Гемоглобиновая масса и результат в спорте на выносливость
Весьма интересная область исследований посвящена изучению изменений в гемоглобиновой массе и той фундаментальной ролью, которую эти изменения могут играть в производительности. Это очень увлекательная тема, которая является важным компонентом в тренировках и гонках.
Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале PLoS One, изучало взаимосвязь между гемоглобином и VO2max. Авторы разделили свой обзор на часть, включавшую в себя так называемые обсервационные исследования (изучение переменных без активного влияния на них) и вторую часть, куда были включены интервенционные исследования, в которых ученые не только наблюдают за переменными, но и активно на них влияют, наблюдая за тем, что происходит.
При анализе 226 обсервационных исследований была обнаружена "положительная связь между абсолютным значением VO2max и уровнем гемоглобина". Спортсмены с более высокими значениями VO2max (показатель физической формы во многих из этих исследований) обычно имели более высокие значения гемоглобина и более высокую концентрацию эритроцитов.
В ходе анализа 158 интервенционных исследований была обнаружена "положительная связь между изменением абсолютного значения VO2max и изменением уровня гемоглобина". По статистике, изменения физической формы и изменения уровня гемоглобина происходили одновременно. Авторы также провели анализ по полу, получив аналогичные результаты.
Это исследование довольно интересное. Гемоглобин — это белок в эритроцитах, который является основным переносчиком кислорода к работающим мышцам (концентрация обычно измеряется в граммах на литр, г/л). Итак, гемоглобиновая масса по сути отражает то, сколько кислорода имеют в своем распоряжении работающие мышцы. Наиболее отчетливо эту взаимосвязь можно увидеть в исследованиях, которые быстро изменяли уровень гемоглобина, повышая или понижая его. В этих исследованиях, где имело место "прямое физиологическое манипулирование уровнем гемоглобина", например, при переливании крови или донорстве, изменение уровня гемоглобина на 10 г/л соответствовало 5% изменению уровня VO2max.
Однако в реальных тренировках изменения гемоглобина и VO2max гораздо сложнее, затрагивая и другие параметры, такие как сердечный выброс, изменения мышечных волокон и количества и качества митохондрий. Главный вопрос: какая часть результатов исследования связана с так называемыми неизмеренными искажающими переменными? Эта взаимосвязь применима к большим наборам данных, но насколько она применима к отдельному спортсмену, который оптимизирует уровень гемоглобина посредством регулярных тренировок и приема добавок?
Пока еще нет единого мнения по этим вопросам, но результаты одного из исследований нанесли удар по моим предвзятым представлениям о том, насколько важными могут быть эти уровни. Работа, опубликованная в Journal of Physiology, на первый взгляд имеет относительно нормальную структуру: девять здоровых добровольцев и 6 недель спринтерских интервальных тренировок. После этих 6 недель их VO2max увеличился на 11%, объем крови — на 5,4%, а максимальный сердечный выброс — на 8,8%.
Однако, есть и любопытная деталь. После проведения этих измерений авторы исследования восстановили объем крови до исходного уровня с помощью флеботомии (кровепускания). После того, как прирост объема крови был обращен вспять, изменения VO2max и сердечного выброса также вернулись к уровням, существовавшим до вмешательства.
Это очень интересно, ведь для спортсменов объем крови может быть движущей силой изменений в физической форме, а не сопутствующей переменной, хотя причинно-следственные связи этого феномена все еще неясны.
Улучшение гемоглобиновой массы для бега
Гемоглобин — это белок в эритроцитах, который связывает кислород и транспортирует его через кровоток. Объем крови — это общее количество крови в организме, складывающееся из эритроцитов с объемом плазмы, которая в основном состоит из воды. Гемоглобиновая масса является показателем общего количества эритроцитов в организме. Речь идет не только о концентрации эритроцитов (т. е. гематокрите); дело также в общем количестве и том кислороде, который они транспортируют к работающим мышцам.
Гемоглобиновая масса – это то, о чем должны думать все спортсмены, поскольку существуют здоровые способы повысить этот показатель, а вмешательства, позволяющие повысить этот показатель, могут улучшить качество жизни и за пределами бега, например, путем влияния на когнитивные способности и уровень энергии, и даже психическое здоровье, если включить в уравнение связь уровня железа и анемии.
Важное замечание!
Прежде чем мы рассмотрим здоровые и легальные варианты влияния на гемоглобиновую массу, тут должно быть важное предупреждение — по вопросам, связанным с вашим здоровьем прежде всего стоит посетить и проконсультироваться с врачом.
Кроме того, у каждого человека будут разные оптимальные зоны его физиологии. Уровень гемоглобина имеет сильную генетическую составляющую. Спортсмены с низким уровнем гемоглобина могут преуспеть даже на олимпийском уровне без каких-либо изменений со стороны этого показателя, и выяснение того, как улучшить начальные показатели, должно помочь этим атлетам еще больше. С другой стороны, спортсмены с исходно высоким уровнем гемоглобина должны быть осторожны, поскольку чрезмерно высокий уровень гемоглобина может вызвать проблемы со здоровьем, особенно для спортсменов с такими генетическими заболеваниями, как гемохроматоз или истинная полицитемия.
Гемохроматоз – это наследственное заболевание, при котором организм поглощает и хранит слишком много железа. Дополнительное железо накапливается в нескольких органах, особенно в печени, и может вызвать серьезные повреждения.
Истинная полицитемия - хроническое миелопролиферативное заболевание, при котором из-за болезни стволовой (материнской) клетки крови появляется опухоль из ее потомков. У человека увеличивается число всех клеток крови: лейкоцитов, тромбоцитов и особенно эритроцитов.
Другими словами, генетическая предрасположенность не является судьбоопределяющей: упомянутое выше обзорное исследование объединяет массу данных по огромной популяции. Тем не менее, неясно, применимы ли отношения, описанные в исследовании в отношении долгосрочной перспективы. Многие спортсмены с низким уровнем гемоглобина завоевывают международные титулы, и индивидуальная оптимизация может улучшить их результаты, даже если они никогда не достигнут среднестатистического уровня гемоглобина.
Когда мы говорим об улучшении показателей крови, нам следует помнить и об очевидной, но часто не замечаемой проблеме: препаратам, повышающим работоспособность. Эта проблема может объяснить быстрый прогресс многих атлетов, например, гонщиков на Тур де Франс. Это куда более правдоподобное объяснение быстрого прогресса, чем упорный труд (что отнюдь не отменяет необходимости много и тяжело тренироваться) и накоплением эффекта от незначительных изменений в программе тренировок.
Не нужно быть Альберто Салазаром, чтобы понять, как эта информация может быть использована в обманных целях. Тревожное исследование 2013 года, результаты которого были опубликованы в PLOS One, показало, что четыре недели инъекций эритропоэтина (ЭПО) увеличили гемоглобин на 19,7%, что соответствует 6% улучшению результата в гонках на 3 километра без каких-либо изменений в тренировках.
В книге Тайлера Гамильтона "Тайная гонка" подробно описан кропотливый процесс переливания крови для достижения аналогичных целей. В конце концов Гамильтона поймали, когда в результате "ошибочного переливания" у него обнаружили две разные группы крови, что привело к печально известному инцеденту с "химерой" — когда его команда утверждала, что он "поглотил" клетки эмбриона-близнеца в утробе матери. Можно выдать очки за креативность, пару баллов за черный юмор юмор и выписать гигантский штраф за мошенничество. Безусловно, существуют и другие неэтичные варианты воздействия на уровень гемоглобина, которые все еще часто происходят в самых темных переулках международной легкой атлетики.
Кровяными химерами называют одновременное пребывание в кровяном русле двух видов эритроцитов, отличающихся по группе крови и другим антигенам. Трансфузионные химеры возникают в результате многократного переливания эритроцитов первой группы крови реципиентам другой группы.
Тема оптимизации гемоглобиновой массы не так часто обсуждается напрямую из-за прямой ассоциации с мошенничеством. Однако, сказать об этом все же нужно, ведь мошенники будут пытаться использовать абсолютно все важные физиологические преимущества, а честные разговоры о физиологии помогут предотвратить сползание людей в темный преступный мир порушенной этики и здоровья.
Некоторые из перечисленных ниже вмешательств очевидны; некоторые из них находятся на переднем крае нашего понимания прикладной физиологии тренировок, стоит подумать обо всех, когда вы решите оптимизировать свое здоровье и производительность.
Вмешательство 1: повышение уровня железа
Частая история – атлет с признаками синдрома дефицита энергии. Он сдал анализ крови, и что мы увидим? Если посмотреть на уровень ферритина (белок, в составе которого железо запасается в тканях), ты мы можем увидеть низкий уровень, а также низкий гемоглобин и низкие значения гематокрита. Однако, все значения находятся в пределах нормальных лабораторных диапазонов, поэтому сам атлет и даже некоторые врачи могут расценить это, как "нормальную" ситуацию. Между тем, атлет едва может собраться с силами, чтобы подняться по лестнице, не говоря уже о регулярных тренировках.
Железо является ограничителем выработки гемоглобина, поэтому оптимизация его уровня имеет очень важное значение. В обзоре European Journal of Applied Physiology за 2019 год указаны исследования, которые классифицируют низкий ферритин как уровень ниже 35 мкг/л, тогда как нижняя граница референтного диапазона во многих лабораториях составляет 12 мкг/л. Это несоответствие приводит к появлению огромной "серой" зоны, в которой спортсмены показывают плохие результаты, но могут даже не иметь ни малейшего представления о том, что у них есть отклонения в уровне ферритина. Часто можно увидеть рекомендацию увеличить количество ферритина до значений, соответствующих "перегрузке" железом (и конечно, лучше при этом проконсультироваться с врачом, чтобы он оценил уровень ферритина в анализе крови). Некоторые исследования показывают, что многие элитные спортсмены имеют более высокий уровень ферритина, иногда даже трехзначный. Стоит не помнить о том, что чрезмерно высокий уровень ферритина и железа опасен, так как это может приводить к поражению печени, сердца и поджелудочной железы.
В упомянутом выше исследовании ЭПО авторы предлагали участникам ежедневно принимать 100 мг элементарного железа, что составляет 550% от рекомендуемой дневной нормы! Обоснование такого экстремального подхода заключалось в том, что железо является ограничителем уровня гемоглобина для многих спортсменов, и таким атлетам необходимо создавать много эритроцитов. По разным оценкам, около 80% спортсменок и 60% спортсменов принимают добавки железа, а любимый выбор атлетов — бисглицинат железа, так называемая хелатная форма железа, которая связана с меньшим количеством проблем с желудочно-кишечным трактом и принимается после тренировки.
Есть поразительно большое количество статей, в которых говорится, что вы должны получать все необходимые питательные вещества из пищи, если только у вас нет медицинской недостаточности каких-то минералов и микроэлементов. Отчасти это верно, но к сожалению, такое правило работает не всегда. Сдайте анализ крови на уровень ферритина, и при сниженных значениях, предварительно проконсультировавшись с врачом, который (в идеале) разбирается в результатах спортсменов, можете начать принимать добавку железа.
Также полезно знать о других проблемах, которые могут повлиять на усвоение железа. Витамины, особенно витамины группы В, микроэлементы, здоровье микробиома кишечника – это все играет роль в обмене железа, как и их взаимодействие с гепсидином, гормоном, который замедляет всасывание железа. Кроме того, если ваш кишечник работает быстрее, чем вы (и особенно если вы когда-либо замечали появление крови в стуле), проконсультируйтесь с врачом, чтобы убедиться, что вы можете усваивать питательные вещества.
Добавки железа и производительность в беге
Эта часть не связана с железом, но раз уж разговор зашел о добавках, есть еще одна область, на которую следует обратить внимание, — это то, как кетоны могут влиять на уровень гемоглобина. В исследовании 2023 года девять мужчин прошли два испытания. После часовой тренировке на велосипеде обе группы употребляли белково-углеводный напиток. В одном случае спортсмены также потребляли 0,29 г/кг моноэфира кетона. При потреблении кетонов наблюдались более высокие естественные уровни ЭПО в кровотоке, что позволило авторам заключить: "Эти данные показывают, что моноэфиры кетона могут изменять гемоглобиновую массу". Важное примечание: в этой области еще предстоит провести много исследований, и этот тип вмешательства не стоит пробовать никому из атлетов. Кроме того, кетоны на вкус очень неприятны.
Вмешательство 2: тренировки на высокогорье
На высоте снижается парциальное давление кислорода (воздух становится более разреженным), что может снизить насыщение артериальной крови кислородом, а это приводит к нарушению снабжения тканей кислородом. Согласно данным обзора 2022 года, это может стимулировать естественное производство ЭПО посредством выработки биологически активных факторов, индуцируемых гипоксией. Вы никогда не задумывались, почему почти каждый элитный спортсмен на выносливость хотя бы часть своих тренировок проводит на высоте? Все дело в выработке натурального ЭПО!
Интересно то, что другие источники гипоксических стимулов могут действовать аналогичным образом. Например, когда у атлета, живущего на уровне моря, имеется высокий уровень гемоглобина, и при этом нет влияния генетических факторов, стоит спросить его о храпе. Обструктивные проблемы с дыхательными путями, такие как сонное апноэ, вызывают многочисленные проблемы со здоровьем, но при этом сопровождаются повышением количества эритроцитов, необходимых для удовлетворения потребности в кислороде. Одно исследование показало, что лечение с помощью СИПАП-терапии фактически снижает уровень гемоглобина на 3,76 г/л!
Возможно, что такие виды спорта, как фридайвинг или даже некоторые виды дыхательных упражнений действуют аналогичным образом, но на практике этот эффект развивается на высоте. Спортсмены по-прежнему могут добиться успеха, тренируясь на уровне моря, но есть веская причина, по которой спортсмены на выносливость собираются на высокогорье.
Вмешательство 3: практика круглогодичных тепловых тренировок
Мы уже давно знаем про эффекты железа и высоты, но теперь мы знаем и о новых рубежах прикладной физиологии. Результаты недавнего исследования показали, что пять недель тепловых тренировок увеличивают гемоглобиновую массу у лыжников. Еще одно исследование продублировало результаты для элитных спортсменов разных полов. В более свежем исследовании, опубликованном в Journal of Applied Physiology, элитные спортсмены мужского и женского пола еженедельно проводили по пять тренировок по 50 минут на велотренажере в специальных "тепловых костюмах". Результаты были ошеломляющими: увеличение массы гемоглобина на 4% у спортсменок и на 3,5% у спортсменов-мужчин, что совпало с улучшением показателей лактатного порога и VO2maх.
Исследователи все еще выясняют точные механизмы, но существуют две основных теории. Во-первых, многочисленные исследования показывают, что при тепловой тренировке организм увеличивает объем плазмы, чтобы повысить охлаждающую способность. Одно исследование показало, что четыре сеанса сауны после тренировки могут значимо увеличить объем плазмы. Повышенное содержание жидкости в крови снижает гематокрит (отношение эритроцитов к общему количеству клеток крови), поскольку эритроциты составляют меньшую долю от общего объема крови. Ощущая это смещение, организм вырабатывает больше естественного ЭПО для нормализации гематокрита, что со временем приводит к увеличению количества эритроцитов. Другая теория предполагает, что воздействие тепла приводит к усилению стимуляции системы HIF.
У ученых до сих пор нет ответов о точных механизмах и временных горизонтах. Вполне возможно, что эти изменения со временем стабилизируются или даже обратятся вспять. Атлет может работать только с протоколами, основанными на тренировках, а не с пассивным воздействием тепла, например, в сауне или гидромассажной ванне. В целом, можно рекомендовать тепловые тренировки 1-2 раза в неделю, и при этом пассивное воздействие тепла также является отличным вариантом. Круглогодичное воздействие тепла может увеличить объем плазмы крови, и интуитивно понятно, что это увеличение окажет положительное влияние на гемоглобиновую массу. Стоит помнить, что этот тип вмешательства требует включения эволюционных процессов, которые не имеют ничего общего с бегом.
Вмешательство 4: Управляйте уровнем стресса
Важность гемоглобина отходит на второй план, когда мы говорим об отдыхе. Одним из основных способов разрушения эритроцитов у бегунов является гемолиз при ударной нагрузке – это процесс, при котором клетки разрушаются от повторяющихся ударов ногами об землю. Кроме того, любая тренировка может привести к увеличению уровня кортизола (гормона стресса), регулирующего обмен веществ, а избыток кортизола с течением времени может быть связан с более низким уровнем гемоглобина. Дни отдыха предназначены не только для мышц – это программа защиты эритроцитов.
Это же касается и интенсивности тренировок. Аэробный тренировочный стресс, как правило, полезен для транспорта кислорода и уровня гемоглобина. Однако когда спортсмены начинают переусердствовать с интенсивностью, это может иметь эффект, противоположный ожидаемому – снижение физической формы из-за повышения уровня кортизола и разрушения на клеточном уровне, что приводит к снижению уровня гемоглобина. Можно тренироваться много, просто стоит убедиться, что большая часть тренировок проходит легко и с перерывами на дни отдыха.
Все остальные "стандартные советы" по отдыху также работают. Достаточно спите (не менее 7-8 часов в день), берегите свою эндокринную систему, питайтесь по возможности сбалансированной пищей и пейте достаточное количество воды.
Вмешательство пятое: Ешьте много, особенно белка, и убедитесь, что вы не тренируетесь натощак
Недостаточное количество "топлива", которое получает атлет может повлиять почти на все параметры крови, включая гемоглобин. Недостаточное питание обычно усиливает распад клеток крови, а повышенное производство кортизола нарушает выработку гормонов и эритроцитов. Эти ситуации также могут повысить уровень гепсидина, гормона, который предотвращает всасывание железа.
Дефицит энергии — это бомба замедленного действия для спортсменов, потому что организм будет расставлять приоритеты в том, что необходимо для выживания, прежде чем обслуживать наши увлечения, такие как бег. Если вы хотите выйти за рамки простого выживания – и, конечно же, если вы заботитесь об оптимизации, то достаточное питание – это первый шаг, который даст вашему телу инструменты, позволяющие делать больше, чем просто сводить концы с концами.