Trening w niedoborze tlenu czyli hipoksji [Wywiad]

Trening w warunkach hipoksji w specjalnej komorze. Pomieszczenia LOXYS są dostępne na razie tylko na AWF w Katowicach i w PWSZ w Nowym Sączu, ale popularność tej metody sprawia, że możemy spodziewać się stopniowej ekspansji takich technologii w Polsce. Fot. Julita Chudko

Hipoksja jest niedoborem tlenu w tkankach. Kto biegał w górach wysokich miał okazję doświadczyć wrażenia, jakby próbowało się oddychać mając twarz owiniętą szalikiem. Płuca pompują jak kowalskie miechy, serce trzepocze się w klatce piersiowej jak ptaszek z ADHD, a w głowie zaczyna się kręcić. Niektórzy jeżdżą jednak w góry sami prosząc się o te niedogodności, albo szukają specjalnie stworzonych miejsc z takimi warunkami. Po co? Zapytaliśmy prof. Miłosza Czubę specjalizującego się w zagadnieniu hipoksji na AWF Katowice.

Podstawową zasadą treningu na wysokości jest wykorzystanie zjawiska hipoksemii, która wzrasta na skutek obniżania się ciśnienia atmosferycznego wraz ze wzrostem wysokości nad poziom morza. W tych warunkach w organizmie człowieka, na skutek obniżenia ciśnienia atmosferycznego, następuje obniżenie ciśnienia parcjalnego tlenu we krwi (PO2), co prowadzi do stanu tzw. hipoksji hipoksemicznej w tkankach. Równocześnie dochodzi do obniżenia możliwości wysiłkowych. W wyniku ograniczonej dostępności tlenu w tkankach organizmu, w tym w mięśniach szkieletowych, na skutek niższego PO2, dochodzi do zwiększonego wydzielania erytropoetyny (EPO). Jest to podstawowy i fizjologiczny mechanizm pomagający poprawić pojemność tlenową krwi w odpowiedzi na ekspozycję organizmu na hipoksję. Efektem potreningowym jest poprawa możliwości wysiłkowych organizmu w warunkach normoksji (czyli „normalnego” ciśnienia).

 Wstęp: Jakub Jelonek 

Jak wiele zależy od umiejętnego treningu na wysokości?

Nie można hipoksji traktować jak jakiejś magicznej pigułki, która poprawi możliwości wysiłkowe zawodnika. Kluczem jest to, żeby hipoksję umiejętnie wkomponować w cykl treningowy. Wszystko zależy od tego, jak zawodnik trenuje, jaka jest objętość, jakie są interwały, konkretnie dobrane dla każdego zawodnika. Moje badania, jak również to, co jest w literaturze ewidentnie wskazują na to, że bardzo ważna jest intensywność przy tym treningu. Zwłaszcza jeżeli mówimy o treningu przerywanej hipoksji, czyli naszym IHT*. Zazwyczaj jest to ekspozycja na stan hipoksji 2-3 razy w tygodniu w granicach 1,5 do 2 godzin, w komorze hipoksyjnej.

Dlaczego intensywność jest tak ważna?

U dobrze wytrenowanego zawodnika, praca poniżej progu anaerobowego w warunkach hipoksji, trwająca godzinę do półtorej zupełnie nic nie daje. To nie jest żaden bodziec treningowy. Tu musi być obciążenie w okolicach progu anaerobowego, albo powyżej, żeby uzyskać pożądane efekty. Zrobienie byle czego nie gwarantuje sukcesu. Dlatego m. in. jest tak dużo kontrowersji, czy hipoksja działa, czy nie.

A jak obserwuje się zmiany powstające w organizmach?

Aklimatyzację i adaptację do wysokości śledzimy codziennie rano u zawodników mierząc im saturację (wysycenie krwi tlenem). Będzie ona najniższa w pierwszym tygodniu ekspozycji, a potem (jeżeli nie zwiększamy wysokości) będzie wracała stopniowo do normy. Obserwując saturację możemy porównywać poszczególnych zawodników między sobą, jak każdy z nich znosi te warunki. To jest później ważne, żeby uwzględnić różnice w programie treningowym. Ten, który gorzej się czuje i ma większy spadek saturacji, musi lżej trenować. Inaczej możemy go po prostu też „zajechać”, przeciążyć w tych warunkach.

Jak przebiega adaptacja do warunków hipoksji?

W przypadku metody „mieszkaj wysoko – trenuj nisko”, czy to w oparciu o warunki naturalne czy przy użyciu namiotu tlenowego, to wygląda to tak, że pierwszy tydzień stosujemy trening z bardzo niską intensywnością lub średnią. Robimy głównie trening o charakterze objętościowym tak, żeby zaadaptować wstępnie tego naszego zawodnika. To jest najtrudniejszy moment, ten pierwszy tydzień, zależnie od wysokości. Jeden tydzień na wysokości 2200 do 2500 wystarczy, a im wyżej – każde 100 metrów to jest kolejny dzień adaptacji. Dlatego między innymi nie stosuje się wyższych wysokości. Przez tydzień adaptuje się wstępnie w fazie postępującej adaptacji, a później możliwości stopniowo wzrastają, ale to nie jest jeszcze maksimum. Dopiero po 3 tygodniach możemy na wysokości 2500 m wejść na podobne obciążenie jak w normoksji. To jest czwarty tydzień. Tutaj dopiero trenuje się mocno i zjeżdża się po 4 tygodniach. Dlatego takie zgrupowanie musi trwać w granicach 3-4 tygodni. Nie można pojechać na 2 tygodnie i od razu na pełny gaz wejść na maksymalne obroty, bo można zawodników przetrenować. Pierwsze trzy doby to jest w ogóle najtrudniejszy moment, bo można się odwodnić, są problemy ze snem, z regeneracją, występuje nasilona diureza, jest zwiększone ryzyko infekcji. Jak do tego się dołoży jeszcze ciężki trening, to wysokie stężenie kortyzolu (hormonu katabolicznego) może zablokować erytropoezę. To nie chodzi o to, żeby przyjechać, jest hipoksja i trenujemy ciężko. Bo efekt będzie taki, że nawet jeśli się nie przetrenujemy, to po powrocie efektu nie będzie żadnego. Po prostu kortyzol, który będzie bardzo wysoki zablokuje nam całą erytropoezę. Zawodnik na wysokości nie będzie też w stanie zrealizować ciężkich jednostek interwałowych. Trzeba zwłaszcza pilnować nawodnienia, bo ktoś może być w stanie ciągłego odwodnienia. Wydychamy więcej, jest hiperwentylacja, więc tą drogą większa ilość wody jest tracona. Dla porównania w normoksji w ciągu doby w spoczynku tracimy około 200 ml wody poprzez powietrze wydychane, natomiast na wysokości 4000 m to jest już w granicach 2 litrów. Jak to teraz połączymy z wysiłkiem fizycznym to tym bardziej odwodnienie będzie się nasilać.

Fot. Julita Chudko

Czy każdy reaguje na hipoksję?

Są osoby, które reagują na hipoksję, i takie, które nie mają efektów. A jeśli nie ma odpowiedzi na hipoksję, to takiego zawodnika się na siłę nie ciągnie wysoko w góry na obóz, bo jak odpowiedź jest u niego nieodpowiednia albo w ogóle nie ma odpowiedzi, to nie ma to sensu. Taki człowiek słabiej reaguje i po prostu nie będzie to odpowiedni bodziec. To da się łatwo określić, bo można robić badania genetyczne pod tym kątem. Wystarczy też oznaczyć stężenie erytropoetyny po 24-godzinnym pobycie na wysokości 2000-2500 m n. p. m. U osób, które mają znacznie niższy przyrost erytropoetyny w tym czasie nie uzyskamy odpowiednich rezultatów. Czyli na przykład przy wysokości 2500 m to stężenie erytropoetyny powinno się podnieść w granicach o 120-130%. Jeżeli jest to przyrost rzędu 60-70% wartości spoczynkowej, to taka osoba nie będzie reagowała na hipoksję. To może zaburzać badania naukowe, bo jeżeli w grupie eksperymentalnej są np. trzy osoby nie reagujące, siedem reagujących, to statystyka wykaże, że hipoksja nie działa.

Ile musi trwać trening w hipoksji, żeby dał rezultaty?

Żeby jakiekolwiek widoczne zmiany się pojawiły, to cykl musi trwać około 3-4 tygodnie. W zależności też od tego, do jakiego sprzętu mamy dostęp. Jeżeli mamy dostęp do namiotu tlenowego, to polecam taki wariant, że śpi się przez 3 tygodnie na wysokości 2200-2500 m n. p. m. To jest taka wysokość, że będzie przebiegała nasilona erytropoeza, a przy okazji nie upośledzamy możliwości wysiłkowych. W literaturze czasem można wyczytać, że przy metodzie „mieszkaj wysoko – trenuj nisko”, nie trzeba weryfikować obciążeń treningowych. Moje obserwacje i współpraca z poszczególnymi zawodnikami w różnych dyscyplinach sportu wskazuje na to, że mimo, że trening realizowany jest w warunkach normoksji, to jednak wymagana jest redukcja obciążeń treningowych. Dlatego, że wydłuża się czas regeneracji.

Czy można się przyzwyczaić do hipoksji?

Sam trening wysokogórski ma nas przyzwyczaić do takich warunków. Parametry się poprawiają, można stopniowo realizować cięższy trening, ale jednocześnie odpowiedź na hipoksję się zmniejsza. Jeśli chodzi o to, czy można cały czas stosować hipoksję, to różne warianty hipoksji można na okrągło wykorzystywać. Nie trzeba się ograniczać do jednej metody, bo najnowsze badania sugerują, żeby łączyć różne warianty treningu wysokogórskiego. Przede wszystkim koncepcję „mieszkaj wysoko – trenuj nisko” z treningiem przerywanej hipoksji. Natomiast sam ten klasyczny wariant: „mieszkaj wysoko – trenuj wysoko” jest raczej najgorszym rozwiązaniem na dłuższą metę. Z racji tego, że dochodzi do spadku możliwości wysiłkowych zawodnika, jeżeli on trenuje tylko i wyłącznie na wysokości. Nie jest on w stanie zrealizować dużych obciążeń czy chociaż zbliżonych obciążeń do tych, które są w normoksji. Ze względu na to, że podczas przebywania w takich warunkach 3-4 tygodnie dochodzi w pewien sposób do roztrenowania tego zawodnika. Oczywiście pojemność tlenowa krwi mu się poprawia, wszystko fajnie, ale wzrasta koszt energetyczny wysiłku. Stan wytrenowania leci w dół, jeżeli weźmiemy pod uwagę prędkości. Ze względu na to, że bodźce są mniejsze niż były. W latach dziewięćdziesiątych zaczęto wprowadzać już taką modyfikację, że trenuje się nisko, a mieszka wysoko, żeby to niwelować. Chociaż są dyscypliny sportu, gdzie wprowadza się jeszcze inną koncepcję. W biathlonie zawodnicy śpią na dużej wysokości, trenują na dużej wysokości, ale to jest trening głównie tlenowy. Natomiast 3 razy w tygodniu wykonuje się ciężką jednostkę treningową w warunkach normoksji. Czyli zjeżdżamy poniżej tysiąca metrów, gdzie trzeba „przegonić” ten organizm, osiągnąć maksymalne możliwości i z powrotem wrócić na wysokość. Jeżeli się tego pozbędziemy, tego zjazdu na nizinę, to automatycznie ci zawodnicy nam się roztrenują, w wyniku słabych obciążeń treningowych.

Fot. Julita Chudko

Czym się różni hipoksja wytwarzana sztucznie od tej naturalnej?

Przede wszystkim ciśnieniem. U nas w pracowni wytwarzana jest hipoksja normobaryczna (czyli o tym samym ciśnieniu) i większość urządzeń, czy to namiot tlenowy czy komora opiera się na rozrzedzeniu powietrza azotem. Wówczas ciśnienie się nie zmienia, ale skład powietrza tak – z 20,9% zawartości tlenu, jaka jest normalnie, do takiego, jaką chcemy osiągnąć przy danej wysokości. Np. żeby otrzymać 2000 m n. p. m., stężenie powinno wynosić w granicach 16,5%. Wysokość 2500 m to jest już 15,5%, itd. Im wyżej, tym stężenie tlenu spada. Możliwe jest wytworzenie hipoksji poprzez filtrację tlenu, popularne bywają maski do filtracji powietrza, które można założyć na trening, ale to nie jest ta sama jakość treningu.

Czy warto trenować w ogóle z taką maską hipoksyjną?

Pojawia się pytanie: po co wydawać kupę pieniędzy na taką instalację, jak można kupić namiot tlenowy albo stosować trening z maską. Różnica jest znacząca. Kluczowa jest intensywność. Wzrost intensywności powoduje wzrost wentylacji minutowej. Jeśli ktoś chciałby założyć samą maskę, topowe modele mają wentylację 130 litrów na minutę. Co to oznacza? U mężczyzny trenującego, mierzącego 180 cm, ważącego 75 kg, wentylacja maksymalna dochodzi do 170-180 l/min. A u czołowego zawodnika w sportach wytrzymałościowych osiąga 200 i nawet przekracza je. Więc na obciążeniu progowym wentylacja jest większa niż 130 l/min, dlatego zabraknie powietrza. U drobnej kobiety wentylacja będzie na poziomie 100-110 litrów, więc taki trening można zrealizować, ale u sportowca w sportach wytrzymałościowych takie maski się nie sprawdzą. Ponadto z maską może trenować na raz jedna osoba przy agregatorze, a w pomieszczeniu spokojnie trzy. Naturalne warunki treningowe przemawiają raczej za stosowaniem treningu w pomieszczeniach hipoksyjnych.

Jak zaplanować trening w sztucznej hipoksji?

Jeżeli chodzi o koncepcję treningu, to zupełnie inne reakcje adaptacyjne będą zachodziły w zależności od tego, który model treningu wysokogórskiego wybierzemy. Jeśli chodzi o pierwsze dwie, klasyczne koncepcje: „mieszkaj wysoko – trenuj wysoko” i „mieszkaj wysoko – trenuj nisko” to zasady będą podobne. Zakładamy w obu długą ekspozycję zawodnika na stan hipoksji, czyli około kilkunastu godzin w ciągu doby do ciągłego przebywania (całej doby) w stanie hipoksji. Trening taki jest nastawiony głównie na poprawę erytropoezy, żeby zwiększyć pojemność tlenową krwi. Dzięki długotrwałej ekspozycji na hipoksję wytwarzają się warunki, które pobudzają erytropoetynę (EPO) i w wyniku wzrostu hemoglobiny i hematokrytu dochodzi do poprawy wydolności tlenowej.

A jak to wygląda w sali z obniżoną zawartością tlenu?

Wariant, który tutaj mamy, wykorzystuje generatory azotu, a wykonując trening doświadczamy przerywanej hipoksji. Zazwyczaj jest to ekspozycja na stan hipoksji 2-3 razy w tygodniu w granicach 1,5 do 2 godzin. W drugiej metodzie (spanie w namiocie tlenowym) uruchamiane są zupełnie inne reakcje adaptacyjne i efekt potreningowy będzie inny. Mechanizmy są podobne, ale trenując w sali nie uzyskuje się nasilonej erytropoezy, czyli zmian hematologicznych. Uzyskuje się zmiany niehematologiczne. Wynika to z faktu, że czas ekspozycji na hipoksję jest zbyt krótki, żeby doszło do poprawy pojemności tlenowej krwi. Przy wykorzystaniu namiotów tlenowych okazuje się, że ekspozycja musi trwać przynajmniej w okolicach 11 godzin na dobę, żeby po dwóch czy trzech tygodniach zaobserwować poprawę parametrów hematologicznych. W rezultacie dwugodzinna ekspozycja nawet codziennie nie da rezultatu.

A czym są zmiany niehametologiczne?

Pod wpływem hipoksji następuje m. in. wzrost pojemności buforowej krwi i tkanek. Jeżeli jest to proces długotrwały, to zostaje nasilony proces angiogenezy, czyli powstawania nowych naczyń krwionośnych. Ponadto zmiany aktywności enzymów, chociażby glikolitycznych. W rezultacie dochodzi nawet do poprawienia wydolności beztlenowej, oczywiście w zależności od tego, jak pokierowany jest program treningowy.

Jak zaplanować trening w komorze hipoksyjnej?

Jeśli chcemy zastosować trening przerywanej hipoksji w takiej komorze, to możemy próbować osiągnąć przewagę przed biegiem maratońskim np. w oparciu o taką pracownię, jaką mamy na AWF w Katowicach. Chyba, że ktoś dysponuje taką salą ćwiczebną. Generalnie opiera się to na 2-3 jednostkach treningowych w tygodniu, gdzie intensywność musi być w okolicach progu mleczanowego.

Fot. Julita Chudko

Dlaczego nie codziennie?

Jeżeli badania wskazują, że tylko obciążenie progowe daje jakikolwiek rezultat, to dobrze wytrenowany zawodnik może zrobić trzy jednostki treningowe z wysoką intensywnością w tygodniu i tyle. Bieganie w strefie tlenowej, w okolicach np. tętna 140-150, powiedzmy takie 70-75% maksymalnego obciążenia w tym momencie kompletnie nic nie daje. To, że tam będzie hipoksja, nie ma żadnego wpływu. Większość badań tak mówi i też tak wychodzi z moich obserwacji. Kluczem do sukcesu jest ta intensywność. Trening o niskiej czy średniej intensywności może pomóc, jeśli przygotowujemy się do wyjazdu na wysokość, gdzie ma być realizowany właściwy trening. Jako forma aklimatyzacji, jak najbardziej coś takiego można zrobić. Ale pod kątem sportowym, w celu doprowadzenia zawodnika do wysokiej formy to trenowanie częściej nie ma sensu.

Na co zwrócić uwagę przed treningiem w hipoksji?

W przypadku formy „mieszkaj wysoko – trenuj nisko”, czy „mieszkaj wysoko – trenuj wysoko”, obojętnie którą metodę byśmy tu wybrali, ale ukierunkowaną na nasilenie erytropoezy, to bardzo ważne jest zbadanie poziomu żelaza w organizmie. Badania wskazują, że przy niskim poziomie żelaza erytropoeza nie będzie następowała. EPO będzie wzrastało, ale nie będzie się to przekształcało w poprawę parametrów hematologicznych. Takie wyjściowe badania są ważne przed wyjazdem wysokościowym. Trzeba je zrobić dwa miesiące wcześniej by wiedzieć, czy jest wszystko w porządku. A jeżeli nie, to trzeba podjąć suplementację i zmienić dietę, żeby po prostu uzupełnić te niedobory.

Czy są jakieś efekty uboczne, o których warto wiedzieć?

Hipoksja krótkofalowo upośledza koordynację. Robiliśmy badania na biathlonistach, gdzie sprawdzaliśmy umiejętności strzeleckie przed i po wysiłku na różnych wysokościach (1000 i 2000 m n. p. m.) i w normoksji. Na wysokości 2000m n. p. m. zdolności koordynacyjne zostały mocno obniżone nawet po 10 minutach ekspozycji, ze względu na wzrost drżenia mięśniowego. Czas utrzymania w celu był znacznie krótszy, ilość wychyleń była znacznie większa, prędkość przesuwu broni też była znacznie większa, w rezultacie dochodziło do pogorszenia umiejętności strzeleckich. Tak więc precyzyjne, skomplikowane ruchy, są tutaj zaburzone. Podobnie będzie u biegaczy.

Czy są jakieś zagrożenia, jeśli chodzi o trening w takiej komorze?

Na pewno potrzebne są dla bezpieczeństwa badania lekarskie potwierdzające dobry stan zdrowia i brak przeciwwskazań, np. nadciśnienia tętniczego. W sporcie nie stosuje się większej wysokości niż 2500 – 3000 m n. p. m. Nie mówimy o ekspozycji kilkugodzinnej, bo jeżeli ktoś jest wrażliwy i będzie kilka godzin przebywał na tej wysokości to objawy choroby wysokościowej mogą się pojawić. Ale jeżeli to jest trening dwugodzinny, to jest tak krótka ekspozycja, że tutaj praktycznie nic się nie powinno wydarzyć. Jeżeli osoba jest zdrowa, nie ma problemów kardiologicznych, to nie ma żadnych przeciwwskazań, żeby weszła i poćwiczyła. Osoby chore, np. z cukrzycą muszą bardzo uważać. Hipoksja jest jak najbardziej wskazana dla takich osób, bo dochodzi do wzrostu nieinsulinozależnych transporterów glukozy, ale musi to być spokojna, długotrwała adaptacja. Natomiast gwałtowne wprowadzenie takiej osoby połączone z intensywnym wysiłkiem może się skończyć tragicznie.

Fot. Julita Chudko

To na koniec – proszę powiedzieć kiedy zakończyć hipoksję przed startem?

To jest bardzo indywidualnie. Standardowo z namiotu należy „wyjść” około 6-7 dni dla uzyskania najlepszych efektów i poprawy możliwości wysiłkowych. Najwięcej publikacji tak wskazuje. Pierwsze 2-3 dni mogą być dość ciężkie. Inaczej to wygląda w przypadku namiotu tlenowego, a zupełnie inaczej wygląda tzw. „zejścia z gór”, czyli przyjazdu ze zgrupowania wysokogórskiego np. na wysokości 2300 m. Odmienne reakcje mogą wynikać z tego, że podczas stosowania namiotu zawodnik wychodzi z hipoksji, przebywa pół doby w warunkach normoksji, więc inaczej to przebiega niż w warunkach naturalnych. Zawodnik szybciej powinien dojść do siebie. To się wiąże też z tym, że nie przejeżdża nagle 2000 czy 3000 km samochodem z innego klimatu, więc łatwiej dojść do ładu. Moje rezultaty badawcze wskazują, że najczęściej u większości osób namiot należy odstawić 6-7 dni przed startem głównym i na pewno ten zawodnik dojdzie do siebie. Tylko trzeba mu też zwiększać intensywność i zmniejszyć objętość treningową przed startem.

Tekst jest uzupełnieniem artykułu o hipoksji z majowego numeru Biegania 2015.