Физиологические механизмы воздействия интервальной гипоксической тренировки
Действующим фактором ИГТ так же, как и других видов гипокситерапии, является низкое парциальное давление кислорода, хотя функциональные и структурные повреждения в тканях вызываются не непосредственным действием низкого рОг на ткани, а следующими последствиями снижения р02:
А) биохимическими изменениями, такими, как снижение активности дыхательных ферментов, ацидоз, накопление АДФ и АМФ;
Б) биофизические изменения, такие как нарушение ионного равновесия, изменение мембранного потенциала, повышение проницаемости мембран, нарушение функции натриевых и калиевых насосов;
В) структурные изменения в митохондриях, клеточных мембранах и других органеллах клеток, в кровеносных сосудах микроциркуляторного русла, в соединительной ткани.
Результатом тканевой гипоксии является снижение уровня функций клеток тканей, органов и организма в целом, его работоспособности, нарастающего утомления.
Описанные изменения свойственны тканевой гипоксии, но тканевая гипоксия не обязательно сопутствует каждому гипоксическому состоянию, она проявляется только в тех случаях, когда рОг окружающей среды очень низок, а активность компенсаторных механизмов недостаточна: при субкомпенсированной, декомпенсированной и терминальной степенях гипоксических состояний.
Для борьбы с кислородной недостаточностью организм мобилизует все свои компенсаторные механизмы, повышая в первую очередь активность функциональных систем, ответственных за поэтапную доставку кислорода к тканям и клеткам, особенно мозга, сердца, печени и женских репродуктивных органов.
Активность компенсаторных механизмов направлена на:
- поддержание скорости поступления кислорода в альвеолы, парциального давления кислорода в альвеолах на уровне, приближающемся к нормоксическому, благодаря усилению легочной и альвеолярной вентиляции (увеличение дыхательного объема и частоты дыхания, отношения альвеолярной вентиляции к минутному объему дыхания);
- уменьшение артериальной гипоксемии, благодаря регулированию рОг в альвеолах, повышению диффузной способности легких, отношению альвеолярной вентиляции к легочному кровотоку, уменьшению шунтирования крови в легких;
- поддержание адекватной кислородному запросу тканей скорости транспорта кислорода артериальной кровью, обеспечивающейся увеличенным сердечным выбросом, содержанием гемоглобина, его сродства кислороду, кислородной емкости крови;
- снабжение клеток необходимым количеством кислорода, обеспечивающееся повышенной микроциркуляцией крови в тканях, увеличением запасов кислорода в тканях в результате повышения гемоглобина в скелетных мышцах и сердце;
- повышение способности клеток утилизировать кислород при низком рОг в крови и плазме в результате увеличения количеств митохондрий, числа их дыхательных ансамблей, активизации дыхательных ферментов и антиоксидантной системы.
Когда воздух с низким парциальным давлением кислорода поступает в альвеолы, парциальное давление кислорода снижается еще больше, что обуславливает снижение напряжения кислорода в артериальной крови. Это вызывает снижение насыщения кислородом гемоглобина артериальной крови и уменьшение содержания в ней кислорода. При отсутствии компенсации скорость доставки кислорода к тканям уменьшается, и если она становится меньше критического уровня, напряжение кислорода в тканях так же снижается до уровня ниже критического, что угнетает окислительные процессы, нарушает функцию дыхательной цепочки митохондрий, т. е. проявляется тканевая гипоксия.
Первые признаки тканевой гипоксии проявляются, когда парциальное давление кислорода приближается к 50 мм рт. ст. При возврате к нормоксическим условиям повреждения, вызванные тканевой гипоксией, обратимы.
Реакция на гипоксию различна в зависимости от возраста, пола, степени адаптированности к низкому парциальному давлению кислорода, акклиматизации. Так как и реакция на гипоксию не одинакова у различных лиц, выбор содержания кислорода во вдыхаемой газовой смеси, длительность вдыхания газовой смеси, время интервала, во время которого вдыхается нормоксический воздух, количество повторений (серий вдыхания гипоксических смесей с короткими интервалами дыхания комнатным воздухом в течение одного дня), т.е. режим интервальной гипоксической тренировки зависит от результата анализа индивидуальной реакции организма на гипоксию.
ИГТ создает оптимальные условия для адаптации к гипоксии благодаря тому, что во время коротких периодов вдыхания гипоксической смеси повреждающее действие гипоксии еще не успевает реализовываться, в то время как функция компенсаторных механизмов, направленных на снижение повреждающего эффекта низкого давления кислорода, активизируется: в частности, увеличивается легочная вентиляция и растет дыхательный объем, улучшается кровообращение и кислородно-транспортная функция крови. Во время коротких нормоксических интервалов между периодами вдыхания гипоксической смеси активность компенсаторных механизмов продолжает оставаться повышенной, кровоток превышает значения, зафиксированные до начала гипоксического сеанса. Доставка пластических веществ и энергетических субстратов к тканям улучшается, и во время нормоксических интервалов в тканях создаются благоприятные условия для биосинтеза. Кроме того, усиленное кровообращение ускоряет вымывание из тканей вредных продуктов обмена. Все это создает лучшие условия для биосинтеза и адаптации к гипоксии.
Многократное создание перехода от гипоксии к нормоксии и обратно тренирует и повышает активность всей системы антиоксидантных ферментов. Повышение активности этих ферментов усиливает защиту организма от воздействия свободных радикалов и перекисных продуктов, разрушающих мембраны и органеллы клеток и являющихся первопричиной целого ряда патологических процессов. Таким образом, каждый импульс в процессе ИГТ усиливает включение всех механизмов борьбы с гипоксией и, при переходе к нормоксии, увеличивает мощность антиоксидантной защиты от возникновения свободнорадикальной.
Интервальная гипоксическая тренировка спортсменов, проводящаяся на фоне традиционной спортивной тренировки - метод, получающий распространение в спорте. Метод ИГТ базируется на раздельном действии на организм спортсменов гипоксии двух типов: гипоксической гипоксии и гипоксии нагрузки (гиперметаболической гипоксии). При сочетании двух разнородных гипоксических стимулов достигается значительное повышение степени тренирующего эффекта нагрузки. В ходе изучения состояния вопроса по литературным источникам было установлено, что курсовой метод применения ИГТ на фоне традиционной спортивной тренировки оказывает значительное положительное воздействие на физиологические функции организма спортсмена. Уже после нескольких сеансов ИГТ спортсмены отмечают улучшение общего самочувствия, настроения и повышение работоспособности. Сон становится более глубоким, а восстановление после нагрузки более полным и быстрым.
После комбинированной интервальной гипоксической и спортивной тренировки спортивные результаты, общая и специальная работоспособность спортсменов возрастают, стабилизируется психофизиологическое состояние.
Значительно улучшается функциональное состояние спортсменов: снижается метаболическая и кислородная стоимость выполняемой работы, уменьшается ЧСС. Возрастает мощность на пороге анаэробного обмена, увеличивается максимальный объем нагрузки. Отмечено возрастание МПК после курса ИГТ на фоне традиционной спортивной тренировки. По данным одних авторов абсолютное МПК увеличилось с 4645 ± 263 мл/мин до 5880 ± 387 мл/мин., относительное МПК повысилось с 46,99 мл Ог кг/мин до 59,48 мл О2 кг/мин. По данным других авторов зафиксировано повышение относительного МПК на 4,4 мл Ог мл/кг/мин у мужчин, и на 9,1 мл О2 мл/'кг/мин у женщин.
После курса ИГТ, проведенного на фоне традиционного тренировочного процесса, отмечено увеличение насыщения артериальной крови кислородом и повышения количества гемоглобина в крови: до курса ИГТ - 141 ± 4 г/л, после курса ИГТ 156 ± 3 г/л.
После курса ИГТ наблюдается эконом изация деятельности сердечнососудистой системы. При возросшей вентиляции увеличение минутного объема крови в ответ на вдыхание гипоксической смеси становится меньшим. Так же понижение минутного объема крови зафиксировано в исследовании П. А. Радзиевского и др.: до ИГТ -5558 ± 98 мл/мин, после - 4975 + 84 мл/мин. По данным Л. Г. Шахлиной и М. П. Закусило после курса ИГТ, проведенного на фоне традиционного тренировочного процесса, у спортсменок отмечено повышение систолического объема.
Кроме того, улучшаются показатели ЭКГ , а реакция сердечнососудистой системы на вдыхание гипоксической смеси после курса ИГТ становится значительно менее выраженной (в первую очередь снижается ЧСС).
После курса ИГТ, проведенного на фоне традиционного тренировочного процесса, отмечается заметная экономизация системы дыхания. Так же зафиксировано усиление функции внешнего дыхания и увеличение дыхательного объема. После курса ИГТ потребление О2 по сравнению с исходным уровнем увеличивается на 12 - 13%. Кроме того, вдыхание гипоксической смеси приводит к повышению процента поглощения кислорода и выделения углекислоты, что является одним из показателей адаптации организма к гипоксии.
Суммируя вышесказанное можно утверждать, что ИГТ приводит к ускорению развития адаптации организма к гипоксии, повышению его аэробных и анаэробных возможностей, общей и специальной выносливости, обладая при этом следующими преимуществами:
1. ИГТ спортсменов не нарушает плановый тренировочный процесс, во время которого тренируются физические качества, техника, тактика, свойственные данному виду спорта качества, необходимые спортсмену для соревновательной деятельности.
2. ИГТ проводится на фоне планового процесса спортивной тренировки, но не во время спортивных нагрузок, а в покое, когда спортсмен расслаблен, и усилия его компенсаторных механизмов направлены на только компенсацию гипоксической гипоксии.
3. ИГТ является более эффективным тренировочным средством, чем пребывание длительно в гипоксической среде.
4. Дополнительный вид тренировки не отнимает много времени у спортсмена и легко доступен и прост в применении.
АВТОР: Афонякин И.В.