IHHT при перетренированности оценивали у 15 легкоатлетов после курса процедур. Исследователи изучили самочувствие, вариабельность сердечного ритма и физическую работоспособность.
Примечание редакции. Небольшая выборка и отсутствие полноценного контрольного вмешательства ограничивают выводы. Результаты касаются восстановления исходно сниженной работоспособности, не обещания повышения результатов у здоровых элитных спортсменов. Начало другой статьи на последней странице PDF не включено в публикацию. 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
- 15 спортсменов 18–21 года с верифицированной перетренированностью прошли 14 процедур по 45 минут на фоне облегчённых тренировок.
- После курса авторы отмечают изменения работоспособности, гипоксической устойчивости, ЭКГ и ряда показателей вегетативной регуляции.
- Работа пилотная: авторы прямо рекомендуют сравнительные контролируемые исследования IHHT и традиционных гипоксических тренировок.
IHHT при перетренированности: данные публикации
Введение
Высокие спортивные достижения практически в каждом виде спорта сопровождаются предельными нагрузками как в тренировочном, так и в соревновательном периоде. Если тренировочный процесс, интенсивность нагрузок не соответствуют возрастным, индивидуальным особенностям спортсмена, уровню подготовленности, при наличии предрасполагающих факторов (заболевания, нарушения режима и т.п.) могут возникать различные нарушения: переутомление, перетренированность, перенапряжение, сопровождающиеся снижением психомоторной, физической работоспособности, изменением функционального состояния, снижением уровня здоровья спортсмена [4, 10]. Восстановление спортивной работоспособности и оптимального функционирования после тренировочных и соревновательных нагрузок является неотъемлемой частью подготовки и медицинского обеспечения высококвалифицированных спортсменов.
Одним из перспективных методов эффективного восстановления функционального состояния спортсменов, повышения их аэробных возможностей, физической работоспособности и выносливости является высокогорная или аппаратная гипоксическая тренировка [22]. В довольно многочисленных исследованиях показано, что тренировка спортсменов в условиях среднегорья или в моделированных условиях умеренной – выраженной периодической гипоксии (сопоставимо с высотой 4200-5000 м над уровнем моря) приводит к комплексу гематологических «ответов» – росту содержания сывороточного эритропоэтина, ретикулоцитозу, повышению содержания гемоглобина, кислородной емкости крови и, как следствие, росту максимальной аэробной производительности [15, 16].
Наряду с этим активирует мультифакторный каскад негематологических «ответов», включая ангиогенез, транспорт глюкозы, утилизацию липидов, регуляцию pH, мощность систем антиоксидантной защиты, улучшение мышечной производительности на митохондриальном уровне, повышение устойчивости к лактоацидозу и пр. [12, 19].
Способы моделирования гипоксии
Высокогорную гипоксию моделируют разными способами – барокамеры, гипоксические палатки, масочные аппараты [18], разные протоколы гипокситренировок: 1) длительная многочасовая экспозиция гипоксии (модель «train low, sleep high»), 2) интервальная 1-5-часовая экспозиция ежедневно в течение 12-14 дней, 3) гипоксические экспозиции во время выполнения тренировочных физических нагрузок [11]. Исследования различаются оборудованием и протоколами. Различаются также длительность, кратность и интенсивность гипоксических стимулов. Поэтому результаты часто несопоставимы. Данные об эффективности гипоксических тренировок в спорте неоднозначны и противоречивы [13, 20].
В единственном доступном систематическом обзоре [11], основанном на метаанализе результатов 51 исследования показано, что для элитных спортсменов эффективным протоколом гипокситренировок является модель «train low, sleep high», для молодых спортсменов, в случае нарушения функций, сниженной работоспособности могут применяться другие протоколы с более краткими гипоксическими экспозициями. Однако этот вопрос требует дополнительных исследований.
В России большую популярность приобрел метод интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) – дыхание через маску гипоксической газовой смесью короткими интервалами – 5-8 мин, прерываемыми 3-4-минутными нормоксическими паузами. Показана эффективность применения ИГТ в комплексной реабилитации пациентов с сердечно-сосудистой патологией, бронхиальной астмой, ожирением и пр., при подготовке квалифицированных спортсменов, повышении стрессоустойчивости и физиологических резервов здорового работающего человека [3, 5, 18].
Значение периода реоксигенации
В ряде исследований установлено, что важным моментом в случае применения ИГТ является чередование периодов дозированной гипоксии (активация всех механизмов транспорта и утилизации О ) и реоксигенации (восстановление исходного уровня кислородного снабжения организма на фоне повышенной активности механизмов его транспорта и утилизации) [7, 9]. В этом случае периоды реоксигенации индуцируют продукцию активных форм кислорода (АФК), которые запускают сигнальные каскады синтеза защитных внутриклеточных факторов, в том числе с антиоксидантной функцией. Эффективность таких тренировок удалось повысить чередованием коротких гипоксических экспозиций гипероксическими «импульсами» [1].
В экспериментальных работах показано, что в курсе процедур комбинации периодов умеренных гипоксии и гипероксии эффективность адаптации возрастает в первую очередь за счет повышения интенсивности редокс-сигнала без углубления гипоксии, а режим тренировки «гипоксия/ гипероксия» более эффективно предупреждает развитие АФК-индуцированных, стрессорных нарушений и повышает физическую выносливость животных (тест «плавание до отказа») по сравнению с режимом «гипоксия/нормоксия» [1, 9]. При этом тренирующие эффекты ИГТ при режиме «гипоксия/гипероксия» развиваются быстрее [9].
Нами разработаны новый способ гипокситренировки человека, в котором для потенцирования ее эффектов используется дыхание гипоксическими газовыми смесями, чередующееся с дыханием гипероксическими (30% О ) газовыми смесями – метод интервальной гипоксически-гипероксической тренировки (ИГГТ) [2], а также устройство для его реализации [17].
Цель исследования при перетренированности
Цель выполненной работы – исследование возможности применения нового метода – ИГГТ для реабилитации спортсменов с синдромом хронической перетренированности и повышения уровня их работоспособности.
Организация и методы исследования
В исследовании, проведенном на базе поликлиники РГУФКСиТ, приняли участие 15 спортсменов-легкоатлетов (7 мужчин и 8 женщин) со спортивной квалификацией КМС и МС, в возрасте 18-21 год (спортивный стаж – 5-8 лет). На момент первичного обследования у всех спортсменов клинически был верифицирован диагноз «синдром хронической перетренированности».
Курс реабилитационных процедур
Для коррекции проявлений хронической перетренированности был предложен курс ИГГТ (14 процедур по 45 мин, в режиме 3 раза в неделю) в качестве моновоздействий на фоне регулярных облегченных физических тренировок (процедуры отпускались после тренировок через 1,5-2 ч). Перед началом курса тренировок определяли индивидуальную чувствительность спортсменов к гипоксии путем проведения 10-минутного гипоксического теста (ГТ) с ежеминутным контролем ЧСС и SaO . Процедуры ИГГТ начинали с подачи через маску гипоксической смеси с 11% О (5-7 мин), затем 2-3 мин подавали гипероксическую газовую смесь с 30% О .
Длительность гипоксического воздействия и последующей гипероксии зависели от индивидуальной гипоксической чувствительности спортсмена в ГТ, а их переключение осуществлялось автоматически по специальным алгоритмам (биообратная связь) [17].
В течение процедуры проводили 6-7 таких циклов. После 5-7 процедур интенсивность гипоксии повышали до 10% О . До курса процедур ИГГТ и на 3-4-й день по их завершении все спортсмены проходили комплексное обследование, которое проводилось в первой половине дня и включало: – оценку психологического и эмоционального статуса (тест дифференцированных эмоций К. Изарда и шкала хронического утомления, адаптированные проф. А.Б. Леоновой с соавт.) [6]; – регистрацию кардиоинтервалограмм в положении лёжа (АПК «ВНС-спектр», ООО «Нейрософт», Иваново, 2002) в течение 5 мин с последующей оценкой временных и частотных характеристик вариабельности сердечного ритма (ВСР) в соответствии с общепринятыми стандартами [21].
В качестве временных характеристик ВСР рассчитывали ЧСС, уд/мин; среднее квадратическое отклонение величин RR интервалов за всю эпоху (SDNN, мс); моду (Мо, мс), амплитуду моды (АMо, %), вариационный размах (ВР, мс) и коэффициент вариации (CV,%); процент от общего количества последовательных пар RR интервалов, значения которых различались больше, чем 50 миллисекунд (pNN50,%).
Показатели вариабельности сердечного ритма
Вычисляли индекс напряжения регуляторных систем (ИН, усл. ед.). При частотном анализе общей вариабельности эпохи кардиоинтервалов определяли общую мощность спектра ВСР (ТР), а также мощности в отдельных диапазонах: высокочастотном (HF, %), низкочастотном (LF, %), сверхнизкочастотном (VLF, %). Вычисляли индекс симпатопарасимпатического взаимодействия LF/НF [21]; – тестирование уровня физической работоспособности с использованием теста PWC-170 с расчетом показателей абсолютной и относительной (на килограмм массы) работоспособности в модификации В.Л.
Карпмана [8], МПК, МПК/кг, а также экономичности выполнения нагрузки (степень прироста ЧСС, АД, индексов хронотропного и инотропного резерва (ИХР и ИИР), двойного произведения – ДП) [8]; – запись ЭКГ покоя в 12 отведениях для клинической оценки состояния перетренированности и выявления признаков нарушений в миокарде.
Cтатистическая обработка полученных данных проведена с использованием программы «Statistica for Windows» 6.0. Учитывая малую численность группы наблюдения и ненормальность распределения значений отдельных показателей, для оценки достоверности различий использовали непараметрический критерий Вилкоксона.
Результаты
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При исходном обследовании спортсменов установлено, что все они имели различные признаки перетренированности. Большинство участников исследования отмечали ухудшение самочувствия, повышенную утомляемость (80%), ощущения перебоев в работе сердца, нарушения цикла «сон – бодрствование» (73,3%), высокий уровень субъективной тревоги (66,6%); при ЭКГ-обследовании выявлены нарушения ритма сердца (как правило, в виде желудочковой экстрасистолии) – у 80%, нарушение реполяризации желудочков (горизонтальная депрессия ST-сегмента – у 73,3%).
При психологическом тестировании обследуемые демонстрировали высокий уровень негативных и тревожно-депрессивных эмоций (при границе референсных значений для популяции здоровых лиц [6] – 36 и 33 балла соответственно), а также значительную степень хронического утомления (табл. 1). При анализе показателей ВСР установлены несколько сниженные по отношению к нормативам спортсменов значения ТР, умеренно повышенные значения низкочастотной составляющей ВСР (LF), сниженный вклад высокочастотного компонента HF и повышение индекса LF/HF, что можно интерпретировать как высокую степень напряжения нейрогуморальной регуляции сердечной деятельности с доминированием симпатических влияний [8].
Уровень работоспособности и аэробная производительность практически у всех участников исследования при исходном тестировании были значимо снижены (табл. 2) по сравнению с результатами тестирования 20 спортсменов без признаков хронической перетренированности (у них среднегрупповые значения PWC/MT – 19,26±0,64 кгм/мин/кг).
Самочувствие после курса
После прохождения курса ИГГТ на фоне продолжающихся тренировок в облегченном режиме в группе обследованных спортсменов установлены улучшение их психологического, функционального состояния, повышение уровня работоспособности. Так, по субъективным самоотчетам, у всех обследуемых после курса ИГГТ происходили улучшение общего самочувствия, нормализация сна и настроения, исчезли ощущения перебоев в работе сердца. При психотестировании выявлено значимое снижение проявлений хронического утомления. Однако в структуре эмоций существенных изменений не произошло – по-прежнему доминировали негативные эмоции.
Гипоксически-гипероксическое прекондиционирование привело к уменьшению (исчезновению) клинически значимых изменений на ЭКГ: у 11 спортсменов из 15 произошло восстановление процессов реполяризации желудочков, у всех обследуемых нарушения ритма после курса реабилитации не выявлены.
Большинство спортсменов хорошо переносили курс ИГГТ. У 3 из 15 первые процедуры сопровождались нехваткой воздуха, затруднением вдоха и эмоциональным возбуждением. После незначительного снижения гипоксической экспозиции и соответствующих разъяснений спортсмены продолжили курс тренировок. Многие отмечали релаксирующее влияние процедур, а к концу курса – улучшение переносимости спортивных тренировок на следующий день после процедуры ИГГТ.
После курса ИГГТ спортсмены лучше переносили острую моделируемую гипоксию. Повторный гипоксический тест показал значимое уменьшение десатурации гемоглобина и прироста ЧСС (табл. 3).
Изменения регуляции сердечного ритма
Общая мощность ВСР имела тенденцию к повышению. При этом вклад LF снижался, а вклад HF возрастал. Индекс симпатопарасимпатических отношений значимо уменьшился. Авторы трактуют эти сдвиги как некоторое усиление вагусных влияний. Одновременно они отмечают снижение симпатически индуцированного напряжения вегетативной регуляции сердца.
После ИГГТ авторы повторно оценили физическую работоспособность. Значения PWC170, МПК и их относительные величины на единицу массы тела существенно возросли. Прирост ЧСС, АД, двойного произведения (ДП), ИХР и ИИР значимо уменьшился (табл. 2.). Это свидетельствует о повышении хроноинотропных резервов миокарда и экономизации работы кровообращения при выполнении нагрузки той же мощности. Полученные данные хорошо согласуются с результатами работ [11, 15], где показана эффективность использования относительно коротких (2-3 недели) протоколов искусственно моделированной интервальной гипоксии (изолированно или сочетанно с выполнением нагрузок умеренной интенсивности) в восстановлении аэробной производительности, коррекции вегетативной регуляции спортсменов в постсоревновательном периоде, при снижении выносливости, но не в повышении работоспособности элитных спортсменов.
Заключение
Таким образом, результаты выполненного пилотного исследования показали возможность и потенциальную эффективность применения интервальных гипоксически-гипероксических тренировок (ИГГТ) в нормобарическом режиме с биообратной связью для коррекции функционального состояния и восстановления физической работоспособности спортсменов с синдромом хронической перетренированности. Курс гипоксическо-гипероксического прекондиционирования приводит к повышению устойчивости спортсменов к острой дозированной гипоксии, устранению клинических проявлений перетренированности, восстановлению исходно сниженного уровня работоспособности и аэробной выносливости, оптимизации вегетативной регуляции сердца.
Результаты предварительные и требуют уточнения в сравнительных контролируемых исследованиях. Необходимо сопоставить ИГГТ с «традиционной» ИГТ и оценить динамику специальной работоспособности в квалиметрических тестах. Вместе с тем метод интервальных гипоксически-гипероксических тренировок, с учетом его экспериментальных обоснований и накапливаемого опыта прикладного применения, является перспективным подходом расширения арсенала средств реабилитации спортсменов с синдромом хронической перетренированности.
Таблицы и иллюстрации оригинала
Краткие результаты приведены в начале страницы. Полные наборы показателей, исследовательские протоколы и графики доступны в исходном PDF.
Вариабельность сердечного ритма — страница 4
Работоспособность и гипоксическая устойчивость — страница 5
Технология и применение
Публикация относится к спортивному восстановлению. Организационные сценарии представлены в разделе OXYTERRA для спорта и восстановления, а настройки дыхательных режимов — на странице оборудования OXYTERRA RS.
Литература
Источники 1–8
1. Архипенко Ю.В., Сазонтова Т.Г. Влияние адаптации к различному уровню кислорода на физическую выносливость, свободнорадикальное окисление и белки срочного ответа / Пятая Российская конференция «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция»: тезисы докладов // Патогенез [Научно-практический журнал]. – 2008. – № 3. – С. 44–45.
2. Архипенко Ю.В., Сазонтова Т.Г., Глазачев О.С., Платоненко В.И. Способ повышения неспецифических адаптационных возможностей человека на основе гипоксически-гипероксических газовых смесей. Патент РФ на изобретение № 2289432 от 20 декабря 2006 г. (Заявка № 2005130748).
3. Волков Н.И. Интервальная тренировка в спорте. М.: Физкультура и спорт, 2000. 162 с.
4. Гаврилова Е.А., Чурганов О.А. Современные представления о синдроме перетренированности // Мат-лы Междунар. науч. конф. по вопросам состояния и перспективам развития медицины в спорте высших достижений «Спортмед – 2007». – М.: Физическая культура, 2007. С. 91–94.
5. Горанчук В.В., Сапова Н.И., Иванов А.О. Гипокситерапия. СПб., 2003. 536 с.
6. Леонова А.Б., Капица М.С. Метод субъективной оценки функциональных состояний человека // Практикум по инженерной психологии и эргономике / Под ред. Ю.К. Стрелкова. М.: Академия, 2003. С. 136–166.
7. Лукьянова Л.Д., Германова Э.Л., Цыбина Т.А. и др. Эффективность и механизм действия различных типов гипоксических тренировок. Возможность их оптимизации // Патогенез [Научно-практический журнал]. – 2008. – № 3. – С. 32–36.
8. Михайлов В.М. Нагрузочное тестирование под контролем ЭКГ: велоэргометрия, тредмилл-тест, степ-тест, ходьба. Иваново, 2005. 440 с.
Источники 9–15
9. Сазонтова Т.Г., Пылаева Е.А., Кривенцова Н.А. Роль гипоксической и стрессорной компонент в защитных эффектах различных видов адаптации к гипоксии и гипероксии / Пятая Российская конференция «Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция»: тезисы докладов // Патогенез [Научно-практический журнал]. – 2008. – № 3. – С. 85.
10. Смоленский АВ. Краткий курс лекций по спортивной медицине. М.: РГУФКСиТ, 2004. 190 с.
11. Bonetti D.L.; Hopkins W.G. Sea-Level Exercise Performance Following Adaptation to Hypoxia: A Meta-Analysis// Sports Medicine. – 2009. – V. 39 (2). – Р. 107–127.
12. Gore C.J., Clark S.A., Saunders P.U. Nonhematological mechanisms of improved sea-level performance after hypoxic exposure // Med. Sci. Sports Exerc. – 2007. – N 39(9). – P. 1600–1609.
13. Friedmann B., Borisch S., Kucera K., et al. Strength Endurance Training in Normobaric Hypoxia Is Not Superior To Equivalent Training in Normoxia // Medicine & Science in Sports & Exercise. – May, 2001. – V. 33(5). – P. 599.
14. Hoppeler H., Vogt M. Hypoxia training for sea-level performance. Training high-living low // Adv. Exp. Med. Biol. – 2001. – N 502. – P. 61–73.
15. Katayama K., Matsuo H., Ishida K. et al. Intermittent hypoxia improves endurance performance and submaximal exercise efficiency // High. Alt. Med. Biol. – 2003. – 4(3). – P. 291–304.
Источники 16–20
16. Koistinen P.O., Rusko H., Irjala K. et al. EPO, red cells, and serum transferrin receptor in continuous and intermittent hypoxia// Medicine & Science in Sports & Exercise. – 2000. – Vol. 32. – N 4. – Р. 800–804.
17. Kostin I.A., Glazachev O.S., Platonenko A.V., Spirina G.K. Device for Complex interval normobaric hypoxic hyperoxic training of a human: Patent application publication No: US 2009/0183738 A1, 23.07.2009 (Appl. number 12015840, 01.22.2008).
18. Serebrovskaya T.V. Intermittent hypoxia research in the former soviet union and the commonwealth of independent States: history and review of the concept and selected applications // High Alt Med Biol. – 2002. – N 3(2). – P. 205–221.
19. Schobersberger W., Schmid P., Lechleitner M., et al. Austrian Moderate Altitude Study 2000 (AMAS 2000). The effects of moderate altitude (1,700 m) on cardiovascular and metabolic variables in patients with metabolic syndrome// Eur. J. Appl. Physiol. – 2003. – N 88. – P. 506–514.
20. Tadibi V., Dehnert C., Menold E., Bartch P. Unchanged Anaerobic and Aerobic Performance after Short-Term Intermittent Hypoxia// Medicine & Science in Sports & Exercise. – 2007. – Vol. 39(5). – Р. 858–864.
Источники 21–22
21. Task Forсe of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability. Standards of Measurements, Physiological Interpretation, and Clinical Use // Circulation. – 1996. – V. 87. – P. 1043.
22. Wilber R. L. Application of Altitude/Hypoxic Training by Elite Athletes // Medicine & Science in Sports & Exercise. – 2007. – Vol. 39(9). – Р. 1610–1624.