Датчик, оценивающий мышечный кислород

Последние исследования показывают, что мониторинг мышечного кислорода может обнаруживать тренировочные пороги без необходимости взятия образцов крови.

Одной из примечательных тем, поднятых на недавней конференции Американского колледжа спортивной медицины (ASCM), был мониторинг мышечного кислорода. В прошлом году Алекс Хатчинсон написал статью о датчиках кислорода в мышцах, задаваясь вопросом, станут ли они "следующим революционным гаджетом для фитнеса". С тех пор они не совершили революции в мире спорта, но новое исследование, представленное на этой конференции, пытается обосновать их эффективность.

Краткая справка: датчики, оценивающие кислород в мышцах представляют собой устройства размером со спичечный коробок, которые прикрепляются к соответствующей мышце. У бегунов или велосипедистов они чаще всего крепятся на ногах. Устройство использует методику спектроскопии в ближней инфракрасной области для оценки того, какая часть молекул гемоглобина и миоглобина в ткани переносит кислород. Если их число увеличивается, это означает, что сердце и легкие доставляют больше кислорода, чем используют мышцы. Если оно уменьшается, это означает, что потребление кислорода превышает доставку, и в скором времени можно ожидать ухудшение производительности. Основным игроком на рынке датчиков мышечного кислорода является компания Moxy, чьи устройства в настоящее время продаются по цене 879 долларов.

Новые результаты, представленные на конференции ACSM, были представлены группой под руководством Бретта Кирби из Nike, работающей с другими ключевыми членами команды проекта Nike Breaking2: бывшим коллегой Брэдом Уилкинсом из Орегонского университета, а также Идой Кларк, Анни Ванхатало и Эндрю Джонсом из Университета Эксетера. И вопрос, на который пытались ответить авторы, очень актуален для двухчасового марафона: остается ли кислород в мышцах полезным показателем после того, как вы бежали в течение двух часов?

Еще в 2021 году Кирби и его коллеги опубликовали данные, показывающие, что измерение кислорода в мышцах может показать, когда вы преодолели "критическую скорость метаболизма" и сколько времени у вас осталось до полного истощения после преодоления критической скорости. Новые данные сравнивают данные о кислороде в четырехглавой мышце, полученные во время трехминутного спринта у свежего атлета, с аналогичными данными, полученными после двух часов умеренно интенсивной велотренировки. Абсолютные цифры другие: в реальности атлет может поддерживать более высокий уровень кислорода в мышцах, когда он истощен, а это значит, что другие источники усталости мешают вам работать еще тяжелее во время спринта. Но динамика мышечного кислорода — как быстро он увеличивается или уменьшается — по-прежнему точно предсказывает, когда вы сдадитесь. Это большой шаг к демонстрации того, что мышечный кислород может быть полезен в реальных условиях, а не только в лаборатории.

Другое новое исследование, опубликованное в Европейском журнале прикладной физиологии, доказывает, что датчики, оценивающие кислород в мышцах могут заменить громоздкий лактатный тест в некоторых ситуациях. Главным автором работы был Филип Баттерсон из Университета штата Орегон (а также Кирби и другие в качестве соавторов). Лактат-тестирование десятилетиями использовалось в спортивных лабораториях, а в последние годы возросла популярность портативных лактат-мониторов, требующих взятия капли крови из пальца или мочки уха. После возросшей популярности "норвежского метода тренировок" с двойными пороговыми днями, которые в значительной степени опираются на лактатное тестирование для поддержания соответствующей интенсивности, один из главных вопросов заключался в том, как реализовать этот подход без регулярного лактатного тестирования. И пока на этот вопрос не было хорошего ответа.

В новом исследование, по сути, применили стандартный протокол лактатного тестирования, чередуя три минуты бега с 30 секундами отдыха (во время которых собирали кровь для оценки уровня лактата), при этом интенсивность бега нарастала до тех пор, пока испытуемые не достигли истощения. Этот тип теста дает характерную лактатную кривую, по которой можно рассчитать два различных порога: LT1, при котором лактат крови начинает увеличиваться по сравнению с его значениями в состоянии покоя, и LT2, иногда называемый точкой лактатного порога, при котором его концентрация возрастает более резко и никогда не стабилизируется, даже если вы удерживаете прежний темп. (в этой статье более подробно описывается запутанная терминология порогов)

Во время лактатного теста испытуемые также носили мониторы Moxy. Ключевым открытием исследования является то, что мышечный кислород дает кривую, аналогичную лактатной кривой, с двумя идентифицируемыми порогами, которые статистически неотличимы от лактатных порогов. Это говорит о том, что монитор кислорода в мышцах, который не требует взятия образцов или неудобных перерывов в тренировке, может заменить лактатный тест.

Стоит поговорить о некоторых ограничениях. В частности, необходимую информацию дает не фактическое значение мышечного кислорода. Информацию предоставляет динамика кислорода в мышцах: как быстро он увеличивается или уменьшается. Есть еще одна загвоздка: всякий раз, когда вы отдыхаете, уровень кислорода в мышцах резко возрастает. Затем, когда вы снова начинаете тренироваться, он резко уменьшается, прежде чем зафиксироваться на более устойчивом уровне. Поэтому, анализ динамики кислорода в мышцах в новом исследовании (и предыдущих исследованиях) игнорирует все значения в течение первых 60 секунд каждого упражнения, а затем вычисляет наклон на основе последующих данных.

Вот некоторые примеры данных одного из дополнительных тестов. Точки показывают значения кислорода в мышцах. Всякий раз, когда кривая резко возрастает, это соответствует 30-секундным периодам отдыха. Когда кислород резко уменьшается (красные линии), это данные, которые опущены. "Реальные" наклоны кривой показаны оранжевыми линиями:

Здесь важно отметить, что при более низкой интенсивности в начале теста (слева) оранжевые кривые линии вверх. Это означает, что доставка кислорода больше, чем потребность в мышцах. При более высокой интенсивности позже в тесте (справа) линия опускается круто вниз. Это означает, что потребление кислорода в мышцах превышает его доставку. Критический метаболический порог, где оранжевая линия будет горизонтальной, будет находиться где-то между третьей и четвертой стадиями. Наклоны оранжевых линий на отдельном графике даст вам эквивалент лактатной кривой, это должно позволить использовать динамику кислорода в мышцах в реальном времени, чтобы оставаться на желаемом уровне интенсивности, если вы решите попробовать тренироваться по норвежской методике.

Здесь довольно много математики. Общее мнение исследователей заключалось в том, что анализ мышечного кислорода дает полезную информацию, но проблема заключается в том, чтобы сделать эту информацию доступной для среднего потребителя. Эта оценка остается верной и на данный момент, но вы можете начать видеть проблески того, как гипотетический дружественный к потребителю датчик анализ содержания кислорода в мышцах может выглядеть в будущем — и, что более важно, понять, почему он вам может понадобиться.