Высотная тренировка - это практика, которую некоторые спортсмены , занимающиеся выносливостью , тренируются в течение нескольких недель на большой высоте , предпочтительно на высоте более 2400 метров (8000 футов) над уровнем моря , хотя чаще на средних высотах из-за нехватки подходящих высокогорных мест. На средних высотах воздух все еще содержит примерно 20,9% кислорода , но барометрическое давление и, следовательно, парциальное давление кислорода снижается. [1] [2]
В зависимости от используемых протоколов организм может адаптироваться к относительному недостатку кислорода одним или несколькими способами, такими как увеличение массы эритроцитов и гемоглобина или изменение мышечного метаболизма. [3] [4] [5] [6] Сторонники утверждают, что когда такие спортсмены отправляются на соревнования на более низких высотах, у них все равно будет более высокая концентрация эритроцитов в течение 10–14 дней, и это дает им конкурентное преимущество. Некоторые спортсмены постоянно живут на большой высоте и возвращаются на уровень моря только для соревнований, но их тренировка может пострадать из-за меньшего количества кислорода, доступного для тренировок.
Тренировку на высоте можно смоделировать с помощью палатки для моделирования высоты , комнаты для моделирования высоты или системы гипоксиатора на основе маски , где барометрическое давление поддерживается прежним, но содержание кислорода снижается, что также снижает парциальное давление кислорода. Тренировка с гиповентиляцией , которая заключается в уменьшении частоты дыхания во время тренировки, также может имитировать тренировку на высоте, значительно снижая оксигенацию крови и мышц. [7]
Изучение горных тренировок активно изучалось во время и после Олимпийских игр 1968 года , которые проходили в Мехико, Мексика : высота 2240 метров (7349 футов). Именно во время этих Олимпийских игр в соревнованиях на выносливость результаты были значительно ниже рекордных, в то время как анаэробные спринтерские соревнования побили все типы рекордов. [8] До этих соревнований высказывались предположения о том, как высота может повлиять на выступления этих элитных спортсменов мирового класса, и большинство сделанных выводов были эквивалентны предполагаемым: соревнования на выносливость пострадают и что короткие соревнования не принесут существенных негативных последствий. изменения. Это было связано не только с меньшим сопротивлением во время движения — из-за менее плотного воздуха [9] — но и с анаэробным характером спринтерских соревнований. В конечном итоге эти игры вдохновили на исследования в области горных тренировок, на основе которых были разработаны уникальные принципы тренировок, направленные на предотвращение неудовлетворительных результатов.
Спортсмены или отдельные лица, желающие получить конкурентное преимущество в соревнованиях на выносливость, могут воспользоваться тренировками на большой высоте. Большая высота обычно определяется как любая высота выше 1500 метров (5000 футов).
Одним из предложений по оптимизации адаптации и поддержанию производительности является принцип «живи высоко, тренируйся низко». Эта идея тренировок предполагает проживание на больших высотах, чтобы испытать возникающие физиологические адаптации, такие как повышение уровня эритропоэтина (ЭПО) , повышение уровня эритроцитов и более высокий уровень VO 2 max [10] при сохранении той же интенсивности упражнений во время тренировки . на уровне моря. Из-за различий в условиях окружающей среды на большой высоте может возникнуть необходимость снизить интенсивность тренировок. Исследования, изучающие теорию «живи высоко, тренируйся низко», дали разные результаты, которые могут зависеть от множества факторов, таких как индивидуальная изменчивость, время, проведенное на большой высоте, и тип программы тренировок. [11] [12] Например, было показано, что спортсмены, выполняющие преимущественно анаэробную деятельность, не обязательно получают пользу от тренировок в горах, поскольку они не полагаются на кислород для поддержания своих результатов.
Высота без тренировок 2100–2500 метров (6900–8200 футов) и тренировка на высоте 1250 метров (4100 футов) или меньше оказались оптимальным подходом для высотных тренировок. [13] Хорошие места для живого и высокого поезда включают Маммот-Лейкс, Калифорния ; Флагстафф, Аризона ; и Сьерра-Невада , недалеко от Гранады в Испании. [14]
Высотные тренировки могут привести к увеличению скорости, силы, выносливости и восстановления за счет поддержания пребывания на высоте в течение значительного периода времени. Исследование, в котором использовалось моделирование воздействия высоты в течение 18 дней, но тренировки были ближе к уровню моря, показало, что прирост производительности все еще был очевиден 15 дней спустя. [15]
Противники горных тренировок утверждают, что концентрация эритроцитов спортсмена возвращается к нормальному уровню в течение нескольких дней после возвращения на уровень моря и что невозможно тренироваться с той же интенсивностью, которую можно было бы тренироваться на уровне моря, что снижает тренировочный эффект и приводит к потере тренировочного времени из-за к горной болезни . Высотные тренировки могут привести к медленному восстановлению из-за стресса, вызванного гипоксией. [16] Воздействие сильной гипоксии на высоте более 16 000 футов (5 000 м) может привести к значительному ухудшению состояния ткани скелетных мышц. Пять недель на такой высоте приводят к потере мышечного объема порядка 10–15%. [17]
В режиме «живи-высота, тренируйся-высота» спортсмен живет и тренируется на желаемой высоте. Стимул на организм является постоянным, поскольку спортсмен постоянно находится в гипоксической среде. Первоначально VO 2 max значительно падает: примерно на 7% на каждые 1000 м над уровнем моря. Спортсмены больше не смогут усваивать столько кислорода, сколько на уровне моря. Любая заданная скорость должна выполняться с более высокой относительной интенсивностью на высоте. [16]
В повторяющихся спринтах в условиях гипоксии (RSH) спортсмены бегут на короткие спринты продолжительностью менее 30 секунд так быстро, как только могут. У них наблюдается неполное выздоровление в условиях гипоксии. Соотношение времени тренировки и отдыха составляет менее 1:4, что означает, что на каждые 30 секунд спринта приходится менее 120 секунд отдыха. [18]
При сравнении RSH и повторных спринтов при нормоксии (RSN) исследования показывают, что RSH сокращает время до утомления и увеличивает выходную мощность. Группы RSH и RSN тестировались до и после 4-недельного периода обучения. Обе группы первоначально выполнили 9–10 максимальных спринтов до полного истощения . После 4-недельного периода тренировок группа RSH смогла завершить 13 спринтов до утомления, а группа RSN — только 9. [18]
Возможные физиологические преимущества РСГ включают компенсаторную вазодилатацию и регенерацию фосфокреатина (ФКр). Ткани организма обладают способностью ощущать гипоксию и вызывать расширение сосудов. Более высокий кровоток помогает скелетным мышцам максимизировать доставку кислорода. Более высокий уровень ресинтеза PCr увеличивает выработку мышечной силы на начальных этапах высокоинтенсивных упражнений. [19]
RSH все еще является относительно новым методом обучения и до конца не изучен. [18]
Системы моделирования высоты позволили использовать протоколы, которые не страдают от противоречия между лучшей физиологией высоты и более интенсивными тренировками. При необходимости такие моделируемые системы высоты можно использовать ближе к соревнованиям.
В Финляндии ученый Хейкки Руско спроектировал «высотный дом». Воздух внутри дома, который расположен на уровне моря, имеет нормальное давление, но модифицирован для низкой концентрации кислорода, около 15,3% (ниже 20,9% на уровне моря), что примерно эквивалентно количеству доступного кислорода. на больших высотах часто используется для высотных тренировок из-за пониженного парциального давления кислорода на высоте. Спортсмены живут и спят внутри дома, но тренируются на открытом воздухе (при нормальной концентрации кислорода 20,9%). Результаты Руско показывают улучшение уровня ЭПО и эритроцитов.
Искусственная высота также может использоваться для гипоксических упражнений, когда спортсмены тренируются на высотном симуляторе, имитирующем условия высокогорной среды. Спортсмены могут выполнять высокоинтенсивные тренировки с более низкой скоростью и, таким образом, оказывать меньшую нагрузку на опорно-двигательный аппарат. [16] Это полезно для спортсменов, перенесших травму опорно-двигательного аппарата и неспособных применять большие нагрузки во время упражнений, которые обычно необходимы для создания высокоинтенсивных сердечно-сосудистых тренировок. Воздействия гипоксии во время физических упражнений недостаточно, чтобы вызвать изменения гематологических показателей. Концентрация гематокрита и гемоглобина в целом остается неизменной. [17] Существует ряд компаний, предлагающих системы обучения на высоте, в первую очередь Hypoxico, Inc., которая в середине 1990-х годов стала пионером систем обучения на искусственной высоте.
Южноафриканский ученый по имени Нил Стейси предложил противоположный подход, используя обогащение кислородом, чтобы создать тренировочную среду с парциальным давлением кислорода даже выше, чем на уровне моря. Этот метод предназначен для повышения интенсивности тренировок. [20]
Высотная тренировка работает из-за разницы атмосферного давления между уровнем моря и большой высотой. На уровне моря воздух более плотный и в литре воздуха содержится больше молекул газа. Независимо от высоты воздух состоит из 21% кислорода и 78% азота. С увеличением высоты давление, оказываемое этими газами, уменьшается. Следовательно, молекул в единице объема становится меньше: это вызывает уменьшение парциального давления газов в организме, что вызывает разнообразные физиологические изменения в организме, происходящие на большой высоте. [21]
Физиологическая адаптация, которая в основном отвечает за прирост производительности, достигаемый в результате тренировок на высоте, является предметом дискуссий среди исследователей. Некоторые, в том числе американские исследователи Бен Левайн и Джим Стрей-Гундерсен, утверждают, что в первую очередь это связано с увеличением объема эритроцитов. [22]
Другие, в том числе австралийский исследователь Крис Гор и новозеландский исследователь Уилл Хопкинс, оспаривают это и вместо этого заявляют, что успехи являются в первую очередь результатом других адаптаций, таких как переход на более экономичный режим использования кислорода. [23]
На больших высотах происходит снижение насыщения гемоглобина кислородом. Это гипоксическое состояние приводит к тому, что индуцируемый гипоксией фактор 1 (HIF1) становится стабильным и стимулирует выработку эритропоэтина (ЭПО), гормона , секретируемого почками . [ 24] ЭПО стимулирует выработку эритроцитов из костного мозга , чтобы увеличить насыщение гемоглобина. и доставка кислорода. Некоторые спортсмены демонстрируют сильную реакцию эритроцитов на высоту, в то время как у других наблюдается незначительный или нулевой прирост массы эритроцитов при хроническом воздействии. [25] Неизвестно, сколько времени займет эта адаптация, поскольку различные исследования пришли к разным выводам, основанным на количестве времени, проведенного на больших высотах. [26]
Хотя ЭПО естественным образом вырабатывается в организме, его также производят синтетическим путем для лечения пациентов с почечной недостаточностью и для лечения пациентов во время химиотерапии . За последние тридцать лет спортсмены часто злоупотребляли ЭПО посредством допинга крови и инъекций, чтобы получить преимущества в соревнованиях на выносливость. Однако злоупотребление ЭПО увеличивает количество эритроцитов сверх нормального уровня ( полицитемия ) и увеличивает вязкость крови, что может привести к гипертонии и увеличению вероятности образования тромба , сердечного приступа или инсульта . Естественная секреция ЭПО почками человека может быть увеличена с помощью горных тренировок, но организм имеет ограничения на количество естественного ЭПО, которое он будет секретировать, что позволяет избежать вредных побочных эффектов незаконных процедур допинга.
Были предложены и другие механизмы, объясняющие полезность высотной подготовки. Не все исследования показывают статистически значимое увеличение количества эритроцитов в результате тренировок в горах. Одно исследование объяснило успех увеличением интенсивности тренировок (за счет увеличения частоты сердечных сокращений и дыхания). [15] Эта улучшенная тренировка привела к эффекту, который длился более 15 дней после возвращения на уровень моря.
Другая группа исследователей утверждает, что тренировки на высоте стимулируют более эффективное использование кислорода мышцами. [23] Эта эффективность может быть результатом множества других реакций на тренировку на высоте, включая ангиогенез , транспорт глюкозы, гликолиз и регуляцию pH, каждый из которых может частично объяснить улучшение выносливости независимо от большего количества эритроцитов. [5] Кроме того, было показано, что занятия спортом на большой высоте вызывают мышечную корректировку выбранных транскриптов генов и улучшение свойств митохондрий в скелетных мышцах. [27] [28]
В исследовании, сравнивающем крыс, активных на большой высоте, с крысами, активными на уровне моря, с двумя малоподвижными контрольными группами, было замечено, что типы мышечных волокон изменяются в соответствии с гомеостатическими проблемами, что приводит к увеличению метаболической эффективности во время бета-окислительного цикла и цикла лимонной кислоты. , демонстрируя повышенное использование АТФ для аэробных показателей. [29]
Из-за более низкого атмосферного давления на больших высотах давление воздуха в дыхательной системе должно быть ниже, чем на малых высотах, чтобы произошел вдох. Следовательно, вдох на больших высотах обычно предполагает относительно большее опускание грудной диафрагмы, чем на малых высотах.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )