CC BY
35УДК 796.011.3 ББК 58
ВЛИЯНИЕ НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
НА ГЕМОДИНАМИКУ СПОРТСМЕНОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАГРУЗОЧНЫХ ТЕСТОВ
Р. А. Юсупов1, К. П. Романов1, А. Ф. Гизатуллина2
1 Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева — КАИ, Казань, Россия
2Центр спортивной подготовки Министерства по делам молодёжи и спорту, Казань, Россия
Приведены результаты экспериментального исследования влияния кратковременной нормобариче-ской гипоксии на гемодинамические показатели. Рассмотрены показатели: частота сердечных сокращений, артериальное давление, двойное произведение и сатурация крови. На основании результатов определена оптимальная высота над уровнем моря, которая хорошо переносится здоровыми спортсменами и может быть успешно применена для проведения субмаксимального нагрузочного теста, определяющего толерантность организма спортсмена к гипоксическим тренировкам.
Ключевые слова: кратковременная нормобарическая гипоксия, толерантность к гипоксии, срочная адаптация, гипоксическая тренировка, гемодинамические показатели.
Актуальность. Гипоксия — состояние, возникающее при недостаточном снабжении тканей организма кислородом. Под воздействием гипоксии включаются компенсаторные механизмы на всех уровнях и во всех системах организма. От степени гипоксического стимула и длительности воздействия будет зависеть то, насколько сильно разовьются компенсаторные реакции. Физиологические механизмы адаптации активно используются в тренировочном процессе для развития специальной физической работоспособности. Тренировки в условиях гипоксии имеют широкие возможности для развития общей выносливости и скоростно-силовых качеств, поэтому актуальной является оценка механизмов адаптации организма к кратковременной дозированной гипоксии. Определение толерантности спортсменов к воздействию кратковременной гипоксии позволит подобрать индивидуальный режим гипоксической тренировки, степень и длительность гипоксического стимула [3. С. 41].
Цель исследования: выявление влияния искусственного дозированного гипоксического фактора на показатели гемодинамики.
Материал и методы исследования: Обследовано 14 студентов-хоккеистов (мужчины) в возрасте 21-22 лет, не имеющих каких-либо острых и хронических заболеваний. Со всеми спортсменами проводилась велоэргометрия. Для оценки реакции ряда показателей сердечно-сосудистой системы нами были исследованы неакклимати-
зированные атлеты, которым было предложено выполнить дозированную физическую нагрузку на велоэргометре из расчёта 2 Вт/кг. Проводилось исследование в четыре этапа: на первом этапе атлеты выполняли физическую нагрузку без гипоксии; на втором гипоксикатор моделировал условия 884 м над уровнем моря; на третьем этапе — 1 750 м; на четвёртом — 3 750 м. Временной промежуток между этапами—неделя. Перед началом физической нагрузки, во время применения ги-поксикатора, испытуемые дышали гипоксической смесью в течение 5 минут. Длительность нагрузки и времени восстановления после неё — по 5 минут [5]. В течение всего теста фиксировались показатели частоты сердечных сокращений, артериального давления, двойного произведения, пульсового давления и сатурации крови [1. C. 213; 7].
Для создания условий нормобарической гипоксии был использован гипосикатор EVEREST SUMMIT II, который может понижать уровень кислорода до 13 % (норма — 21 %). В проведённом эксперименте условия считались как на уровне моря на первом этапе (высота над уровнем моря для Казани 128 м) и посредством гипоксикатора моделировались условия, отличные от него: 884, 1 707 и 3 085 м. При сопоставлении со значениями из рис. 1 можно определить эквивалентное содержание кислорода: для высоты 884 м — 19 %, для 3 085 м — 15,3 % кислорода.
Результаты исследования и их обсуждение. Перед началом исследования регистрировались
Р. А. Юсупов, К. П. Романов, А. Ф. Гпзатуллпна
Altitude Eqivatents, Feet
Рис. 1. Изменение содержания кислорода в зависимости от моделируемой высоты на гипоксикаторе
(высота в футах, 1 фут = 0,348 м)
Примечание. Очевидно, что при повышении высоты не происходит снижения содержания кислорода в воздухе, а снижается его парциальное давление. Поэтому единственный выход при моделировании различных высот над уровнем моря посредством применения нормобарической гипоксии — понижение в процентах содержания О2 во вдыхаемом воздухе [2. ^ 36; 6]
частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление (АД) и сатурация крови кислородом, также эти показатели фиксировались сразу после нагрузочного теста, на 2-й и на 5-й минутах восстановления. Исследование заключалось в тестировании на велоэргометре (5 мин) сначала в обычных условиях и затем в условиях искусственной дозированной гипоксии на следующих высотах над уровнем моря: 884 м (содержание кислорода ~20,3 %), 1 707 м (содержание кислорода ~19,5 %), 3 085 м (содержание кислорода ~18,6 %), создаваемой гипоксическим генератором Hypoxico AltitudeTraining Sistems Everest Summitll Hypoxic Generatorand Accessories.
После нагрузки в условиях гипоксии (этап восстановления) гемодинамические показатели практически возвращались к исходным (до нагрузки) в течение 5 мин. Сразу после нагрузки с нарастанием уровня гипоксии наблюдалось снижение уровня сатурации крови кислородом (без гипоксии —
97,3±0,96 %, гипоксия 884 м — 93,9±1,88 %, гипоксия 1 707 м — 90,4±3,69 %, гипоксия 3 085 м — 83,8±3,8 %; р < 0,001) (рис. 2).
Пульсовое давление во время нагрузки в условиях гипоксии повышалось (р = 0,048), что говорит об увеличении ударного объёма (без гипоксии — 68±15,2 мм рт. ст., гипоксия 884 м — 76,9±19,33 мм рт. ст., гипоксия 1707 м — 85±16,1 мм рт. ст., гипоксия 3085 м — 89 ± 19 мм рт. ст.) (рис. 3).
Средняя ЧСС сразу после нагрузки на высотах 1707 и 3 085 м имела субмаксимальные значения и была ниже ЧСС при нагрузке в условиях нор-моксии (рис. 4).
Динамика среднего двойного произведения с увеличением высоты представлена на рис. 5.
Выводы. Существенного влияния искусственно вызванного, дозированного гипоксического фактора на большинство анализируемых показателей гемодинамики во время нагрузочного теста выявлено не было.
ЧР
100 98 96 94 92
О 90 а ^ 88
86
84
82
80
Нормоксия
Гипоксия 884
Гипоксия 1707
Гипоксия 3085
Рис. 2. Динамика среднего уровня насыщения крови кислородом сразу после нагрузки с увеличением высоты
100 95 90 85 80 75 70 65 60
Нормоксия
Гипоксия 884
Гипоксия 1707
Гипоксия 3085
Рис. 3. Динамика среднего пульсового артериального давления сразу после нагрузки с увеличением высоты
144
g 142
140
; 138
136
134
Нормоксия
Гипоксия 884
Гипоксия 1707
Гипоксия 3085
Рис. 4. Динамика средней частоты сердечных сокращений сразу после нагрузки с увеличением высоты
Р. А. Юсупов, К. П. Романов, А. Ф. Гизатуллина
224
Нормоксия Гипоксия 884 Гипоксия 1707 Гипоксия 3085
Рис. 5. Динамика среднего двойного произведения сразу после нагрузки с увеличением высоты
Проведение нагрузочного теста в условиях кратковременной дозированной гипоксии позволило определить по напряжению компенсаторных механизмов, что для получения тренировочного эффекта необходимо создать условия гипоксии 2-й степени (содержание кислорода ~18,6 %).
При кратковременной гипоксии имеется линейная зависимость увеличения ударного объёма, как компенсаторного механизма, со снижением сатурации крови кислородом.
Кратковременная гипоксия 2-й степени (содержание кислорода ~18,6 %) хорошо переносится здоровыми спортсменами и может быть успешно применена для проведения субмаксимального нагрузочного теста, определяющего толерантность организма спортсмена к гипоксическим тренировкам на среднегорье (высоты 2 500-3 085 м над уровнем моря) или тренировкам с использованием гипоксических масок.
Список литературы
1. Арбузова, О. В. Реакции кардиореспираторной системы и изменения физической работоспособности пловцов разного возраста при действии нормоба-рической гипоксии / О. В. Арбузова, М. В. Балыкин,
Поступила в редакцию 11 июля 2018 г.
Д. В. Коптелов // Вестн. новых мед. технологий. — 2009. — Т. XVI, № 2. — С. 212-214.
2. Бельченко, Л. А. Адаптация человека и животных к гипоксии разного происхождения / Л. А. Бельченко // Соросов. образоват. журн. — 2001. — Т. 7, № 7. — С. 33-39.
3. Березовский, В. Повышение резервных возможностей человека путём тренировки прерывистой нормобарической гипоксией / В. Березовский, М. Левашов // Аэрокосм. и эколог. медицина. — 2000. — Т. 34, № 2. — С. 39-43.
4. Набатов, А. А. Гипоксическая тренировка: внимание на отрицательные стороны для митохондрий / А. А. Набатов // Учёные зап. Ун-та имени П. Ф. Лес-гафта. — 2015. — № 8. — С. 104-110.
5. Платонов, В. Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и её практические приложения / В. Н. Платонов. — Киев : Олим. лит., 2004. — 808 с.
6. Robach, P. Hypoxic training: effect on mitochondrial function and aerobic performance in hypoxia / P. Robach, T. Bonne, D. Fluck, S. Burgi, M. Toigo, R A. Jacobs, C. Lundby // Medicine & Science in Sports & Exercise. — 2014. — Vol. 46, no. 10. — P. 1936-1945.
7. Schommer, K. Health risk for athletes at moderate altitude and normobaric hypoxia / K. Schommer, E. Menold, A. W. Subudhi, P. Bartsch // Br. .J Sports Med. — 2012. — Vol. 46, no. 11. — Pp. 828-832.
Для цитирования: Юсупов, Р. А. Влияние нормобарической гипоксии на гемодинамику спортсменов при проведении нагрузочных тестов / Р. А. Юсупов, К. П. Романов, А. Ф. Гизатуллина // Физическая культура. Спорт. Туризм. Двигательная рекреация. — 2018. — Т. 3, № 3. — С. 75-79.
Сведения об авторах
Юсупов Ринат Андарзянович — доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой физической культуры и спорта, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева — КАИ. Казань, Россия. rinatbox@rambler.ru
Романов Константин Петрович — кандидат медицинских наук, доцент кафедры физической культуры и спорта, Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева — КАИ. Казань, Россия. distmed@mail.ru
Гизатуллина Асия Фархадовна — врач функциональной диагностики, Центр спортивной подготовки Министерства по делам молодёжи и спорту. Казань, Россия. bonheur_17@bk.ru
PHYSICAL CULTURE. SPORT. TOURISM. MOTOR RECREATION
2018, vol. 3, no. 3, pp. 75-79.
Influence of Normobaric Hypoxia when Conducting Load Tests on the Hemodynamic Performance of Athletes
R.A. Yusupov1a, K.P. Romanov1b, А.F. Gizatullina2
1Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev — KAI, Kazan, Russia arina tbox@rambler. ru; bdis tmed@m ail. ru
2Centre of Sports Training of the Ministry of Youth and Sports of the Republic of Tatarstan, Kazan, Russia bonheur_17@bk. ru
Hypoxia-a condition that occurs when insufficient supply of oxygen to the tissues of the body. Under the influence of hypoxia include compensatory mechanisms at all levels and in all systems of the body. Depending on the degree of hypoxic stimulus and duration of exposure will depend on how much develop compensatory reactions. Physiological mechanisms of adaptation are actively used in the training process for the development of special physical performance. Training in conditions of hypoxia have ample opportunities for the development of General endurance and speed-power qualities.
Keywords: short-term normobaric hypoxia, tolerance to a hypoxia, urgent adaptation, hypoxic training, hemodynamic parameters.
References
1. Arbuzova O.V., Balykin M.V., Koptelov D.V. Reak-tsii kardiorespiratornoy sistemy i izmeneniya fizicheskoy rabotosposobnosti plovtsov raznogo vozrasta pri deystvii normobaricheskoy gipoksii [Reactions of cardiorespiratory system and changes in physical performance of swimmers of different age under the action of normobaric hypoxia]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy [Bulletin of New Medical Technologies], 2009, vol. XVI, no. 2, pp. 212-214. (In Russ.).
2. Bel'chenko L.A. Adaptatsiya cheloveka i zhivot-nykh k gipoksii raznogo proiskhozhdeniya [Adaptation of man and animals to hypoxia of different origin]. So-rosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal [Soros educational journal], 2001, vol. 7, no. 7, pp. 33-39. (In Russ.).
3. Berezovskiy V., Levashov M. Povysheniye rezervnykh vozmozhnostey cheloveka putyom trenirovki preryvis-toy normobaricheskoy gipoksiey [Increasing the reserve capacity of a person by training intermittent normobaric hypoxia]. Aerokosmicheskaya i ekologicheskaya medi-tsina [Aerospace and environmental medicine], 2000,
vol. 34, no. 2, pp. 39-43. (In Russ.).
4. Nabatov A.A. Gipoksicheskaya trenirovka: vni-maniye na otritsatel'nyye storony dlya mitokhondriy [Hypoxic training: attention to the negative sides for mitochondria]. Uchyonyye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta [Scientific notes of the University named after P.F. Lesgaft], 2015, no. 8, pp. 104-110. (In Russ.).
5. Platonov V.N. Sistema podgotovki sportsmenov v olimpiyskom sporte. Obshchaya teoriya i yeyo prak-ticheskiye prilozheniya [The system of training athletes in Olympic sports. General theory and its practical applications]. Kiev, 2004. 808 p. (In Russ.).
6. Robach P., Bonne T., Flück D., Bürgi S., Toigo M., Jacobs R.A., Lundby C. Hypoxic training: effect on mitochondrial function and aerobic performance in hypoxia. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2014, vol. 46, no. 10, pp. 1936-1945.
7. Schommer K., Menold E., Subudhi A.W., Bärtsch P. Health risk for athletes at moderate altitude and normobaric hypoxia. Br. J. Sports. Med., 2012, vol. 46, no. 11, pp. 828-832.
