Революционный гаджет
Новые данные указывают на то, что датчики уровня лактата, работающие в режиме реального времени, наконец готовы к выходу на рынок. Но будут ли спортсмены знать, как ими пользоваться?
Еще в 2021 году Международный союз велосипедистов (UCI) — руководящий орган мирового велоспорта — ввел новые правила, запрещающие использование на соревнованиях устройств для измерения «любых метаболических показателей, таких как (но не ограничиваясь ими) уровень глюкозы или лактата». Эти правила были направлены против набирающей популярность в пелотоне практики использования систем непрерывного мониторинга уровня глюкозы, однако упоминание лактата вызвало широкий интерес. Означал ли этот превентивный запрет UCI, что появление удобных и неинвазивных систем непрерывного мониторинга уровня лактата уже не за горами?
В современных видах спорта на выносливость лактату уделяют огромное внимание. Если раньше его считали лишь побочным продуктом интенсивных нагрузок, вызывающим жжение в мышцах (обвиняя во всем так называемую «молочную кислоту»), то теперь его рассматривают прежде всего как точный индикатор интенсивности усилий. Стоит существенно превысить лактатный порог, как уровень лактата в крови начинает резко расти, сигнализируя о скором наступлении истощения. Популярность нового тренировочного подхода — все известного «норвежского метода» — отчасти обусловлена регулярным измерением уровня лактата для контроля интенсивности тренировок. Однако, существующие методы анализа требуют проведения частых и в целом болезненных процедур забора крови путем прокола пальца или мочки уха, что сопряжено с определенными неудобствами.
Возможность отслеживать уровень лактата в режиме реального времени могла бы произвести революцию — как в тренировках по норвежской методике, так и (чего, судя по всему, опасается UCI) в выборе темпа гонки, часто проходящей на пределе физических возможностей. Слухи о скором появлении систем непрерывного мониторинга лактата ходят уже много лет. О них упоминалось о еще в книге «Endure», вышедшей в 2018 году (на русском языке эта книга вышла под названием «Выносливость»). Издание «Velo» опубликовало статью о том, что эти устройства «вот-вот изменят облик профессионального велоспорта». Однако пока что они, как ни странно, они всё так же остаются «делом ближайшего будущего».
Поэтому, новое исследование, результаты которого были опубликованы в журнале European Journal of Sport Science, выглядит интригующе. В нем были представлены реальные экспериментальные данные, полученные с помощью устройства для непрерывного мониторинга уровня лактата, которое позволяет определить лактатный порог — причем испытания проводились на пловце, а значит, прибор работал даже под водой. Оказывается, с технической точки зрения появление систем для отслеживания уровня лактата в режиме реального времени куда ближе, чем мы думаем. Впрочем, главные вопросы теперь заключаются в другом: нужен ли такой продукт рынку и действительно ли полезна предоставляемая им информация? Давайте посмотрим, какова ситуация на сегодняшний день.
Что показывают новые данные по определению уровня лактата в поте?
Новое исследование было проведено группой ученых из Медицинской школы Университета Кэйо (Япония) под руководством Дайсукэ Накасимы; он также является генеральным директором стартапа Grace Imaging, разрабатывающего этот датчик лактата. Устройство компании Grace определяет уровень лактата в поте, что несколько отличает его от систем непрерывного мониторинга глюкозы, анализирующих межклеточную жидкость. Образцы пота проще получить неинвазивным путем, однако их анализ сопряжен с определенными сложностями (речь о которых пойдет ниже).
В исследовании были представлены данные, полученные в ходе эксперимента с участием 24 добровольцев. Все участники выполняли 15-минутный плавательный тест с возрастающей нагрузкой в специальном бассейне с противотоком (аналоге беговой дорожки, где можно регулировать скорость потока воды). Каждые две минуты участники делали перерыв для взятия пробы крови из пальца и измерения уровня лактата, чтобы проверить, совпадают ли эти показатели с данными, полученными при анализе пота.
Результаты анализа, полученные у одного из испытуемых, показывают, что уровень лактата остается низким в течение примерно 12 минут, а затем начинает стремительно расти, что свидетельствует о превышении пловцом лактатного порога. Анализы крови подтверждают, что порог находится примерно на том же уровне. Эти данные согласуются с результатами предыдущего исследования, в котором устройство компании Grace Imaging использовалось при тестировании бегунов.
На рисунке ниже — пример данных из того самого предыдущего исследования: красные точки обозначают уровень лактата в крови, а синие — показатели пота, полученные с помощью устройства для непрерывного мониторинга лактата.
Результаты согласуются довольно хорошо, но можно обратить внимание на то, что показатели нанесены на разные оси. Значения для крови (показанные на правой оси) достигают максимума в диапазоне от 4 до 5 ммоль/л. Показатели для пота выражены в микроамперах — они отражают силу электрического тока, генерируемого датчиком, — поэтому эти величины несопоставимы. Даже если бы они были представлены в одних и тех же единицах измерения, концентрации лактата в крови и поте существенно различались бы, так что прямое сравнение этих цифр попросту невозможно.
Другие претендетны
На сайте Grace Imaging представлены ссылки на различные демонстрационные материалы и презентации. Например, компания предлагает участникам, зарегистрировавшимся на марафон в Сайтаме (Япония), пройти тестирование уровня лактата в поте, а само устройство проходит испытания в сети японских фитнес-клубов. Однако, о скором начале коммерческих продаж речи пока не идет.
В значительной степени это справедливо и для других компаний, объявивших о планах по созданию устройств для непрерывного мониторинга уровня лактата. Например, французский стартап PKVitality даже демонстрирует на своем сайте прибор K’Watch для измерения лактата, однако компания перестала обновлять страницы в социальных сетях еще в 2022 году, а письма, отправленные по указанным на сайте адресам для связи со СМИ, возвращаются с ошибкой доставки.
Наиболее вероятным претендентом на то, чтобы первым выйти на рынок, является бельгийская компания IDRO. Она также имеет прибор, отслеживающий уровень лактата в поте и, подобно Grace Imaging, продемонстрировала способность фиксировать резкий скачок показателя, соответствующий превышению лактатного порога. Не так давно компания провела демонстрацию работы своего прибора в Будапеште: доброволец надел устройство и выполнил ступенчатый тест, состоявший из трехминутных этапов с возрастающей нагрузкой и минутными паузами между ними для замера уровня лактата в крови.
Вот как выглядели данные лактата в реальном времени (синий цвет) и показатели лактата крови (красный цвет):
В этот раз оба показателя лактата приведены в одних и тех же единицах — миллимолях на литр. Видно, что показатели пота очень чувствительны: каждый раз, когда бегун останавливался для сдачи анализа крови, уровень лактата (отслеживаемый в реальном времени) резко падал. Из-за этого данные трудно интерпретировать. Однако, если отсеять эти резкие скачки, взять репрезентативные значения и скорректировать относительную шкалу, картина становится более обнадеживающей:
Кевин ван Ховелс — спортивный физиолог, работающий в компании IDRO и бывший участник Олимпийских игр в дисциплине маунтинбайк с осторожным оптимизмом оценивает перспективы компании. По его словам, технология датчиков уже «зрелая и надежная», поэтому сейчас основные усилия направлены на масштабирование производства. Компания ожидала, что продажи устройств начнутся в первом квартале 2025 года: сначала они планировали поставлять эти устройства командам и лабораториям, которые будут тестировать их на своих спортсменах.
Лучший способ измерить лактат?
И IDRO, и Grace нацелены на определение уровня лактата в поте. Однако, взаимосвязь между содержанием лактата в поте и в крови (а именно с показателями крови привыкли работать спортсмены) отнюдь не так однозначна и линейна. Например, уровень лактата в поте может зависеть от интенсивности потоотделения. Это означает, что соотношение между лактатом в поте и в крови способно меняться в зависимости от интенсивности и продолжительности физической нагрузки или даже от температуры окружающей среды. Следовательно, датчики лактата в поте могут быть полезны для определения того, превышен ли лактатный порог, но они менее надежны для измерения фактической концентрации лактата в крови.
Альтернативный подход заключается в измерении уровня лактата в интерстициальной жидкости — показателя, который точнее отражает его концентрацию в крови, — с помощью тонкой иглы, вводимой под кожу. Именно этот метод используют все современные системы непрерывного мониторинга глюкозы (CGM), и сейчас уже несколько крупных компаний стремятся адаптировать свои устройства для измерения уровня лактата. Компания Abbott уже несколько лет рассматривает возможность добавления функции измерения лактата в свои приборы, кроме того, ходят слухи, что аналогичную работу ведет и калифорнийская компания Dexcom.
Одни из самых интересных данных были получены калифорнийским стартапом PercuSense. В июле 2024 года в журнале Journal of Diabetes Science and Technology исследователи из Австралии опубликовали результаты оценки возможности применения экспериментального прототипа комбинированного датчика PercuSense, измеряющего уровень глюкозы и лактата. Полученные в ходе физической нагрузки данные выглядят многообещающе: наблюдается впечатляющее совпадение не только формы кривой, но и самих показателей уровня лактата с результатами анализа крови (отмечены кружками).
Еще одна калифорнийская компания, занимающаяся разработкой биосенсоров, — Biolinq — использует массив миниатюрных микроигл, размещаемых непосредственно под кожей; этот метод отличается еще меньшей инвазивностью по сравнению с существующими системами непрерывного мониторинга уровня глюкозы (CGM). Устройство также измеряет уровень как глюкозы, так и лактата. В числе ученых, сотрудничающих с Biolinq, — Иньиго Сан-Милан, профессор Медицинской школы Университета Колорадо и (бывший) директор по вопросам физической подготовки велокоманды UAE Team Emirates и футбольного клуба «Атлетик» (Бильбао). Сан-Мила проводит испытания устройства Biolinq с участием игроков «Атлетика» как в лабораторных, так и в полевых условиях, и пока доволен полученными результатами.
Для чего нужен мониторинг уровня лактата?
Стоит упомянуть, что компания Supersapiens — разработчик приложения для систем непрерывного мониторинга уровня глюкозы, о котором неоднократно упоминалось в прессе, — прекратила свою деятельность из-за нехватки средств. История её закрытия, вероятно, свидетельствует скорее о трудностях, сопутствующих сертификации медицинских устройств, чем об отсутствии у потребителей интереса к носимой электронике, однако это служит напоминанием: создание работоспособного устройства — лишь первый шаг.
Одной из главных проблем для компании Supersapiens стала необходимость разобраться в огромном потоке новых данных. Никто точно не знал, что означают — и означают ли вообще что-либо — все эти пики и провалы на графике уровня глюкозы у спортсменов, не страдающих диабетом, и как можно повлиять на эти показатели. С той же трудностью сталкиваются IDRO и их конкуренты, что наглядно демонстрируют данные о резких колебаниях уровня лактата в поте. «Мы твердо убеждены, что непрерывный мониторинг лактата полезен для атлетов, — сказал Ван Ховелс, — однако нам еще многое предстоит узнать о том, как интерпретировать эти данные».
Сан-Милан уверен, что данные об уровне лактата в интерстициальной жидкости окажутся более полезными — и более простыми для интерпретации, — чем показатели глюкозы или данные о лактате в поте. По его мнению, уровень интерстициального лактата идеально подходит для контроля интенсивности во время тренировок и выбора темпа на соревнованиях. Пока неизвестно, какая компания первой выведет такой продукт на рынок, но Сан-Милан полагает, что это произойдет в ближайшие год-два. «Это настоящая гонка, и тот, кто придет к финишу первым, получит огромный приз, — говорит он. — Но предстоит еще много инженерной работы, испытаний... и оформления документации».
Пока остается открытым вопрос, удастся ли в конечном счете создать продукт — будь то прибор на основе анализа пота или интерстициальной жидкости, — который будет предоставлять спортсменам понятные и практически применимые данные по цене, приемлемой для широкого круга пользователей. Но ответ на этот вопрос становится все ближе. А пока спортсмены, стремящиеся тренироваться по норвежской методике, продолжат прокалывать пальцы или мочки ушей, чтобы точно подобрать интенсивность нагрузки, — ну а все остальные пока будут полагаться на собственные ощущения.