Літо – у розпалі. Пора року – зі спекотними днями та додатковими викликами для любителів видів спорту на витривалість. Адже чимало змагань, в тому числі престижних міжнародних ультрарейсів, чемпіонатів, велоперегонів та гонок IRONMAN проводяться саме влітку. Яким чином підготуватися до випробування спекою? Скільки часу для цього потрібно? Які умови слід використовувати?
У даному матеріалі розберемо як рекомендації дослідників, так і поділюся своїм власним досвідом акліматизації, а точніше аклімації (в чому різниця – поговоримо нижче:) до спекотних умов 100-мильника Canyon Endurance Runs, який пробіг у кінці квітня в Каліфорнії, США.
Побігли!
***
Фізіологія людини і спека
Людський організм пристосований до виживання у дуже широкому діапазоні кліматичних умов, в т.ч. і спекотних. Однак, для того, щоб адаптуватися до тих чи інших умов, перебудувати метаболізм, пристосувати роботу органів і систем – нашому організму потрібен час. І чим більш відмінні ваші теперішні кліматичні умови життя (і тренувань) від тих, куди ви плануєте їхати і жити (змагатися) – тим більше часу потрібно.
Одним із важливих факторів, який дозволяє адаптуватися до примх природи є те, що тіло людини здатне підтримувати сталу температуру незалежно від коливань температури навколишнього середовища. Однак, слід зазначити, що така сталість є досить відносною і стосується ядра тіла (внутрішні органи та головний мозок), оскільки температура шкіри та підшкірної тканини все ж досить сильно залежить від температури навколишнього середовища. Крім того, мають місце добові коливання температури тіла в межах 0,7-1С (температура мінімальна о 3-4 годині ночі й максимальна о 17-18 годині ввечері), а також температура знижується від ядра до периферії, а тому кінцівки, наприклад, можуть бути на 0,5-1°С холоднішими за ядро.
Така, нехай і відносна, сталість температури тіла обумовлена процесами терморегуляції, які включають по-суті два протилежні процеси: теплоутворення і тепловіддачу. Терморегуляція здійснюється рефлекторно (автоматично), під впливом подразнень, що надходять з терморецепторів шкіри, внутрішніх органів і слизових оболонок до центру терморегуляції в головному мозку. Цей центр міститься в гіпоталамусі й підпорядковується корі великих півкуль головного мозку.
Крім того, можна виділити щонайменше 2 рівні терморегуляції: “хімічну” (посилення чи уповільнення процесів метаболізму в клітинах й пов’язаної з цим теплопродукції) та “фізичну”, яка вже здійснюється через регуляцію рівня тепловіддачі за рахунок зміни:
- випромінювання тепла (виділення тепла за допомогою довгохвильового інфрачервоного випромінювання);
- конвекції (віддача тепла з поверхні тіла при її контакті з більш холодним повітрям);
- кондукції (віддача тепла при контакті з холоднішею поверхнею);
- випаровування води з поверхні шкіри і легенів.
Під час фізичних навантажень теплоутворення підвищується за рахунок обох вищерозглянутих шляхів: підвищення метаболізму (хімічного), а також посилення роботи м’язів (фізичного).
Примітно, що тільки невеликий відсоток енергії, яку м’язи використовують конвертується в біомеханічну роботу ~ 15-20%. Решта якраз і перетворюється у тепло, яке організму потрібно кудись дівати. Про “масштаби проблеми” свідчить хоча б той факт, що навіть під час звичайної ходьби теплоутворення збільшується в 1,5-2 рази, а при більш інтенсивній м’язовій роботі – в 10-12 і більше разів. Тож добре, якщо вам випала можливість бігти Київський марафон на початку жовтня +10-12С (до того ж за вітряної погоди), коли більшість тепла, яке виділяється йде на обігрів самого тіла. Але що робити, якщо треба стартувати на Western States 100 в кінці червня при +35-40С або ж взагалі на Badwater 130 всередині липня у “Долині смерті” при 40-50С? Тут вже доводиться покладатися на роботу механізмів терморегуляції, які є автоматичними.
Отримавши сигнал від терморецепторів шкіри, м’язів чи органів мозок в першу чергу надсилає команду серцю на збільшення частоти серцевих скорочень (ЧСС) та розширює судини аби посилити циркуляцію крові. При цьому надлишок тепла відводиться від самих м’язів та важливих органів, натомість підводиться ближче до шкіри, де вже може відбутися його розсіювання у зовнішнє середовище.
Крім того, посилюється потовиділення через шкіру – інший потужній механізм виведення надлишку тепла. На випаровування 1 г води з поверхні шкіри витрачається 0,58 ккал енергії. В умовах максимального напруження потові залози людини можуть виділяти до 1,5 л поту на годину та до 10 л на добу. Випаровування поту протікає інтенсивніше при низькій вологості повітря та утруднюється під час її підвищення. Саме тому бігти в джунглях Тайланду при +25С може бути значно складніше ніж долати пустельні бархани в Сахарі при +40С.
Фото: Canyon Endurance Runs
***
Попри те, що ці механізми тепловідведення універсальні для всіх представників Homo sapiens, їхня ефективність суттєво варіює і залежить від ступеня акліматизації до спекотних умов. А тому, якщо ви більшу частину року живете в помірному кліматі, а плануєте їхати “у теплі краї” на змагання, то аби такі змагання не завершилися тепловим ударом, DNF, чи іншими неприємностями варто свій організм до спеки підготувати.
Хоча тепловий стрес небезпечний для здоров’я загалом, він ще й погіршує аеробну продуктивність. Це означає, що за спекотних умов атлети будуть долати дистанцію з меншою швидкістю, ніж у помірному середовищі. Крім того, зневоднення під час тренувань у спеку посилює навантаження на серцево-судинну систему, а це на думку багатьох вчених, ще більше погіршує аеробні показники.
Відповідно, для зменшення негативного впливу теплового стресу на організм вцілому та оптимізації продуктивності, доцільно проводити теплову акліматизацію.
Як пристосуватися до тепла: акліматизація і аклімація
Теплова акліматизація – це процес, який відбувається у природніх умовах під час якого організм через певний час пристосовуєтесь до підтримки фізіологічних функцій та працездатності за умов високої температури навколишнього середовища. Наприклад, якщо ви щодня протягом певного часу бігаєте опівдні (в саму спеку), то за деякий час ваш організм акліматизуєтеся до спеки.
Дещо відмінною є теплова аклімація. Якщо акліматизація відбувається природньо (в природніх умовах), слово аклімація використовується щоб описати процес пристосування до змін (температура, висота та ін.) викликаних штучними засобами, наприклад в лабораторних умовах. Прикладом теплової аклімації може слугувати використання сауни після пробіжки або ж бігової доріжки у “кімнаті з підвищеною температурою повітря” – штучних умовах, що імітують вплив тепла у природньому середовищі.
Звичайно, акліматизація дасть кращі й стійкіші результати щодо пристосування до тих чи інших умов довкілля. Саме тому, професійні атлети, які готуються до змагань в умовах спеки проводять на зборах у таких самих кліматичних умовах тривалий час. Однак, за відсутності можливостей провести акліматизацію – можна досить непогано адаптувати свій організм до викликів навколишнього середовища і через аклімацію.
Основні зміни, які відбуваються у організмі людини під час тривалого щоденного впливу тепла це: збільшення інтенсивності потовиділення та зниження концентрації електролітів у краплинках поту, збільшення об’єму плазми крові, зниження температури шкіри та внутрішньої температури, зниження частоти серцевих скорочень під час фізичних навантажень, а також зниження метаболічної вартості фізичної роботи. Ці фактори у поєднанні один з одним забезпечують, можливо, найбільшу адаптацію з усіх, покращують нашу здатність переносити спеку та почуватися комфортніше під час фізичних вправ.
На клітинному рівні активуються білки теплового шоку (HSP), а у випадку теплового стресу та фізичних вправ це особливо HSP72 і HSP90. Активовані HSP зв’язуються з денатурованими, зміненими білками і, таким чином, захищають ваше тіло від сильної спеки, гіпоксії, вірусних інфекцій, ацидозу та ішемії (недостатнього кровопостачання). Такі внутрішньоклітинні зміни можуть бути основою розвитку крос-адаптації при тренуваннях в умовах спеки та гіпоксії (низький рівень кисню, у високогір’ї), як показують деякі дослідження. Тобто акліматизація до спеки також може частково покращити акліматизацію до умов високогір’я.
Фото: Canyon Endurance Runs
Протокол теплової акліматизації: рекомендації дослідників
Дані рекомендації базуються на Consensus recommendations on training and competing in the heat
Тривалість: 2-3 тижні
Більшість адаптацій пов’язаних із тепловою акліматизацією (зниження частоти серцевих скорочень і температури шкіри, збільшення інтенсивності потовиділення та підвищення працездатності) розвиваються протягом першого тижня теплової акліматизації ~75% (4-6 днів) та повільніше в наступні 2 тижні. Причому, адаптації розвиваються швидше у атлетів високого рівня порівняно з малотренованими особами.
Ступінь навантаження і особливості тренувань
Принцип, який лежить в основі будь-якого протоколу теплової акліматизації, полягає в підвищенні температури тіла аби викликати рясне потовиділення та посилити кровообіг.
Початково, було показано, що повторювані тренування в жарких умовах протягом 100 хв сприяють індукції таких реакцій. Також, було показано, що, наприклад, щоденні фізичні вправи при інтенсивності ~ 60% VO2max у жарких умовах навколишнього середовища (40°C, 10% відносної вологості) протягом 9–12 днів поспіль ведуть до поступового збільшення працездатності від 48 до 80 хв. Деякі вчені повідомляли про подібні фізіологічні адаптації після короткочасного впливу помірної інтенсивності (30–35 хв, 75% VO2max) та довготривалого (60 хв, 50% VO2max) вправи.
Зрештою, як вважають дослідники, швидкість та ступінь адаптації будуть залежати від інтенсивності, тривалості, частоти та кількості теплових впливів.
Однак, слід враховувати, що в міру розвитку акліматизації протоколи вправ із постійним робочим навантаженням можуть призвести до прогресивного зниження тренувального стимулу, що може обмежити ступінь адаптації. Відповідно, для досягнення максимальної теплової адаптації – спортивні фізіологи радять підвищувати інтенсивність або ж збільшувати тривалість навантаження.
Для моніторингу реакції організму і розвитку адаптації у лабораторних умовах можна використовувати контрольовану гіпертермію до досягнення внутрішньої температури щонайменше 38,5 °C (це потребує використання температурних сенсорів або ж зондів). Більш простіший варіант, який підходить і для “польових” умов – використовувати контрольований режим інтенсивності на основі частоти серцевих скорочень.
Сауна і “гібридний протокол”
За останні кілька років у спортивних і дослідницьких колах з’явився новий протокол адаптації до тепла, що базується на гібридному підході – комбінації активної та пасивної акліматизації/аклімації до тепла. І, якщо активна акліматизація передбачає тренування за спекотних умов, пасивна – використання сауни після тренування, адже під час тренування природним чином підвищується температура ядра тіла, шкіри та органів. Тож сауна після тренування, дозволяє використати це підвищення внутрішньої температури тіла та продовжити цей стан перебуванням у зовнішніх спекотних умовах. Відповідно, час інтенсивного теплового впливу для отримання потрібних адаптацій скорочується до набагато меншого періоду.
Навколишнє середовище
Теплова акліматизація до умов спеки із низьким рівнем вологості повітря покращує фізичні кондиції в умовах спеки і високої вологості та навпаки. Однак, загалом, рекомендується, щоб спортсмени переважно акліматизувалися до середовища, в якому вони будуть змагатися.
Спортсмени, які не мають можливості подорожувати до природно жарких умов навколишнього середовища (так звана «акліматизація»), можуть тренуватися в штучно жаркому приміщенні (так звана «аклімація»). Однак, хоча акліматизація та аклімація мають схожі фізіологічні адаптації, тренування на відкритому повітрі більш специфічні для змагань, оскільки дозволяють спортсменам отримати більш близький до реальності досвід теплового стресу.
Деакліматизація і реакліматизація до тепла
На сьогодні, загальний консенсус, хоч і дещо хиткий, полягає в тому, що після 48 годин без впливу тепла ви втрачаєте ~2,5% своїх адаптацій на кожен наступний день.
Теплові адаптації (деакліматизація) руйнуються з різною швидкістю, причому найшвидші адаптації також руйнуються найшвидше. Однак, хороша новина в тому, що вцілому швидкість зменшення теплової акліматизації, як правило, повільніша, ніж її індукція, що дозволяє підтримувати більшість переваг (наприклад, частоту серцевих скорочень, внутрішню температуру) до 2-4 тижнів.
Крім того, протягом цього періоду повторна акліматизація до тепла (реакліматизація) у атлетів відбувається швидше, ніж протягом першого періоду акліматизації.
Моніторинг теплової акліматизації
Індивідуальні реакції-відповіді на теплову акліматизацію можуть відрізнятися, і їх слід контролювати за допомогою простих індикаторів, таких як зниження частоти серцевих скорочень під час стандартного немаксимального навантаження. Інші складніші маркери для моніторингу теплової акліматизації включають швидкість потовиділення та вміст натрію, внутрішню температуру та об’єм плазми.
Як і у випадку з індукцією, зменшення теплової акліматизації також різниться між людьми. Тому рекомендується, щоб спортсмени пройшли процедуру акліматизації за кілька місяців до важливої події під час спеки, щоб визначити їхню індивідуальну швидкість теплової адаптації та її зменшення.
Теплова акліматизація як тренувальний стимул
Декілька нещодавніх досліджень показали покращення фізичної продуктивності в помірному середовищі після тренувань у спеку. Таким чином, спортсмени можуть розглянути можливість використання тренувальних таборів у жарких умовах навколишнього середовища для покращення фізичної продуктивності під час сезону та перед початком сезону змагань.
Однак, слід враховувати, що якість тренувань не повинна бути під загрозою через потребу теплової акліматизації. Тому, найбільшу користь від теплової акліматизаії як стимула можуть отримати досвідчені спортсмени, яким потрібен новий тренувальний стимул.
Резюме рекомендацій
- Для успішних виступів на змаганнях в умовах спеки, атлетам варто проходити теплову акліматизацію/аклімацію, що передбачає повторювані тренування за умов спеки, щоб отримати необхідні фізіологічні адаптації.
- Сеанси теплової акліматизації/аклімації мають тривати щонайменше 6-10 днів (а краще 2 тижні), не менше 60 хв/день. При цьому їхня інтенсивність має бути достатньою аби відбувалося підвищення внутрішньої температури тіла та температури шкіри, а також стимулюватися потовиділення.
- Найкращим варіантом є тренування в тому ж середовищі, що й місце проведення змагань, або, якщо це неможливо, тренуватися в “штучно підігрітому” приміщенні.
- Можливе застосування “гібридного протоколу” теплової аклімації, при якому активні фізичні вправи завершуються сеансом теплового впливу (у сауні). Але такий підхід потребує більше часу для досягнення потрібних адаптацій до спеки.
Фото: Cappadokia Ultra Trail (2018)
Основні рекомендації щодо гідратації
Хоча розгляд питання гідратації – не є предметом цієї статті, важливо зазначити, що адекватна гідратація організму до, під час та після тренувань направлених на теплову акліматизацію є вкрай важливою.
#RaceRecovery: 10 принципів відновлення після ультрамарафону
Адже підвищена температура навколишнього середовища призводить до збільшення потовиділення і якщо вчасно не компенсовувати втрату води (і солей) це призведе до збільшення навантаження на серцево-судинну систему, а також може зменшувати здатність переносити фізичні навантаження загалом.
Незважаючи на десятиліття досліджень у галузі, теза про те, що зневоднення погіршує аеробну продуктивність під час змагань не є загальноприйнятою і навколо цього досі точаться дискусії. З одного боку, численні дослідження повідомляють, що зневоднення погіршує аеробну продуктивність за умови, якщо фізичні вправи виконуються у спекотному середовищі та дефіцит води в організмі перевищує принаймні ~2% маси тіла. З іншого боку, деякі останні дослідження показують, що зневоднення до 4% маси тіла не змінює аеробні показники. Така різниця в точках зору може бути пов’язана із суттєвими відмінностями у досліджувальних експериментальних умовах та рівня підготовки учасників експериментів.
Тим не менш, для уникнення можливих ризиків і досягнення максимальних результатів теплової акліматизації.аклімації, фахівці рекомендують:
- Перед тренуванням у спекотних умовах випивати 6 мл рідини на кг маси тіла кожні 2–3 години, щоб починати тренування в незневодненому стані.
- Під час тренувань/змагань споживати достатню кількість рідини та електролітів, яка б компенсувала втрати (залежно від інтенсивності потовиділення це може бути від 1-2,5л/год води і до 0,5-1,5гр солі/літр води).
- Адекватна регідратація після фізичного навантаження і теплового стресу є важливою. А тому, для швидкого відновлення водно-сольового балансу варто споживати рідини на рівні 120–150% втрати маси тіла.
- Повноцінна регідратація для відновлення після фізичних навантажень в умовах спеки повинна включати також споживання у достатній кількості натрію, вуглеводів та білків.
- Щоденний моніторинг рівня гідратації можна здійснювати за допомогою простих методів: моніторинг маси тіла вранці, а також кольору та об’єму сечі протягом дня.
Фото: Chornohora Sky Marathon (2017)
Мій протокол теплової аклімації
Так склалося, що у лабораторії в якій я зараз проводжу дослідження в Стенфорді, вже тривалий час вивчають вплив температури на продуктивність роботи м’язів.
Інтерв’ю з проф. Крейгом Хеллером щодо впливу температури під час тренувань і змагань можна подивитися – тут.
Відповідно, ми маємо спеціальну кімнату, де підтримується температура 40-44С, і відносна вологість повітря 6-10%, а також є бігова доріжка. Час від часу цю кімнату використовують спортсмени аби підготуватися до змагань у спекотних умовах. Я також брав участь у одному з експериментів, провівши 1 годину в цій кімнаті на біговій доріжці десь за півтора місяці до “власного експерименту”.
Експеримент з теплової аклімації проводив більше із цікавості. Бо, направду кажучи, не очікував, що умови мого першого стомильника будуть настільки спекотними (старт був о 9 ранку, а вже з 10 і аж до 18 вечора температура коливалася в межах 28-34С). Такого ніхто цього не очікував, а тому майже 60% учасників із 470 не фінішувало.
Протокол
День 1
42С, 7% вологість повітря
45 хв – швидка хода, до ЧСС до 90 уд/хв (~40% VO2max)
День 2
42С, 4-12% вологість повітря
45 хв – швидка хода, до ЧСС – 100-110 уд/хв (~50-55% VO2max)
День 3
44С, 4-14% вологість повітря
55 хв – повільний біг, до ЧСС – 115-122 уд/хв (~60-65% VO2max)
День 4
44С, 4-11% вологість повітря
35 хв – швидка хода, до ЧСС – 90-100 уд/хв (~45-50% VO2max)
День 5
40-42С, 5-22% вологість повітря
1 год – повільний біг, до ЧСС – 119-121 уд/хв (~60% VO2max)
День 6
тренування в лабораторії не проводив
День 7
тренування в лабораторії не проводив
День 8
42-43С, 10-16% вологість повітря
46 хв – швидка хода, до ЧСС – 100-110 уд/хв (~50-55% VO2max)
День 9
43С, 10-18% вологість повітря
50 хв – повільний біг, до ЧСС – 118-122 уд/хв (~60% VO2max)
День 10
43С, 9-14% вологість повітря
25 хв – швидка хода, до ЧСС до 93-95 уд/хв (~45% VO2max)
Із того, що слід зазначити:
- з огляду на поради досвідчених колег з лабораторії, теплові тренування проводив дуже “обережно”, починав із навантаження на рівні ~40% VO2max з поступовим підвищенням навантаження, періодами зниження навантажень аби тренувальний стрес був не надто високим;
- теплові тренування включав у тренувальний цикл – тобто окрім теплового тренування зазвичай в той самий день було ще одне (це одна із причин “обережного” підходу);
- старт на стомильнику проходив через день після дня 10 теплових тренувань, тобто теплові тренування робив вже під час тейперінгу (ще одна з причин “обережного” підходу), що далеко не ідеальний варіант але керувався доступністю “теплої кімнати”;
- вже на 3-ій день після 3-ого теплового тренування вранці – на вечірній пробіжці пульс “упав” на 5-6 ударів нижче;
- два дні робив перерву у теплових тренуваннях, оскільки були вихідні (також не ідеальний варіант, бо в усіх рекомендаціях йдеться про 6-10 днів поспіль тренувань у спекотних умовах);
- вологість повітря протягом тренувальних сесій варіювала оскільки хоча кімната і обладнана вентиляційною системою – при інтенсивному потовиділенні насоси не встигають впоратися із завданням.
Виходячи із отриманого досвіду можу сказати, що тренування направлені на теплову аклімацію неочікувано дуже сильно допомогли під час стомильника. Дійсно така підготовка має сенс, якщо готуватися до старту в спекотних умовах. Проведення експерименту в період тейперінгу – не найкращий варіант, бо все ж додатково навантажує організм. Вартує починати тепло-трейнінг на 2 тижні раніше, а під час тейперінгу вже просто підтримувати досягнутий рівень акліматизації/аклімації окремими тренуваннями раз на 2-3 дні.
Фото обкладинки статті: unsplash
0 коментарів