Волков В.В., Мирошников А.Б., Антонов А.Г.

Резюме. Непомерная конкуренция в современном спорте, поиск новых средств и методов для достижения результатов спортсменов, заставляет всех, кто прямо или косвенно влияет на этот результат искать новые методы воздействия на организм человека. Появление современных поколений тренажерных устройств, которые по замыслу разработчиков направлены на улучшение физической формы занимающихся спортом, нацеливает тренеров на поиск более новых и функционально совершенных тренажеров для использования их в процессе тренировки.

Широкое распространение при подготовке спортсменов различных видов спорта получил дыхательный тренажер Elevation Training Mask 2.0. Предполагается, что тренажер через увеличение сопротивления дыханию имитирует гипоксические условия, повышает нагрузку на дыхательные мышцы и, как следствие, способствует росту аэробной подготовленности. Целью данного исследования было изучение острых эффектов данного тренажера, показателей метаболического стресса и их влияния на аэробную работоспособность при выполнении стандартного упражнения.

Влияет ли дыхательный тренажер Elevation Training Mask 2.0 на острые физиологические эффекты при выполнении стандартного упражнения?

Введение

Продолжается поиск средств и методов, позволяющих повысить эффективность тренировочного процесса. Существует огромное количество спортивных дисциплин, которые предъявляют высокие требования к аэробной работоспособности атлетов. Среди них боевые единоборства, спортивные игры, функциональное многоборье и многие другие [1, 2]. Последнее десятилетие, среди представителей этих специализаций, приобрел популярность дыхательный тренажер Elevation Training Mask 2.0 (ETM), который используется для повышения аэробной работоспособности (выносливости). Тренажер представляет собой силиконовую маску с системой клапанов для регуляции уровня сопротивления потоку вдыхаемого воздуха [9].

Предполагается, что использование данного тренажера с целью создания дыхательной недостаточности во время выполнения тренировочных нагрузок должно вызывать физиологические реакции организма, аналогичные тренировкам «на высоте» [8, 10, 11, 13]. Из теории физической культуры и спорта мы знаем, что существуют ближайшие и следовые тренировочные эффекты. Ближайшие (острые и срочные) тренировочные эффекты определяют следовые (кумулятивные), которые в свою очередь, определяют уровень подготовленности спортсмена [3, 5].

Поэтому перед тем принять решение о включении в подготовку спортсмена того или иного дополнительного средства (здесь ETM) с целью повышения его физической работоспособности (накопления кумулятивного эффекта) необходимо иметь представление о том какие физиологические сдвиги вызывает непосредственное использование данного средства (острый и срочный тренировочный эффект). На основании анализа проблемной ситуации, данных литературных источников, а также запросов тренеров — преподавателей спорта и фитнеса была поставлена цель исследования.

Цель исследования

Изучить влияния ETM на острые физиологические эффекты, метаболический стресс и аэробную работоспособность при выполнении стандартного упражнения.

Задачи исследования:

  1. Изучить острые эффекты влияния ETM на метаболический стресс и аэробную работоспособность при выполнении стандартного упражнения в мировой литературе;
  2. Оценить влияние ETM на сатурацию артериальной крови участников исследования;
  3. Исследовать влияние ETM на концентрацию лактата в капиллярной крови участников исследования;
  4. Определить влияние ETM на мощность при отказе от работы.

Выполнение поставленных в работе задач осуществлялось с помощью следующих методов:

Методы исследования:

  1. Анализ и обобщение литературных источников;
  2. Ступенчатый тест на велоэргометре;
  3. Пульсометрия;
  4. Пульсоксиметрия;
  5. Метод определения лактата из капиллярной крови (кончик пальца).
  6. Методы математической статистики.

Материалы и обсуждение

В исследовании приняло участие 10 (n=10) физически здоровых испытуемых, 9 мужчин (24+3 года) и 1 женщина (23 года). Испытуемым предлагалось выполнить упражнение в виде вращения педалей велотренажера (Cardio Line, Китай) с темпом педалирования 80 об/мин. Нагрузка начиналась с 20 Вт и повышалась ступенчато на 20 Вт каждые 2 минуты. Испытуемым давалась установка работать до отказа. Также тест останавливался, если испытуемый снижал заданный темп педалирования более чем на 5 об/мин в течение 15 сек.

Упражнение выполнялось с использованием ETM (в маске), которая была настроена на самый высокий уровень сопротивления потоку вдыхаемого воздуха — комбинация впускных клапанов под названием 18000 ft (5486 метров) [12]. Во время выполнения упражнений непрерывно измерялась сатурация артериальной крови кислородом (SpO2) с помощью пульсоксиметра (MD300 C2), записывались онлайн значения ЧСС и дисперсия кардиоинтервалов SD1 на каждой ступени (Polar RS-800) и фиксировались значения на шкале индивидуальной переносимости напряжения Борга (20-ти бальная) [9]. Эти данные усреднялись за последние 30 секунд каждой ступени нагрузки. Также каждую нечетную ступень за 10 секунд до конца текущей нагрузки измерялась концентрация лактата в капиллярной, с помощью электрохимического биодатчика Nova Statstrip Xpress производства США по которой можно судить о степени метаболического стресса [6].

Широкое распространение при подготовке спортсменов различных видов спорта получил дыхательный тренажер Elevation Training Mask 2.0.

В качестве контрольной группы были использованы данные этих же испытуемых, выполнивших этот же экспериментальный протокол, только без использования ETM. Оба нагрузочных протокола выполнялись в один день с перерывом между нагрузками 2 часа (до ощущения испытуемыми полного восстановления). Для исключения эффектов предварительного утомления, последовательность испытаний менялась — 5 испытуемых сначала выполняли упражнение с ETM, а потом без ETM, другие 5 наоборот. В тестировании принимали участие люди без отклонений в состоянии здоровья. Все участники исследования дали добровольной информированное согласие на участие в эксперименте согласно Хельсинкской декларации.

В результате проведенного исследования были получены следующие данные (табл.1). При работе с использованием ETM средняя сатурация SpO2 при отказе от работы достоверно снизилась на 2,2 ± 2,3% (p≤0,01), но, тем не менее, осталась на границе нормальных значений и значений, характерных для легкой степени артериальной гипоксемии. Объем выполненной работы снизился не достоверно. Большая вариабельность полученных результатов может говорить о большой степени индивидуальной реакции на использование ETM. Концентрация лактата при отказе от работы не достоверно снизилась на 1,6% (при расчетах учитывались только испытуемые, завершившие упражнение*).

Таблица 1.

Полученные данные после велоэргометрии

Испытуемый SpO2 при отказе от работы, % Мощность при отказе от работы, % Лактат при отказе от работы, ммоль/л
Без ETM ETM Без ETM ETM Без ETM ETM
1 97 96 100 100 8,6 6
2 97 95 100 71 9,3 Не доработал
3 97 95 100 100 8,9 8,7
4 96 89 100 100 12,2 10,3
5 97 97 100 83 13,1 Не доработал
6 97 97 100 100 9,8 9,4
7 98 95 100 71 6,8 Не доработал
8 97 96 100 100 8,3 5,8
9 97 95 100 100 5,8 4,7
10 97 93 100 100 8 5,8
Среднее 97±0,5 94,8±2,3 100 92,5±12,5 8,8±1,9* 7,2±2,2*

Выводы

Анализ и обобщение литературных источников показал, что влияние ETM на физически здоровых людей недостаточно изучено. Использование тренажера ETM на уровне сопротивления дыханию 18 000 ft способствует появлению легкой степени артериальной гипоксемии (95%>SpO2>93%) при отказе от работы в упражнении с повышающейся мощностью. Легкая степень артериальной гипоксемии никак не повлияла на динамику мощности работы на АнП, оцениваемую по концентрации лактата 4 ммоль/л и выходу кривой SD1 кардиоинтервалов на плато в районе 2-4 мс [4].

Влияние ограничения дыхания с помощью тренажера Elevation Training Mask 2.0 на разных испытуемых неоднозначно. Отказ от продолжения работы в тесте испытуемые связывают с дыхательным дискомфортом. Полученные данные подчеркивают, что зачастую продавцы спортивных тренажеров в погоне за прибылью пренебрегают научными экспериментами, в которых специалисты могли бы достоверно получить данные о воздействии тренажерных устройств на организм человека. В связи с этим необходимы дальнейшие исследования и разработка батареи тестов для предсказания эффектов данного тренажера для конкретного испытуемого.

Список литературы

  1. Волков В.В. Особенности физической подготовленности атлетов-кроссфитеров высокой квалификации / В.В. Волков, В.Н. Селуянов // в сборнике: «Национальные программы формирования здорового образа жизни»: междунар. науч.-практ. конгресс: В 4 т./ — М.: Мин-во спорта РФ, Департамент образования г. Москвы, ФГБОУ ВПО «РГУФКСМиТ (ГЦОЛИФК)». -2014. -Т. 1. -С. 307-308.
  2. Волков В.В. Физическая подготовка профессионального боксера к бою за титул чемпиона мира с учетом положений спортивной адаптологии. / В.В. Волков, В.Н. Селуянов // в сборнике: «Боевые искусства и спортивные единоборства: наука, практика, воспитание»: Всероссийская науч.-практич. конференция. с межд. участием: — М.: РГУФКСМиТ — 2016, 64-69.
  3. Иссурин В. Б. Блоковая периодизация спортивной тренировки. — М.: Советский спорт, 2010. — 48 с.
  4. Калинин Е.М., Селуянов В.Н., Сарсания С.К., Заборова В. А., Аль Халили Моханед. Метод кардиоинтервалометрии при оценке аэробных возможностей спортсменов (на примере спортивных игр) // Биомедицина. 2012. № 4. С. 33-38.
  5. Матвеев Л.П. Теория и методика физической культуры. — М.: Физкультура и спорт, 1991 — 44 с.
  6. Мирошников А.Б., Антонов А.Г., Сидоров Е.П., Смоленский А.В., Фудин Н.А. Прогностические уравнения для определения порога жирового обмена при аэробной работе. Вестник новых медицинских технологий. 2017. Т. 24. № 4. С. 151-156.
  7. Платонов В.Н. Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и ее практическое применение. — Киев: Олимпийская литература, 2014. — 500 с.
  8. Biggs N.C. Effects of Simulated Altitude on Maximal Oxygen Uptake and Inspiratory Fitness / Benjamin S., Turcotte N.J. [et al.] // International Journal of Exercise Science 2017 10(1): 128-136.
  9. Borg G. Borg’s Perceived Exertion and Pain Scales. — Champaign, IL: Human Kinetics, 1998. — 33 p.
  10. Maher M.T. The Effects of Simulated Altitude Training on Aerobic Capacity and Function/ Maher M.T. Figueroa M.A // International Journal of Applied Science and Technology Vol. 6, No. 2; June 2016: 11-16.
  11. Porcari J.P. Effect of Wearing the Elevation Training Mask on Aerobic Capacity, Lung Function, and Hematological Variables / Probst L., Forrester K., Doberstein S. [et al.]// Journal of Sports Science and Medicine , 2016, 15: 379-386
  12. https://www.trainingmask.com/about-elevation-training-mask/
  13. https://www.trainingmask.com/training-articles/the-effects-of-simulated-altitude-training-on-aerobic-capacity-and-function/

Сведения об авторах

Волков Василий Васильевич — преподаватель ФГБУ ФНЦ ВНИИФК, E-mail: fitclub@list.ru.

Мирошников Александр Борисович — кандидат биологических наук, профессор РАЕ, доцент кафедры спортивной медицины РГУФКСМиТ.

Антонов Алексей Геннадьевич — аспирант кафедры спортивной медицины РГУФКСМиТ, фитнес директор ФК Nice Fitness.