконструировали помещения, где была имитирована атмосфера среднегорья – 2500 м НУМ. Концентрация кислорода в этих помещениях была искусственно занижена, но при этом сохранялось нормальное атмосферное давление. Принцип работы нормобарической гипоксии лежит в повышении уровня азота в гипоксических комнатах, при этом концентрация кислорода снижена до 15,3 % с парциальным давлением 116 мм рт. ст. [8] . Использование искусственно моделируемой гипоксии совпадает с тренировочной моделью «живи наверху — тренируйся внизу».
Еще одним методом применения гипоксии является интервальная гипоксическая тренировка (ИГТ), впервые опробованная на российских пилотах [6] . Метод основан на воздействии на организм прерывистой экстремальной гипоксией, имитирующей высоту до 6400 м. Данный метод осуществляется с помощью прибора, называемого гипоксикатором.
Особую значимость ИГТ приобретает для подготовки спортсменов из стран с холодным климатом, поскольку дает те же преимущества, что и пребывание в горах. Но, в отличие от тренировок в горах, ИГТ имеет ряд преимуществ, таких, как отсутствие акклиматизации и реакклиматизации, возможность тренироваться без снижения интенсивности и доступ к оперативному контролю за состоянием спортсмена (чего зачастую нет в местах проведения горной подготовки). Таким образом, применение нормобарической гипоксии в спорте высших достижений в России является одним из самых эффективных способов повышения работоспособности.
Методы
Характеристика спортсменки
Участница — 22-летняя спортсменка, мастер спорта международного класса по спортивной ходьбе, член сборной России с опытом международных соревнований. Рост — 170 см, масса — 54 кг, пульс на анаэробном пороге — 175±1 уд/мин. За карьеру она 5 раз выезжала в среднегорье на 3–6 недель, на высоты 800–1700 м: Кисловодск (Россия) и Чолпон-Ата (Кыргызстан).
Исследование проводили в апреле–мае 2014 года в Новосибирске на базе НП «Профессиональная спортивная лига» и Школы высшего спортивного мастерства области. Использовали гипоксикатор HYPOXICO с содержанием кислорода от 21 % до 9 %. Авторы соотносят это с высотами 100–6400 м НУМ с шагом 250 м. Сатурацию измеряли портативным пульсоксиметром HYPOXICO.
Курс и глубина гипоксии
Спортсменка проходила курс ИГТ в свободное от тренировок время на протяжении четырех недель (5 сеансов ИГТ через 2 дня отдыха в неделю), всего 20 тренировок. Имитируемые высоты подбирались опытным путем на основе индивидуальной восприимчивости организма к гипоксии. Каждая ИГТ длилась от 60 до 90 минут с варьированием высот от 4000 до 6400 м НУМ
В течение ИГТ спортсменка подвергалась воздействию гипоксии с содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе от 14 до 9 %, соответствующего высоте от 3500 до 6400 м НУМ (рис 1, рис. 2). Сатурация кислорода в крови(SpO₂ ) опускалась с 90 % до 70 % (рис. 3).
Контрольные тесты
Наблюдение включало перечисленные ниже функциональные тесты и анализы крови. Эргоспирометрию проводили за 2 дня до ИГТ и через 10 дней после сеанса ИГТ. На дорожке начинали с 6 км/ч. До 6-й минуты скорость повышали на 1 км/ч каждые 2 минуты, с 7-й — каждую минуту до 15 км/ч. Затем скорость сохраняли, а наклон увеличивали до плато потребления кислорода, несмотря на рост нагрузки.
2) Контрольный тест на 3 км (спортивная ходьба) – первый тест за один день до начала ИГТ, второй тест – через 5 дней после ИГТ. Тесты проводились на стадионе в 9.00 в схожих погодных условиях.
Анаэробный порог и анализы крови
3) Темп на уровне анаэробного порога вычислялся с помощью анализатора уровня лактата Lactate Scout в течение теста 5 раз по 2000м на тредмиле. Каждый последующий интервал 2000м спортсменка выполняла на 10 сек быстрее предыдущего. Отдых между интервалами заключался во взятии крови из пальца для последующего анализа (30 сек). Концентрация лактата 4 ммоль/л соответствовала темпу на уровне анаэробного порога. Первый тест был проведен нами за 5 дней до ИГТ, второй – через 10 дней после ИГТ.
4) Клинический анализ крови и биохимия – первый тест проводился за 3 дня до начала ИГТ, второй тест – через 9 дней после ИГТ. Мы отслеживали изменения количества эритроцитов в крови, гемоглобин, гематокрит и процентное содержание ретикулоцитов. Тестирование спортсменки проводилось в компании «Сиблабсервис» на гематологическом анализаторе «Beckman Coulter LH 500» и биохимическом анализаторе «OLYMPUS AU 400».
По замыслу авторов, тесты оценивали «внутренние» изменения — МПК и кровь — и «внешний» результат в контрольной ходьбе. Эти показатели использовали для описания кислородтранспортной функции крови спортсменки.
Результаты и обсуждение
Самочувствие и переносимость
Спортсменка перенесла курс относительно хорошо. Однако во время сеансов периодически возникало небольшое головокружение. Авторы противопоставляют это зарубежной работе [6], где у тестированных спортсменов негативных ощущений не отмечали. Отсутствие других симптомов гипобарической гипоксии не означает отсутствия нежелательных ощущений в данном наблюдении.
После курса примерно один раз в три дня возникали слабость и нежелание тренироваться. При этом даже в такие дни спортсменка отмечала повышенную работоспособность во время тренировки. Самочувствие при нагрузке было хорошим, ЧСС — ниже прежней.
В четырёхкилометровой тренировке с переменным темпом время уменьшилось на 21 секунду: с 17.57 до 17.36 с, в записи авторов. Описание темпа в оригинале: «200 м на уровне 105 % ПАНО и 95 % на уровне 95 % ПАНО». Неоднозначность этой записи сохранена. Авторы заключают, что после курса спортсменка выдерживала более интенсивную нагрузку при той же ЧСС.
Газообмен и максимальное потребление кислорода
Эргоспирометрия, по оценке авторов, показала прирост не только аэробной мощности, но и аэробной ёмкости. С опорой на зарубежные работы [2, 6] они регистрировали абсолютные и относительные величины МПК.
В первую неделю ИГТ сатурация составляла 85–90 % при 14 % кислорода во вдыхаемой смеси. По рисункам 1 и 3 глубину гипоксии постепенно повышали до эквивалента 6400 м НУМ: 9 % кислорода и SpO₂ ниже 75 %. Эти сведения восстановлены из исходного PDF.
Как мы можем наблюдать на рисунках 4 и 5, абсолютное МПК выросло с 4105 мл/мин до 4364 мл/мин. Масса тела спортсменки в течение курса ИГТ варьировалась незначительно (± 0,4 кг), что является подтверждением факта прироста относительных величин МПК с 65,4 мл/мин/кг до 69,9 мл/мин/кг.
Темп и гематологические показатели
Тест анаэробного порога 5 раз по 2000 м выполняли за 5 дней до и через 10 дней после курса. Измерения проводили в 10 утра, на тредмиле, при температуре воздуха 19 °C. Результаты приведены в таблице 1.
В литературе по выносливости описано увеличение объёма плазмы крови [6, 9]. Оно снижает относительные показатели гемоглобина и гематокрита и может восприниматься как ложная анемия. Изменения показателей данной спортсменки представлены в таблице 2.
Тест на 3 км
В контрольной ходьбе на 3 км с максимальным усилием результат после ИГТ улучшился на 13 секунд. Тесты проводили на стадионе «Спартак» в Новосибирске в одно время и практически одинаковых климатических условиях. Средняя ЧСС снизилась с 180 до 178 уд/мин, то есть на 2 уд/мин. Максимальная — с 192 до 188 уд/мин, на 4 уд/мин.
Авторы выбрали 3 км для оценки максимальной аэробной работоспособности. Они ссылаются на снижение потребления кислорода у ходоков по мере увеличения длительности дистанции [1]. Улучшение результата в данном наблюдении не отделено от обычной спортивной подготовки.
Темп на анаэробном пороге улучшился с 4.20 до 4.15 мин/км. Авторы связывают это с положительной адаптацией и повышением аэробной экономичности.
Мы зафиксировали незначительные изменения гематологических параметров после ИГТ. Данный факт также подтверждается рядом исследователей [2, 5, 9], однако некоторые авторы [3, 10] обнаружили лишь увеличение концентрации ретикулоцитов как наиболее показательный индикатор, сигнализирующий о стимулирующем эффекте ИГТ на процесс кроветворения.
По таблице 2 гематокрит изменился с 42 до 43,3 %, гемоглобин — с 136 до 141 г/л. Эритроциты — с 4,10 до 4,28 млн/мкл, ретикулоциты — с 1,0 до 1,5 %. Эти значения восстановлены по таблице оригинала.
Выводы
Выводы и предложение авторов
В заключении авторы повторяют свою оценку преимуществ ИГТ для спортсменов из стран с холодным климатом. Они перечисляют отсутствие акклиматизации и реакклиматизации, сохранение интенсивности тренировок и возможность оперативного контроля состояния. Нормобарическую гипоксию они называют одним из наиболее эффективных способов повышения работоспособности. Это оценка авторов, основанная в данной статье на одиночном наблюдении.
Ключевым результатом авторы считают улучшение трёхкилометрового теста. На его основании они предлагают трёхнедельный курс со смесью 14–9 % кислорода и сатурацией 75–85 %. Также предложен 90-минутный сеанс: 6 минут гипоксии и 3 минуты нормоксии, 10 повторов. Это предложение авторов исходной статьи, а не универсальная рекомендация. В самом наблюдении описан четырёхнедельный курс.
Таблицы и иллюстрации оригинала
Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.
Кислородная смесь и тренировочная нагрузка: PDF, страница 2
Спироэргометрические иллюстрации: PDF, страница 3
Контрольные тесты: PDF, страница 4
Технология и применение
Описание индивидуального наблюдения дополняет материалы о спортивной подготовке. Подробнее о дыхательных режимах. Сценарии для спортивных центров — в разделе применение OXYTERRA.
Литература
Источники 1–6
1. Gursky, K. People on mountains. / K. Gursky // Presov: Vydavatestvo Michala Vasa – 1994. – 237р.
2. Katayama K. Intermittent hypoxia improves endurance performance and submaximum exercise efficiency / K. Katayama, H. Matsuo, K. Ishida, S. Mori, M. Miyamura // High Alt Med Biol. – 2003. -№ 4(3). Pp. 291–304.
3. Kobela P. Using of optimal training methods in preparation of 17 -18 years old biathlon athletes on mountains / P Kobela // Banská Bystrica: KTVS FHV UMB. – 2007. – 138 p.
4. Levine B. «Living high-training low»: effect of moderate-altitude acclimatization with low-altitude training on performance / B.Levine, J.Stray-Gundersen // Journal of Applied Physiology. – 1997. – № 83. Pp. 102–112.
5. Hamlin J.M. Intermittent Hypoxic Training in Endurance Athletes. In J.M. Hamlin, & J. Hellemans (eds) / J.M. Hamlin, J. Hellemans // Reported at Australian Conference of Science and Medicine in Sport. – 2003. – № 1–2.
6. Hamlin J.M. Effects of intermittent normobaric hypoxia on blood parameters in multi-sport endurance athletes / J.M. Hamlin, J. Hellemans // Med Sci Sports Exerc. – 2004. – № 31 (2). Pp. 264–268.
Источники 7–10
7. Meeuwsen T. Training-induced increases in sea level performance are enhanced by acute intermittent hypobaric hypoxia / T. Meeuwsen, I.J.M. Hendriksen, M. Holewijn // European Journal of Applied Physiology. – 2001. – № 84. Pp. 283– 290.
8. Pupis M. Hypoxia as a component of sport training / M.Pupis, P. Korcok // Banská Bystrica: KTVS FHV UMB. — 2007. – 98 p.
9. Rodriguez F.A. Erythropoietin acute resection and hematological adaptations to short, intermittent hypobaric hypoxia / F.A. Rodriguez // European Journal of Applied Physiology. – 2000. – № 82. Pp. 170–177.
10. Springlová M. Effect of high altitude environment to adaptation of body of long distance runner / M. Springlová // Praha: Závěrečná práce trenérské školy, FTVS. – 1999. – 102 p.