ВВЕДЕНИЕ
Под гипоксическими тренировками понимают проживание (сон), временное помещение человека в условия средне- и высокогорья или выполнение им физических упражнений при вдыхании воздуха со сниженной (относительно нормальных значений кислорода на уровне моря) концентрацией О2 в целях преакклиматизации к высоте, с целью потенцирования тренировочного эффекта упражнений и повышения уровня работоспособности спортсменов, оздоровления (в широком смысле). Применение методов адаптации к гипоксии в комплексном лечении пациентов с конкретными нозологическими формами называется гипокситерапией.
Поиск решений конкретных задач применения гипоксических воздействий в разных целях, например у спортсменов в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости в условиях естественного среднегорья, интенсифицировал развитие данного направления и обусловил многообразие подходов к организации гипоксических тренировок (рис. 1). Рассмотрим подробнее каждый из представленных подходов, его преимущества и ограничения.
| АДАПТАЦИЯ К ГИПОКСИИ/ГИПОКСИЧЕСКИЕ ТРЕНИРОВКИ |
| ЖВТВ (ГГ) |
| ЖВТН (ГГ/НГ) |
| ЖВТНВ (ГГ/НГ) |
| ЖНТВ (ГГ/НГ) |
| Естественная (ГГ) |
| Азотное разведение (НГ) |
| Дополнительный О2 (ГГ) |
| АТГ (НГ) |
| ИГЭТ |
| ПСГ |
| ИГТ |
| Фильтрация/ Сепарация О2 |
ИГИТ
(ГГ/НГ)
КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ГИПОКСИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
Различают следующие виды гипоксических воздействий:
1. Первым из предложенных методов потенцирования позитивных эффектов адаптации к гипоксии является подход «Жить высоко – Тренироваться высоко» (ЖВТВ) — длительное/многодневное пребывание в условиях естественной гипобарической гипоксии (ГГ) (санатории и тренировочные спортивные базы низко- и среднегорья). Данная методика была обоснована и предложена в целях реабилитации пациентов с бронхолегочной патологией, а также психическими расстройствами. В современных условиях широко практикуется выезд в зоны естественного среднегорья на санаторно-курортное лечение пациентов с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой, дыхательной систем, аллергическими заболеваниями, болезнями желудочно-кишечного тракта и др. Регулярные учебно-тренировочные сборы на базах в условиях естественного среднегорья также систематически применяются для подготовки спортсменов к предстоящим соревнованиям как в горной местности, так и на равнине.
К основным фазам процесса приспособления к дефициту О2 относятся: острая (2–5 дней), переходная (до 2 нед) и устойчивая (3–4 нед) адаптация. При нахождении человека в условиях естественной или искусственной (в барокамере) ГГ рекомендуемая высота пребывания – более 2000 м, но не более 3000 м над уровнем моря с целью нивелирования симптомов горной болезни и срыва адаптации. Для получения стойких эффектов рекомендуется пребывание в условиях среднегорья от 18–21 сут до 4 нед. Данная методика используется у спортсменов, специализирующихся на видах спорта с преимущественным проявлением выносливости для увеличения их аэробной производительности за счет увеличения кислородной емкости крови (общая масса гемоглобина), объема циркулирующей крови (ОЦК). Однако такой подход имеет и ограничения: необходимость перемещения в условия среднегорья (при естественной гипоксии), дорогостоящая аппаратура в случае моделирования ГГ в барокамерах, требующая постоянного инженерного обслуживания, развитие осложнений и побочных эффектов гипобарии (баротравмы вестибулярного аппарата, повышенное газообразование и пр.).
2. Вторым подходом к гипоксической адаптации стало появление метода «Жить высоко – Тренироваться низко (на равнине)» (ЖВТН). Смысл его в том, что в ночное время суток (до 12–14 ч) человек находится в условиях ГГ, а днем выполняет физические тренировки в условиях равнины. В первую очередь данная методика была разработана для спортсменов, специализирующихся на видах спорта с преимущественным проявлением выносливости для увеличения кислородной емкости крови, ОЦК и нивелирования отрицательного эффекта длительного гипоксического воздействия — снижения активности Na,K-АТФазы скелетных мышц, что сопровождается иммунодепрессией, снижением мышечной массы и, как следствие, мощности выполняемых нагрузок. Из-за организационных сложностей широкое распространение получили методы с использованием искусственного гипоксического воздействия без применения барокамер — нормобарическая гипоксия (НГ). С этой целью применяются гипоксические генераторы в комплекте с гипоксическими тентами, палатками или специально оснащенные комнаты для создания гипоксической среды (содержание О2 12,5–14%). Рекомендуемое время пребывания в условиях НГ — более 10 ч. Преимуществом применения искусственного гипоксического воздействия является возможность подбора индивидуальной «дозы» гипоксического воздействия, что наиболее ценно в клинической практике, медицинской реабилитации.
3. Естественным развитием подходов к гипоксическим тренировкам стало внедрение метода комбинированного последовательного выполнения физических тренировок в условиях равнины и среднегорья, предусматривающего помещение субъекта на остальное время суток в условия гипоксии: «Жить высоко – Тренироваться низко и высоко» (ЖВТНВ). Этот подход ориентирован прежде всего на профессиональных спортсменов, проходящих длительные курсы тренировок и предсоревновательной подготовки (минимально 3–4 нед) в естественных или моделируемых условиях среднегорья. Разработаны и предлагаются технологии комбинирования рассмотренных методов на разных этапах подготовки спортсменов в зависимости от их спортивной специализации.
4. Режим «Жить низко – Тренироваться высоко» (ЖНТВ) – периодические спортивные тренировки, физические упражнения в гипоксических условиях. Метод представляет собой сочетание действия на организм физической нагрузки и гипоксической стимуляции (при этом моделируются условия высоты 2000–3500 м, что соответствует 13–15% O2 во вдыхаемом воздухе). Пациент или спортсмен выполняет соответственно умеренные или интенсивные (на уровне анаэробного порога) физические нагрузки на тредмиле или велоэргометре, находясь одновременно в гипоксической комнате или получая гипоксическую газовую смесь через маску гипоксикатора. У квалифицированных спортсменов использование режима ЖНТВ не вызывает повышение концентрации эритропоэтина, но активирует негематологические механизмы адаптации к гипоксии: повышение плотности капилляров, содержания миоглобина, цитратсинтазной активности, транспортера глюкозы ГЛЮТ-4 и пр. Это не всегда сочетается с приростом пиковой физической работоспособности, показателя максимального потребления кислорода (МПК), но приводит к 4–10% роста экономичности выполнения нагрузок.
К ограничениям применения режима ЖНТВ можно отнести клаустрофобию при использовании закрытых камер, тентов; ограничения применения режима для пациентов с ортопедическими проблемами, хроническими субкомпенсированными заболеваниями сердца, легких, когда сочетание гипоксии нагрузки и гипоксической гипоксии может дать негативные эффекты, спровоцировать обострение заболевания.
Активные тренировки (дозированные физические нагрузки) в гипоксии (АТГ) подразумевают сочетание непрерывной гипоксической экспозиции (30–120 мин) с выполнением нагрузки низкой интенсивности на тредмиле или велоэргометре. Важно строго подбирать интенсивность нагрузки и высоту гипоксической экспозиции — уровень насыщения крови О2 не должен опускаться ниже 80%. Такой тип тренировки к гипоксии эффективно применяется в кардиореабилитации для повышения толерантности к физическим нагрузкам. Доказана эффективность АТГ для снижения массы тела и коррекции ключевых кардиометаболических факторов риска, инсулинорезистентности у пациентов с избыточной массой тела, ожирением, метаболическим синдромом.
Интервальная гипоксическая экспозиция во время тренировочной сессии (ИГЭТ) — более интенсивный, чем АТГ, метод гипоксической экспозиции: физическая нагрузка умеренной и высокой интенсивности (более 70% уровня МПК) чередующимися интервалами сопровождается дыханием гипоксической газовой смесью. Длительность каждой тренировки – 30–40 мин, тренировочного блока – 2–6 нед. Аналогичным образом высота экспозиции может варьировать в зависимости от уровня работоспособности и индивидуальной чувствительности к гипоксии. Высота экспозиции может достигать 3500 м над уровнем моря, что соответствует 13% О2 во вдыхаемом воздухе. Этот метод более требователен к физическому состоянию занимающегося по сравнению с АТГ, активно применяется в профессиональном спорте и фитнес индустрии для снижения массы тела, а также подготовки к высокогорным восхождениям.
Как вариант сочетания АТГ и ИГЭТ применяется режим интервальной подачи гипоксической газовой смеси (через маску) в момент выполнения спортсменом нагрузки высокой интенсивности и смена на нормоксическую газовую смесь в момент, когда спортсмен выполняет нагрузку низкой интенсивности, — интервальная гипоксическая экспозиция во время интер-вальной спортивной тренировки (ИГИТ).
Несколько изолированно от всех предыдущих стоит техника адаптации к коротким интервалам выраженной гипоксии (11–12% O2), прерываемым дыханием атмосферным воздухом, — метод пассивных интервальных гипоксических тренировок (ИГТ). ИГТ реализуются исключительно с применением гипоксикаторов, поскольку быстрая смена концентрации O2 в подаваемой для дыхания газовой смеси невозможна в барокамерах, тентах и пр. При работе по данной методике пациент находится в покое (сидя, полулежа) и дышит через маску гипоксической газовой смесью. Циклы гипоксии сменяются циклами дыхания атмосферным воздухом. Соотношение длительности дыхания гипоксической смесью и атмосферным воздухом может варьировать в зависимости от индивидуальной чувствительности к гипоксии (степени десатурации крови в гипоксический интервал не ниже 80%) и может составлять, например, 5 мин дыхания гипоксической смесью с 3-минутным перерывом с повторением таких циклов за одну процедуру 5–8 раз. При использовании данной методики применяются достаточно жесткие режимы гипоксии — 10–12% O2 во вдыхаемом воздухе. По сравнению с методиками ЖВТВ и ЖВТН, когда необходимо длительное пребывание человека в условиях гипоксии, при ИГТ длительность процедуры составляет 60–100 мин/день, на курс 14–30 процедур.
В спортивной практике режим ИГТ не нашел широкого применения, поскольку в ряде работ показано, что у спортсменов высокой квалификации при использовании ИГТ прирост аэробной работоспособности незначителен – в пределах 2,5–3,5%. В то же время в клинических и прикладных исследованиях, выполненных в последние 30–35 лет, именно режим ИГТ с дыханием гипоксической газовой смесью в цикличном режиме получил значительное распространение. Установлена эффективность пассивных ИГТ в повышении толерантности к физическим нагрузкам и качества жизни пациентов с сердечно-сосудистой, бронхолегочной патологией, в реабилитации пожилых пациентов с гипертонической болезнью, метаболическим синдромом.
Недавно предложен новый подход к повышению эффективности ИГТ, заключающийся в чередовании при процедурах ИГТ коротких гипоксических экспозиций и гипероксических интервалов с подачей в эти периоды через маску газовой смеси с содержанием O2 30–35% (вместо дыхания обычным воздухом). Предложенный метод получил название интервальных гипоксически-гипероксических тренировок (ИГГТ). В пилотных исследованиях в группе спортсменов с синдромом пере-тренированности, а также в группе кардиологических пациентов после курса процедур ИГГТ отмечены более оперативное восстановление физической работоспособности, нормализация вегетативного баланса, повышение гипоксической толерантности в сравнении с ИГТ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Журнал «Физиотерапия, бальнеология и реабилитация»: Образовательный курс «Гипоксическая тренировка». — Москва: ФГБУ «Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии». — 2017 г. — 107 –110с.
2. Лустин С.И. Оценка эффективности гипобарической гипоксии как метода реабилитации после интенсивной деятельности в экстремальных условиях // Человек в экстремальных условиях: тез. докл. науч. конф. — Киев. — 1997 г. — 53—54с.
3. Маршак М.Е. Дыхание при пониженном барометрическом давлении // Авиационная медицина.— Москва. — 1953 г. — С. 31—45с.