Высотная тренировка — это практика некоторых выносливых спортсменов , которые тренируются в течение нескольких недель на большой высоте , предпочтительно более 2400 метров (8000 футов) над уровнем моря , хотя чаще на промежуточных высотах из-за нехватки подходящих высокогорных мест. На промежуточных высотах воздух все еще содержит приблизительно 20,9% кислорода , но барометрическое давление и, следовательно, парциальное давление кислорода снижаются. [1] [2]
В зависимости от используемых протоколов организм может адаптироваться к относительному недостатку кислорода одним или несколькими способами, например, увеличивая массу эритроцитов и гемоглобина или изменяя мышечный метаболизм. [3] [4] [5] [6] Сторонники утверждают, что когда такие спортсмены отправляются на соревнования на более низкие высоты, 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, возвращаясь на уровень моря только для соревнований, но их тренировки могут пострадать из-за меньшего количества доступного кислорода для тренировок.
Тренировку на высоте можно имитировать с помощью палатки для имитации высоты , комнаты для имитации высоты или системы гипоксикации на основе маски , где барометрическое давление сохраняется прежним, но содержание кислорода снижается, что также снижает парциальное давление кислорода. Тренировка гиповентиляции , которая заключается в снижении частоты дыхания во время упражнений, также может имитировать тренировку на высоте, значительно снижая оксигенацию крови и мышц. [7]
Изучение высотных тренировок было тщательно изучено 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 наблюдались значительные результаты ниже рекордных, в то время как анаэробные спринтерские соревнования побили все типы рекордов. [8] До этих событий высказывались предположения о том, как высота может повлиять на выступления этих элитных спортсменов мирового класса, и большинство сделанных выводов были эквивалентны тем, которые предполагались: что соревнования на выносливость пострадают, а короткие соревнования не покажут значительных негативных изменений. Это объяснялось не только меньшим сопротивлением во время движения — из-за менее плотного воздуха [9] — но и анаэробной природой спринтерских соревнований. В конечном итоге, эти игры вдохновили на исследования высотных тренировок, на основе которых были разработаны уникальные принципы тренировок с целью избежать неудовлетворительной работы.
Спортсмены или отдельные лица, желающие получить конкурентное преимущество в соревнованиях на выносливость, могут воспользоваться преимуществами тренировок 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 подразумевает проживание на больших высотах, чтобы испытать физиологические адаптации, которые происходят, такие как повышенный уровень эритропоэтина (ЭПО) , повышенный уровень эритроцитов и более высокий VO2 max [10] , при сохранении той же интенсивности упражнений во время тренировок на уровне моря. Из-за различий в окружающей среде на большой высоте может потребоваться снижение интенсивности тренировок. Исследования, изучающие теорию «живи высоко, тренируйся низко», дали различные результаты, которые могут зависеть от различных факторов, таких как индивидуальная изменчивость, время, проведенное на большой высоте, и тип программы тренировок. [ 11] [12] Например, было показано, что спортсмены, выполняющие в основном анаэробную активность, не обязательно получают пользу от тренировок на высоте, поскольку они не полагаются на кислород для подпитки своих результатов.
Высота без тренировок 2100–2500 метров (6900–8200 футов) и тренировки на высоте 1250 метров (4100 футов) или ниже оказались оптимальным подходом для высотной подготовки. [13] Хорошие места для тренировок на высоте «живи-тренируйся-низко» включают Маммот-Лейкс, Калифорния ; Флагстафф, Аризона ; и Сьерра-Невада , недалеко от Гранады в Испании. [14]
Тренировки на высоте могут привести к увеличению скорости, силы, выносливости и восстановления, поддерживая воздействие высоты в течение значительного периода времени. Исследование, в котором использовалось имитация воздействия высоты в течение 18 дней, но тренировки проводились ближе к уровню моря, показало, что прирост производительности все еще был очевиден 15 дней спустя. [15]
Противники тренировок на высоте утверждают, что концентрация эритроцитов в крови спортсмена возвращается к нормальному уровню в течение нескольких дней после возвращения на уровень моря и что невозможно тренироваться с той же интенсивностью, что и на уровне моря, что снижает эффект тренировки и тратит время тренировки из-за высотной болезни . Тренировки на высоте могут вызывать медленное восстановление из-за стресса от гипоксии. [16] Воздействие экстремальной гипоксии на высоте более 16 000 футов (5 000 м) может привести к значительному ухудшению состояния скелетной мышечной ткани. Пять недель на этой высоте приводят к потере мышечного объема порядка 10–15%. [17]
В режиме live-high, train-high спортсмен живет и тренируется на желаемой высоте. Стимул для тела постоянен, поскольку спортсмен постоянно находится в гипоксической среде. Первоначально VO2 max значительно падает: примерно на 7% на каждые 1000 м над уровнем моря. Спортсмены больше не смогут усваивать столько кислорода, сколько они могли бы на уровне моря. Любая заданная скорость должна выполняться с более высокой относительной интенсивностью на высоте. [16]
В повторяющихся спринтах в условиях гипоксии (RSH) спортсмены бегают короткие спринты менее чем за 30 секунд так быстро, как только могут. Они испытывают неполное восстановление в условиях гипоксии. Соотношение времени упражнений и отдыха составляет менее 1:4, что означает, что на каждые 30 секунд спринта на полную мощность приходится менее 120 секунд отдыха. [18]
При сравнении RSH и повторных спринтов в нормоксии (RSN) исследования показывают, что RSH улучшил время до утомления и выходную мощность. Группы RSH и RSN были протестированы до и после 4-недельного периода тренировок. Обе группы изначально выполнили 9–10 спринтов на полную мощность до полного истощения . После 4-недельного периода тренировок группа RSH смогла выполнить 13 спринтов на полную мощность до истощения, а группа RSN — только 9. [18]
Возможные физиологические преимущества RSH включают компенсаторную вазодилатацию и регенерацию фосфокреатина (PCr). Ткани организма обладают способностью ощущать гипоксию и вызывать вазодилатацию. Более высокий кровоток помогает скелетным мышцам максимизировать доставку кислорода. Более высокий уровень ресинтеза PCr увеличивает выработку мышечной мощности на начальных этапах высокоинтенсивных упражнений. [19]
RSH все еще является относительно новым методом обучения и не до конца изучен. [18]
Системы моделирования высоты позволили создать протоколы, которые не страдают от напряжения между лучшей физиологией высоты и более интенсивными тренировками. Такие системы моделирования высоты могут использоваться ближе к соревнованиям, если это необходимо.
В Финляндии ученый по имени Хейкки Руско спроектировал «высокогорный дом». Воздух внутри дома, который находится на уровне моря, находится под нормальным давлением, но модифицирован так, чтобы иметь низкую концентрацию кислорода, около 15,3% (ниже 20,9% на уровне моря), что примерно эквивалентно количеству кислорода, доступного на больших высотах, часто используемому для высотных тренировок из-за пониженного парциального давления кислорода на высоте. Спортсмены живут и спят внутри дома, но тренируются снаружи (при нормальной концентрации кислорода 20,9%). Результаты Руско показывают улучшение уровней ЭПО и эритроцитов.
Искусственная высота также может использоваться для гипоксических упражнений, когда спортсмены тренируются в симуляторе высоты, который имитирует условия высокогорной среды. Спортсмены могут выполнять высокоинтенсивные тренировки на более низких скоростях и, таким образом, оказывать меньшую нагрузку на опорно-двигательный аппарат. [16] Это полезно для спортсмена, у которого была травма опорно-двигательного аппарата, и который не может прикладывать большие нагрузки во время упражнений, которые обычно необходимы для создания высокоинтенсивных сердечно-сосудистых тренировок. Воздействие гипоксии только во время упражнений недостаточно, чтобы вызвать изменения гематологических параметров. Концентрации гематокрита и гемоглобина остаются в целом неизменными. [17] Существует ряд компаний, которые предоставляют системы для тренировок на высоте, наиболее известной из которых является Hypoxico, Inc., которая стала пионером в области систем для тренировок на высоте в середине 1990-х годов.
Южноафриканский ученый по имени Нил Стейси предложил противоположный подход, используя обогащение кислородом для создания тренировочной среды с парциальным давлением кислорода даже выше, чем на уровне моря. Этот метод предназначен для повышения интенсивности тренировок. [20]
Высотные тренировки работают из-за разницы в атмосферном давлении между уровнем моря и большой высотой. На уровне моря воздух плотнее, и на литр воздуха приходится больше молекул газа. Независимо от высоты, воздух состоит из 21% кислорода и 78% азота. С увеличением высоты давление, оказываемое этими газами, уменьшается. Следовательно, на единицу объема приходится меньше молекул: это вызывает снижение парциального давления газов в организме, что вызывает различные физиологические изменения в организме, которые происходят на большой высоте. [21]
Физиологическая адаптация, которая в основном отвечает за прирост производительности, достигаемый в результате тренировок на высоте, является предметом обсуждения среди исследователей. Некоторые, включая американских исследователей Бена Левина и Джима Стрей-Гандерсена, утверждают, что это в первую очередь увеличение объема эритроцитов. [22]
Другие, включая австралийского исследователя Криса Гора и новозеландского исследователя Уилла Хопкинса, оспаривают это и вместо этого утверждают, что эти достижения 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 гипоксия-индуцируемый фактор 1 (HIF1) становится стабильным и стимулирует выработку эритропоэтина (ЭПО), гормона, выделяемого почками , [ 24] ЭПО стимулирует выработку эритроцитов из костного мозга для повышения насыщения гемоглобина и доставки кислорода. Некоторые спортсмены демонстрируют сильную реакцию эритроцитов на высоту, в то время как другие не видят или видят незначительное увеличение массы эритроцитов при хроническом воздействии. [25] Неясно, сколько времени занимает 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 синтетически, чтобы помочь в лечении пациентов с почечной недостаточностью и для лечения пациентов во время химиотерапии . За последние тридцать лет ЭПО часто злоупотребляли спортсмены, используя допинг крови и инъекции, чтобы получить преимущества в соревнованиях на выносливость. Однако злоупотребление ЭПО увеличивает количество эритроцитов сверх нормы ( полицитемия ) и увеличивает вязкость крови, что может привести к гипертонии и повышению вероятности образования тромбов , сердечного приступа или инсульта . Естественную секрецию ЭПО почками человека можно увеличить с помощью тренировок на высоте, но у организма есть ограничения на количество выделяемого им естественного ЭПО, что позволяет избежать вредных побочных эффектов незаконных допинговых процедур.
Для объяснения полезности тренировок на высоте были предложены и другие механизмы. Не все исследования показывают статистически значимое увеличение количества эритроцитов в результате тренировок на высоте. Одно исследование объяснило успех увеличением интенсивности тренировок (за счет увеличения частоты сердечных сокращений и дыхания). [15] Эти улучшенные тренировки привели к эффектам, которые длились более 15 дней после возвращения на уровень моря.
Другая группа исследователей утверждает, что тренировка на высоте стимулирует более эффективное использование кислорода мышцами. [23] Эта эффективность может быть результатом многочисленных других реакций на тренировку на высоте, включая ангиогенез , транспорт глюкозы, гликолиз и регуляцию pH, каждая из которых может частично объяснить улучшение показателей выносливости независимо от большего количества эритроцитов. [5] Кроме того, было показано, что тренировка на большой высоте вызывает мышечные корректировки выбранных генных транскриптов и улучшение митохондриальных свойств 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 отмечено, что типы мышечных волокон изменялись в соответствии с гомеостатическими проблемами, что приводило к повышению эффективности метаболизма во время бета-окислительного цикла и цикла лимонной кислоты , показывая повышенное использование АТФ для аэробной производительности. [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. Поэтому вдох на больших высотах обычно включает относительно большее опускание грудной диафрагмы, чем на малых высотах.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )