Естественная и искусственная гипоксия в системе подготовки пловцов

     Тренировка  в горных условиях способствует повышению  экономичности работы. Уже 5 — 8 ч активной нагрузки в течение первых трех дней пребывания на высоте 2500 м приводят к увеличению кислородной емкости крови, а также диффузии кислорода в мышечную ткань. Достаточно наглядно это проявляется и при анализе ЧСС при выполнении программ стандартных тестов в различные дни тренировки в горах. Впервые 3 — 4 дня периода акклиматизации ЧСС оказывается повышенной на 3 — 8 % по сравнению с условиями равнины. К концу первой недели завершается процесс акклиматизации и ЧСС устанавливается на уровне, близком к отмечающемуся в равнинных условиях. Однако уже через неделю тренировки, несмотря на увеличение скорости передвижения в программах тестов, у спортсменов отмечается снижение ЧСС (рис. 3).

     Рис.3. Скорость передвижения (1) и ЧСС (2) при марафонском беге (серые столбики) и ходьбе на 50 км (заштрихованные столбики) при выполнении программ тестов в различные дни тренировки в условиях естественной гипоксии в Мехико ( Fuchs,  Reib, 1990) 

     Рис. 4. Кислородная стоимость бега одиннадцати марафонцев до и после 12 нед. тренировки в горах. При скорости 15 км-ч-' наблюдалось достоверное увеличение экономичности бега (Сведенхаг, 1995) 

     О том, что тренировка в среднегорье является мощным фактором повышения экономичности работы, свидетельствуют исследования Сведенхага (1995), согласно результатам, которых 12-недельная тренировка марафонцев в условиях гор привела к достоверному снижению кислородной стоимости бега со стандартной скоростью (рис. 4).

     Обобщение результатов многочисленных исследований, проведенных по проблеме адаптации человека к условиям высотной гипоксии, позволило выделить ряд координированных между собой приспособительных механизмов:

     1) механизмы, мобилизация которых может обеспечить достаточное поступление кислорода в организм, несмотря на дефицит его в среде: гипервентиляция; гиперфункция сердца, обеспечивающая движение от легких к тканям увеличенного количества крови;

     2) полицитемия и соответствующее увеличение кислородной емкости крови;

     3) механизмы, делающие возможным достаточное поступление кислорода к мозгу, сердцу и другим, жизненно важным органам, несмотря на гипоксемию, а именно: расширение артерий и капилляров мозга, сердца и т. д.;

     4) уменьшение диффузионного расстояния для кислорода между капиллярной стенкой и митохондриями клеток за счет образования новых капилляров и изменения   свойств   клеточных  мембран;

5. увеличение способности клеток утилизировать кислород вследствие роста концентрации миоглобина; увеличение способности клеток и тканей утилизировать кислород из крови и образовывать АТФ, несмотря   на   недостаток   кислорода;
6. увеличение анаэробного ресинтеза АТФ за счет активации гликолиза, оцениваемое многими исследователями как существенный механизм адаптации.

     Неправильно построенная тренировка в условиях среднегорья и высокогорья (чрезмерные нагрузки,   нерациональное   чередование работы и отдыха и т. п.) может привести к избыточному стрессу, при котором суммация воздействия горной гипоксии и гипоксии нагрузки приводит к реакциям, характерным для хронической горной болезни.

     Особенно  возрастает риск горной болезни при излишне напряженных физических нагрузках в условиях высокогорья на высоте 2500-3000 м и более (Clarke, 1988; Montgomery et al._r 1989). Причем не следует думать, что высокий уровень адаптации спортсменов к горным условиям и их частое пребывание в горах являются эффективным профилактическим средством против горной болезни. Она может возникнуть и у спортсменов высокой квалификации с большим опытом подготовки в среднегорье и высокогорье, поскольку они, как правило, начинают интенсивную подготовку в горных условиях без необходимой предварительной адаптации.

     Профилактике  возникновения высотной болезни  способствует предварительная искусственная гипоксическая тренировка, пассивное пребывание в барокамере, планомерное перемещение в высокогорье. Для устранения симптомов горной болезни возможно применение специальных препаратов (по показаниям врача) или перемещение на меньшую высоту.

     Следует отметить, что время, необходимое  для достижения устойчивой адаптации, определяется многими факторами. При прочих равных условиях адаптация наступает быстрее у людей, регулярно находящихся в условиях искусственной или естественной гипоксии; спортсмены, адаптированные к нагрузкам на выносливость, в том числе и пловцы, в особенности специализирующиеся на средних и длинных дистанциях, приспосабливаются к условиям среднегорья и высокогорья быстрее, чем лица, не занимающиеся спортом, или спортсмены, специализирующиеся в скоростно-силовых видах спорта; увеличение высоты (в определенных пределах) стимулирует адаптационные реакции и ускоряет процесс адаптации; процесс адаптации протекает значительно быстрее у лиц, широко использующих интенсивные физические нагрузки, по сравнению с лицами, ведущими обычный образ жизни.

     Этими же факторами определяется и продолжительность периода, в течение которого сохраняется достигнутый уровень адаптации. Спортсмены, хорошо адаптированные к гипоксическим условиям, при определенном режиме тренировки и применении сеансов искусственной гипоксии способны сохранять уровень реакций, достигнутый в горах, спустя 30 — 40 и более дней после возвращения на равнину. Например, при одноразовом планировании подготовки в горах количество эритроцитов возвращается к исходному уровню уже через 9—12 дней. Когда же гипоксическая тренировка проводится регулярно на протяжении многих месяцев, ее эффект отмечается через 40 дней и более после прекращения такой тренировки. Это же относится и к таким показателям, как МПК, ПК на уровне ПАНО и др. 

     ФОРМЫ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ

     Все многообразие форм подготовки пловцов  с использованием дополнительного гипоксического фактора можно разделить на две группы: естественная гипоксическая тренировка (тренировка в горных условиях) и искусственная гипоксическая тренировка (тренировка на уровне моря с применением специальных сооружений, оборудования или методических приемов, обеспечивающих наличие дополнительного гипоксического фактора).

     Специальные исследования, а также опыт подготовки выдающихся спортсменов в различных странах мира убедительно показали, что основное место в системе гипоксической тренировки должна занимать естественная тренировка в горах, вызывающая заметно более выраженные реакции и эффективное протекание адаптации по сравнению с гипоксической тренировкой в искусственно созданных условиях. Вместе с тем, искусственная гипоксическая тренировка при ее рациональном планировании позволяет удачно дополнять тренировку в горах, устраняя многие организационные и методические недостатки последней.

     В настоящее время в разных странах  мира построено большое количество учебно-тренировочных и соревновательных центров, расположенных на высоте от 800 — 1000 м до 3500 — 4000 м над уровнем моря. Наиболее крупные и хорошо оборудованные центры расположены в среднегорье на высоте 1500 — 2200 м над уровнем моря: Санкт-Мориц (Швейцария) — 1820 м над уровнем моря; Сьестьерра (Италия) — 2035 м; Бельмекен (Болгария) — 2000 м; Медео (Казахстан) — 1691 м; Цахкадзор (Армения) — 1970 м; Кунминг (КНР) - 1895 м; Колорадо-Спрингс (США) — 2194 м; Мехико (Мексика) - 2240 м и др. Имеются центры, расположенные на границе между среднегорьем и высокогорьем: Аддис-Абеба — (Эфиопия) — 2400 м, и непосредственно в высокогорье: Толука (Мексика) — 2700 м, Кейстоун (США) - 2835 м.

     Многие  среднегорные центры имеют тренировочные  базы, расположенные на ледниках в высокогорных условиях (3000 — 4000 м над уровнем моря). Условия многих современных центров позволяют спортсменами тренироваться и проживать в довольно широком диапазоне высоты, например, проживать на высоте 1800 —2000 м, а тренироваться на высоте 2700 — 3000 м или, наоборот, проживать на высоте 2200 — 3000 м, а тренироваться на высоте 1000-1200 м  и т. д.

     Современные среднегорные и высокогорные центры оснащены всем необходимым для высокоэффективной подготовки — плавательные бассейны, стадионы, спортивные площадки, спортивные залы, восстановительные и медицинские центры, гостиницы, рестораны, что позволяет осуществлять эффективную подготовку пловцов, как впрочем, и специализирующихся во многих других видах спорта.

     Тренировка  в искусственных гипоксических условиях (особенно в барокамерах) имеет ряд значительных преимуществ. В их числе: возможность регулирования в широком диапазоне давления воздуха и парциального давления кислорода; возможность сочетания гипоксической тренировки с тренировкой в нормальных условиях; отсутствие организационных и методических проблем, связанных с переездами в горы, акклиматизацией и реакклиматизацией, переменой привычного режима жизни, погодными и климатическими условиями и т. п.

     Вместе  с тем, следует помнить, что даже при максимальном стремлении сгладить недостатки искусственных условий, создаваемых в барокамерах и климатических камерах, нагрузка, полученная в них, оказывается эффективной лишь в отношении функциональной подготовленности спортсмена. Что же касается важнейших компонентов технико-тактического мастерства, то при работе в гидроканале всегда существует вероятность отрицательного влияния на пространственно-временные и динамические характеристики движений, серьезных нарушений спортивной техники.

     Нельзя  не упомянуть и о существенных психических трудностях, с которыми приходится сталкиваться спортсмену при тренировке в условиях искусственной гипоксии. Поэтому искусственная гипоксическая тренировка должна рассматриваться лишь как дополнение к естественной тренировке пловца в равнинных и горных условиях, составлять относительно незначительный процент (не более 4 — 5) общего объема работы в течение года и не планироваться в недели, непосредственно предшествующие главным соревнованиям.

     В настоящее время в некоторых  странах разработаны проекты  создания гигантских тренировочных центров-барокамер, где спортсмены могли бы одновременно проживать и тренироваться в условиях, максимально приближенных к естественным. Трудно однозначно сказать, окажется ли эффект от тренировки в таких центрах прямо пропорциональным тем огромным затратам, которые понадобятся для их строительства и содержания.

     Тренировка  в искусственных гипоксических условиях требует специальных сооружений и оборудования. Для этого используются барокамеры, в которых изменяется общее давление воздуха и тем самым изменяется парциальное давление кислорода и водяного пара; климатические камеры, в которые подается заданная гипоксическая смесь различные стационарные системы, позволяющие подавать спортсмену гипоксическую смесь через специальные маски. Используются маски, позволяющие вдыхать гипоксическую смесь в реальных условиях тренировки, а также простейшие маски и трубки, обеспечивающие гипоксические условия за счет наличия, так называемого мертвого пространства.

     Маски, через которые пловцу подается гипоксическая смесь из стандартных систем, применяются при тренировке в гидроканале или при плавании на привязи. Используются маски и в естественных условиях тренировки пловцов. В этих случаях газовая смесь поступает спортсменам через шланг. Система обеспечения газовой смесью размещается на тележке, двигающейся по бортику бассейна. Тренировка с использованием таких масок достаточно эффективна, однако малодоступна для широкого применения в практике в связи с громоздкостью аппаратуры и необходимостью привлечения обслуживающего персонала.

     Более простым решением является использование метода возвратного дыхания с применением масок и трубок со значительным мертвым пространством. В этом случае снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе обеспечивается частичным вдыханием выдохнутого воздуха, который смешивается со свежим. Преимущество метода — его простота и доступность для широкого применения в практике, недостатки — повышенное парциальное давление диоксида углерода, повышенная влажность и температура вдыхаемого воздуха, а также сложность регулирования в нем парциального давления кислорода. 

     ОПТИМАЛЬНАЯ ВЫСОТА ДЛЯ ГОРНОЙ ПОДГОТОВКИ

     Вопрос  об оптимальной высоте, на которой  целесообразна тренировка, не является однозначным. Подавляющее большинство исследований, практических рекомендаций, а также опыт подготовки, в том числе и пловцов, связаны с высотой 1550 — 2200 м. Однако несомненный интерес представляет подготовка в высокогорье на высоте 2500 — 3000 м и даже 3500 —4000 м. И кроме того, большие резервы для повышения эффективности подготовки квалифицированных пловцов таятся в широком использовании тренировки в низкогорье на высоте 1000 — 1500 м.

     Вместе  с тем, большинство специалистов полагает, что оптимальные для подготовки пловцов высокой квалификации высоты лежат в диапазоне 1800-2400 м.