Непрерывный мониторинг лактата

Все, что вам нужно знать о тонкостях следующего большого прорыва в науке

Не так давно компания Abbott наделала много шума, заявив, что скоро они выпустят монитор для непрерывной оценки концентрации лактата. Похоже, что идея о таком мониторе становится все более и более популярной.

Что такое лактат?

Долгое время считалось, что это метаболические отходы (и вызывает жжение мышц, которые мы связываем с интенсивностью тренировки). Но то, что в классическом примере описано, как «корреляция не является причинно-следственной связью», очень хорошо работает и для лактата. Это одна из самых интересных молекул в организме, служащая метаболическим посредником, топливом и играющая роль в клеточных сигналах. Новые доказательства также показывают, что он играет важную роль в работе мозга.

Если сильно упростить, лактат является конечным продуктом расщепления углеводов и связывает гликолитический (он же анаэробный) метаболизм с окислительным метаболизмом (он же аэробный).

Что такое монитор непрерывного отслеживания лактата?

Непрерывный монитор лактата (CLM) — это гаджет, который будет непрерывно измерять уровень лактата в организме. Это заменит мониторинг лактата, который традиционно проводится более дискретно, путем забора проб крови.

Традиционно лактат берут из проб крови, в условиях больницы этот показатель является частью анализа крови. В спортивной науке или в тренировочном процессе анализ лактата часто проводится путем взятия пробы капиллярной крови из подушечки пальца или мочки уха и последующей загрузки образца в лактометр.

Как работают такие мониторы?

Пока до конца неясно, как точно они будут работать, но скорее всего, они будут брать пробы интерстициальной жидкости, окружающей клетки и служащей «границей» между клетками и кровью. У них, вероятно, будет реагент, который реагирует с лактатом (вероятно, лактатоксидаза), а затем мониторы будут преобразовывать эту реакцию в сигнал, который приравняется к значению лактата (см. второе изображение ниже).

В этом они будут очень похожи на непрерывные мониторы глюкозы, которые в настоящее время широко доступны как для людей с диабетом, так и для людей без него. Подобным образом они, вероятно, будут иметь аппликатор, включающий иглу, вводящую нить для отбора проб в интерстициальную жидкость, и способную прослужить около 1-2 недель, прежде чем потребуется замена.

Каковы варианты использования непрерывных мониторов лактата?

Здесь пока будет больше предположений, чем фактов, но безусловно, две основных области использования таких мониторов – спорт и здравоохранение.

Производительность

Текущее использование лактата в контексте производительности происходит почти исключительно в зоне спорта на выносливость и может быть условно разделено на две широких области применения:

1. Обозначение интенсивности — понимание физиологических порогов, имеющих отношение к энергетическим системам и использованию субстратов (углеводов или жиров).
2. Контроль интенсивности — обеспечение того, чтобы текущая интенсивность была соответствующей, учитывая первый пункт

Это грубое упрощение, но его вполне достаточно. Использование CLM будет следовать двум этим пунктам в начальный период их использования времени на рынке. Далее, люди начнут отслеживать лактат непрерывно и последовательно, чтобы лучше понять готовность, адаптацию и использовать лактат как еще один показатель для добавления к набору данных, отслеживающих здоровье атлета. Скорее всего, реальная ценность таких мониторов будет в возможности отслеживании адаптации или дезадаптации (например в сценариях, типа перетренированности).

Здоровье

Поскольку спорт является лишь частью обычной жизни, многие показатели производительности очень схоже меняются как при физических нагрузках (особенно экстремальных), так и при заболеваниях. Это, конечно, включает лактат, который часто является индикатором тяжелого заболевания. Таким образом, его часто отслеживают, но делают это дискретно, и вот тут может пригодиться непрерывный монитор.

Ряд клиник использовал вышеупомянутые непрерывные мониторы глюкозы для отслеживания уровней глюкозы у пациентов во время пандемии COVID-19, чтобы ограничить необходимость забора крови для определения значений глюкозы. Не нужно иметь много воображения, чтобы представить, что оба эти метода (как непрерывный лактат, так и глюкоза) станут стандартом лечения в какой-то момент.

За пределами медицинских учреждений, но в сфере здравоохранения растет интерес к так называемым «тренировкам во второй зоне». Не залезая в ненужные тесты, для многих людей такой непрерывный монитор лактата может помочь как в определении приблизительной интенсивности тренировки, необходимой для «попадания» во вторую зону, так и в поддержании этой интенсивности.

Проблемы, с которыми столкнутся непрерывные лактатные мониторы

Много кто писал о том, с какими трудностями столкнулись первые непрерывные мониторы глюкозы, и здесь можно будет провести некоторые параллели с тем, с чем столкнутся первые непрерывные мониторы лактата и их внедрение.

Вопрос точности

Понимание лактата исторически осуществлялось через призму крови, состав которой не идентичен интерстициальной жидкости. В результате, первые CLM столкнутся с вопросами точности, когда значения цифр, полученных из интерстициальной жидкости, будут отличаться от показателей лактата крови, используемых спортсменами.

Понимание кинематики

Как уже упоминалось, любое значение лактата может быть подвергнуто сомнению с точки зрения точности при сравнении «классических» лактометров и CLM, где отличается сама физиология мест взятия проб. Это говорит о необходимости обновить понимание метаболизма лактата применительно к различным компартментам организма (крови и интерстициальной жидкости). дело в том, что показатели лактата будут отличаться в зависимости от места взятия пробы: даже два традиционных места взятия проб лактата у спортсменов (мочка уха и палец), показывают значительную разницу в значениях в определенных ситуациях. Например, у лыжников лучше использовать мочку уха, учитывая важную роль, которую играют руки (таким образом, значения на пальце оказываются неточными). Безусловно, эти нюансы стоит учитывать и при сравнении лактата, взятых из образцов различных жидкостей.

Метаболизм лактата

В нашем организме лактат вырабатывается постоянно. Когда интенсивность упражнений увеличивается, то же самое происходит и с лактатом (потому что по мере увеличения интенсивности постепенно сжигается все больше углеводов), с двумя более четкими «порогами» (чаще всего они обозначаются, как 1 и 2 лактатный пороги или аэробный и анаэробный пороги).

На изображении выше можно увидеть, что Ra (скорость появления лактата) увеличивается относительно линейно с интенсивностью упражнений (Work Rate). Аналогично, Rd (скорость исчезновения) растет относительно линейно, хотя их скорости различны. Концентрация La (лактата) является результатом этих двух процессов: производства и исчезновения. Это важно, потому что кривая, которую мы видим (и на которой основана большая часть физиологии выносливости), в некоторой степени зависит от того, где берется проба лактата.

Лактат вырабатывается в основном в работающих мышцах (где сжигаются углеводы), затем он может быть перемещен в другое место для повторного преобразования в глюкозу и использования. Вот почему, несмотря на продолжающееся производство лактата, мы изначально не видим огромного увеличения измеряемого лактата, но опять же - это будет отличаться в зависимости от места взятия пробы (скажем, концентрация лактата в работающей мышце будет отличаться от лактата мочки уха).

Когда интенсивность упражнений превышает способность организма перемещать лактат в другое место, мы начинаем видеть увеличение лактата крови. Как упоминалось ранее, есть два различных порога, при которых мы видим изменения скорости изменения накопления лактата (например, всплески). За пределами последнего из двух порогов мы видим значительное накопление лактата (одно из многих названий этой точки - OBLA или «начало накопления лактата в крови»).

Разные профили людей с точки зрения метаболизма будут иметь разные кривые лактата, и тренировки могут их изменить. Лучшая способность сжигать жиры (иногда называемая метаболической гибкостью) и более развитая аэробная система (вторая зона тренировок) будут означать более низкие базовые уровни лактата в состоянии покоя и более низкий уровень лактата в течение более длительного времени (поскольку организм может лучше его использовать и выводить). Это в некоторой пересекается с тем, чтобы иметь большее количество медленно-сокращающихся мышц или быть более выносливым типом спортсмена. Безусловно, это имеет прямое отношение и к использованию CLM для здоровья. Метаболически нездоровые люди могут видеть высокие уровни лактата в состоянии покоя и дальнейшее повышение этих уровней даже при низкой интенсивности работы — и то, и другое можно исправить и улучшить с помощью тренировок.

Шум в данных

Данные по лактату могут быть очень шумными, и получение точных образцов куда сложнее, чем считается. Это особенно актуально при отборе проб лактата у спортсменов и менее актуально в условиях больницы. Это связано с тем, что лактат — это концентрация, и «загрязнение» проб является огромной проблемой (на самом деле, есть даже компании, которые хотят использовать лактат пота для неинвазивного измерения). Но даже если образец взят правильно, шум в данных по лактату значителен, и ежедневная дисперсия иногда составляет ~30%. Теперь следует отметить, что часть этой дисперсии (возможно, большая ее часть) может быть сигналом, а не шумом, то есть источник этой разницы имеет значение (например, статус текущей гидратации атлета). То, что шум имеет значение (и, следовательно, не является настоящим шумом), не означает, что пользователи сочтут его полезным, и на самом деле, уровень детализации и нюансов может заставить многих отказаться от CLM, вместо того чтобы тратить время на понимание многочисленных нюансов, влияющих на результат.

Будущее непрерывных мониторов лактата

• Скорее всего, сначала мы видим огромный всплеск интереса к этим устройствам, за которым последует негативная реакция (могут возникнуть вопросы к точности и аргументы, что они никому, кроме элиты, не нужны).
• Технически они уже запрещены UCI в велогонках.
• Как и в случае с большинством подобных устройств и потоков данных, через некоторое время на основе имеющихся данных будет создано множество протоколов и методик оценки.
• Потребуется некоторое время, чтобы начать понимать, что такое «норма» в отношении непрерывных данных, и это может поначалу заставить некоторых пользователей почувствовать, что с ними что-то не так.
• Многие исследователи будут хвататься за возможность использовать этих мониторов в исследованиях, но возможно, что перетренированность и высота будут областями, представляющими наибольший интерес для экспертов и атлетов.
• Интересно посмотреть, что мы сможем узнать из лактатных данных во время сна, в частности, при использования CLM в дополнение к непрерывному мониторингу глюкозы. Возможно, это позволит лучше и целостнее понять метаболическую картину.
• В какой-то момент мы, вероятно, увидим, как условные Apple Watch попытаются разработать (или, проще, купить компанию, которая разработала) неинвазивное измерение лактата.

Советы потенциальным пользователям непрерывных лактатных мониторов

• Начните с наблюдения (не вмешательства), т. е. собирайте и наблюдайте данные, ничего не меняйте изначально. Это поможет понять вашу норму в контексте обычной жизни, тренировок и связанных с ними цифр лактата.
• Предположите, что у вас все нормально, то есть то, что вы видите, скорее всего, физиологические изменения, а не патофизиологические. Так что не предпринимайте отчаянных шагов по «нормализации» этих цифр. Очевидные исключения — если вы больны (или можете быть больны), по какой-то причине действительно не «нормальны», и именно поэтому вы используете монитор непрерывной оценки лактата (по аналогии с мониторингом глюкозы людьми с диабетом).
• Подтвердите полученные данные. Используйте другие источники данных, которые должны работать вместе с лактатом, например, RPE (тяжесть воспринимаемой нагрузки) и частоту сердечных сокращений. Это поможет лучше понять данные в целом и такие факторы, как надежность и точность монитора, а также может помочь понять кинематику вашего лактата.
• Как только вы поймете вашу норму, начните оценивать свои крайности, чтобы получить более полную картину спектра вашей физиологии. Скорее всего, нужно будет провести тестирование несколько раз, учитывая, насколько шумными могут быть данные по лактату.