Тренировки с контролем за вариабельностью сердечного ритма

У каждого бывали дни, когда штанга зловеще ожидает очередного подхода, вес приближается к личному рекорду, подходишь, делаешь глубокий вдох… и выполняешь упражнение так легко, как будто она из пластика, а не железа.

Бывает и по-другому. Едва разогревшись, пытаешься делать приседания, но вес не идет. Мышцы отказываются слушаться, хочется бросить всё и завалиться спать.

Разница между удачными и неудачными тренировками в большой степени обусловлена состоянием нервной системы. Когда на тренировке вы нагружаете мышцы, чтобы заставить их адаптироваться и стать сильнее, ваша нервная система тоже испытывает стресс, справляется с ним и становится крепче.
Цикл, состоящий из напряжения и восстановления, очень важен для мышц. Он также является решающим фактором и для здоровья вашей нервной системы. Поэтому так важно не форсировать, а правильно рассчитывать нагрузки и давать организму достаточно времени для восстановления.

Как научиться правильно регулировать этот цикл? Что нужно сделать, чтобы как можно больше дней, проведённых в спортзале, стали для вас удачными?

Вариабельность сердечного ритма

Существует много способов узнать о состоянии нервной системы, от проведения подробного анализа сна до введения крошечных иголок в нервные волокна для измерения симпатического сигнала. Каждый способ имеет свои достоинства. Самым простым, доступным и точным методом является контроль вариабельности сердечного ритма, или ВСР.



ВСР позволяет объективно, не полагаясь на субъективные ощущения, день за днём управлять интенсивностью тренировок и восстановлением. Метод помогает индивидуально контролировать процессы, обеспечивающие умственную и физическую работоспособность, устойчивость к болезням и травмам.

Для начала расскажем вкратце о структуру двух основных отделов нервной системы.

Анатомическая нервная система контролирует жизненно важные функции организма, такие как дыхание, пищеварение, сердечный ритм, кровяное давление и работу всех органов.

Соматическая нервная система позволяет нам выполнять ежедневную работу, например, поднимать тяжести, бегать или взять чашку кофе.

Внутри анатомической нервной системы существуют две подсистемы, которые тесно связаны между собой. Одна из них симпатическая нервная система. Именно она в зависимости от ситуации даёт сигнал «убегать» или «драться». Это улучшает физиологическую деятельность организма при стрессах. Вторая подсистема – парасимпатическая. Она противодействует реакции организма на сигнал симпатической нервной системы и способствует созданию благоприятных условий для отдыха и восстановления. Только не надо сравнивать их с педалями газа и тормоза, потому что между системами нет противоречия. Скорее, их можно сравнить с непрерывным спектром. Действуя согласовано, они лишь изменяют степень своего участия.

Сердце человека никогда не бьётся равномерно, с точностью метронома. Наоборот, частота сердцебиения меняется при дыхании. Каждый раз при выдохе в течение миллисекунд мозг через парасимпатические нервные волокна посылает ингибирующий (подавляющий) сигнал сердцу, который замедляет его работу. При вдохе этот сигнал затухает, и усиливается симпатический сигнал, заставляя сердце слегка учащать свой ритм.

Это колебание указывает на состояние двух компонентов вашей нервной системы. Если парасимпатическая система, целью которой является «отдыхать», сильно возбуждена, сердечный ритм будет сильно колебаться – будет наблюдаться высокая степень вариабельности. Если доминирует симпатическая нервная система, действие парасимпатической системы ослабевает и вариабельность снижается.

Такой механизм позволяет узнать, как ваше тело реагирует на аллостатическую нагрузку (избыточная реакция на стресс), которая заставляет эндокринную систему сохранять гомеостатический баланс в динамических условиях.

Сильная реакция на стресс и быстрое восстановление

Любому атлету не будет лишним понимать, какие глубокие физиологические процессы лежат за видимыми изменениями тела.

Очень часто разница между олимпийским чемпионом и теми, кто «тоже участвовал», или между успешным выпускником, прошедшим отбор в спецназ и тем, кого отсеяли, обусловлена именно нервными процессами.

В идеале сильный раздражитель (такой, как соревнование) вызывает у человека мощную симпатическую реакцию («убегать или драться»). Точно такая же мощная парасимпатическая реакция начинает действовать, когда приходит время отдыхать и восстанавливаться. Это могут быть свободные от тренировок дни, периоды разгрузки или просто перерывы между раундами или матчами.

По сравнению с участниками соревнований более низкого уровня, атлеты олимпийского уровня и личный состав спецназа имеют одновременно более сильную симпатическую реакцию во время соревнований и более сильный парасимпатический импульс во время отдыха. Колебания их организма имеют большую амплитуду в ту и другую сторону. У них более низкий базовый уровень гормонов стресса и более сильные суточные вариации уровня кортизола. Это значит, что утром в их организме уровень кортизола намного выше, чем вечером. Это позволяет организму совершать колебания между более сильным возбуждением днём и более глубоким восстановлением ночью.

Чемпионский титул против «диплома участника»

В исследовании доктора Поттерата спецподразделение «морские котики» сравнивались с личным составом обычных солдат. У «котиков» колебания сердечного ритма ярче выражены. Это значит, что во время сна, когда парасимпатическая нервная система занимается восстановлением, частота их сердечных сокращений в среднем замедляется на 29%, а у обычных военнослужащих – только на 21%.

У «котиков» в обычных условиях (не в стрессовой ситуации) в течение дня базовый уровень гормона стресса кортизола был ниже, хотя в условиях стресса при прохождении курса выживания уровень поднимался как у всех испытуемых.
Это очень важный пункт. У солдат элитных подразделений в условиях отсутствия стрессовых ситуаций импульсы парасимпатической нервной системы более сильные. Умение расслабляться это ценное качество!

В другом исследовании провели сравнение между бойцами спецназа и солдатами обычных подразделений во время интенсивной подготовки по выживанию. У бойцов спецназа в стрессовых ситуациях благодаря активной работе симпатической нервной системы был более высокий уровень норэпинефрина (норадреналина a.k.a.). После окончания курса подготовки уровень норэпинефрина у спецназовцев вернулся на базовый уровень, который был до тренировки. А у бойцов обычных, неэлитных подразделений, уровень был значительно ниже базового. Их симпатическая нервная система была истощена.

При прохождении интенсивного курса подготовки военных водителей у более успешных испытуемых был самый низкий уровень вариабельности сердечных сокращений непосредственно перед и во время курса. Это говорит о том, что когда приходит время испытаний, у самых лучших бойцов самая сильная симпатическая реакция.

С другой стороны, участники с самой высокой вариабельностью сердечного ритма в это время показывали самое высокое истощение физических и моральных сил и самые низкие результаты в подготовке. Как предположили исследователи, эти участники имели самый низкий уровень реакции на «борьбу с опасностью».

Всё это показывает, насколько важна здоровая мощная реакция на стресс и способность быстро восстанавливаться после сильного напряжения. Правильно организованные тренировки и последующее восстановление помогают развивать эти способности.

Спортсмены и вариабельность сердечного ритма

Даже если вы не планируете проплывать три мили под водой, убегая из вражеского плена, эти положения имеют важное значение для любого спортсмена.

Похожие реакции на стресс во время напряжённых и ответственных соревнований наблюдали при обследовании олимпийских спортсменов. В частности, в исследовании, проведённом доктором Эриком Поттератом (Eric Potterat) и его коллегами в институте Optibrain, который занимается изучением нейробиологических основ жизнедеятельности в экстремальных условиях.

Дополнительно исследование вариабельности сердечных сокращений проводились на спортсменах, среди которых были силовые троеборцы, бегуны, пловцы.

Среди троеборцев учёные обнаружили зависимость между ВСР, силой и уровнем гормона дегидроэпиандростерона (DHEA) (гормон, необходимый для восстановления нервной системы). После двухчасовой силовой тренировки, которая включала в себя поднятие тяжестей с весом 95% от максимального в 1 повторении, за спортсменами наблюдали в течение 72-часового периода восстановления.

Уровни силы, ВСР и DHEA после тренировки снижались. К концу 72-часового периода эти уровни восстанавливались до исходного базового значения и иногда увеличивались и поднимались на новый уровень. (Смотрите графики ниже).



* «HF» на последнем графике - это сила парасимпатического сигнала.

Это иллюстрирует процесс нервного восстановления, который происходит после интенсивной тренировки. Начальное напряжение тренировки способствовало увеличению мощности симпатического сигнала и понижению уровня защитного DHEA. Когда начался процесс восстановления, и произошло снижение раздражения, уровни ВСР и DHEA тоже восстановились.

Во время эксперимента с участием бегунов на средние дистанции спортсмены сначала в течение трёх недель интенсивно тренировались, затем была недельная разгрузка. При накоплении аллостатической нагрузки в результате тренировок у спортсменов на 40% снижалась вариабельность сердечных сокращений.

Во время периода восстановления изменение происходило в другую сторону, и в результате у спортсменов наблюдалось абсолютное повышение ВСР. Это подтвердило гипотезу о том, что повторяющиеся «последовательные периоды высокой и низкой интенсивности тренировок могут приводить к прогрессивному увеличению, в основном, парасимпатической активности, которая, как уже было доказано, находится в прямой зависимости с более высокими значениями VO2 MAX (максимальное значение потребления кислорода)».

Интересно, что во время эксперимента измеряли и сердечный ритм спортсменов в состоянии покоя. За время эксперимента изменение составило только около 10% (приблизительно четыре удара в минуту). Но на частоту сердечных сокращений в покое влияет огромное число изменчивых факторов. Кроме того, величина изменений оказалась сравнительно небольшой. Поэтому по частоте сердечных сокращений в покое очень трудно оценивать состояние здоровья нервной системы.

ВСР и хроническое воспаление, кортизол, глюкоза, иммунитет и патология мягких тканей

Вариабельность сердечного ритма является надёжным средством определения системного воспаления, хронического повышения уровня гормона стресса, изменения процесса усвоения глюкозы, состояния иммунитета и повреждения мягких тканей.

«Было доказано, что снижение функции блуждающих нервов и вариабельности сердечного ритма (ВСР) связаны с увеличением уровня глюкозы натощак и гемоглобина A1c, повышением концентрации кортизола в ночной моче и повышением активности провоспалительных цитокинов и белков острой фазы. А все эти факторы свидетельствуют об увеличении аллостатической нагрузки и плохом состоянии здоровья.» Тейер, Штернберг (Thayer and Sternberg), Neuroendocrine and Immune Crosstalk, том 1088, 2006.

В многочисленных исследованиях с участием пловцов было доказано существование зависимости между ВСР и болезнью, а также между ВСР и травмами мягких тканей.

В основном, за несколько дней до болезни или травмы наблюдалось повышение ВСР, а непосредственно во время болезни или травмы вариабельность сердечного ритма снижалась, и увеличивался тонус симпатической нервной системы.
По мнению исследователей, наиболее вероятным объяснением кратковременного увеличения вариабельности сердечного ритма до болезни является то, что парасимпатическая система повышает свою активность в ответ на непосредственного возбудителя, пытаясь предотвратить распространение инфекции и воспаления.

После инкубационного периода, который продолжается приблизительно пять дней, когда противовоспалительные действия парасимпатической системы не могут предотвратить патогенный процесс, возбудитель болезни берёт верх. Это приводит к резкому усилению воспаления, активируемого симпатической системой, и снижению тонуса парасимпатической нервной системы.

Как измеряют ВСР?

Для определения разницы между активностью парасимпатической и симпатической систем, на электрокардиограмме измеряют отрезки между волнами R (или разницу во времени между ударами сердца). Так как обе подсистемы контролируют сердечную деятельность и используют для этого одни и те же пути, такое измерение даёт точное представление о балансе вашей автономной нервной системы.

Использование ВСР при контроле нагрузок и восстановления

Чтобы использовать преимущества этого метода, необходимо понять, как организм реагирует на стресс, т.е. на физическую нагрузку. Имеется в виду, конечно, что нагрузка, на которую организм должен реагировать, будет адекватной.

В соответствии с синдромом общей адаптации (СОА) Ганса Селье организм проходит три стадии реакции на стресс:
«Потрясение», или «Стадия тревоги» это первая реакция здорового организма на новый раздражитель. Во время этой стадии:

Снижается ВСР

Афферентные (центростремительные, по направлению к мозгу) сигналы вызывают эфферентное (направленное на периферию) воздействие на нервную и гормональную системы и на моторные нейроны.

Организм реагирует повышением тонуса симпатической нервной системы.

Увеличивается количество гормонов стресса (КРГ и АКТГ)

Увеличивается выход адреналина, норадреналина и кортизола

Следующая стадия это «Перенапряжение» или «Стадия сопротивления», которая является реакцией организма на дисбаланс между нагрузкой на тренировке и восстановлением.

Снижение плотности адренорецепторов Бета-2 уменьшает реакцию надпочечников на гормон стресса АКТГ (кортикотропин).

ЦНС реагирует на снижение реакции надпочечников увеличением производства гормонов стресса.

Симпатический тонус во время стресса (тренировки) увеличивается.

Парасимпатический тонус во время восстановления повышается.

Благодаря увеличению противовоспалительной реакции парасимпатической системы повышается вариабельность сердечного ритма.

Снижается оборот сократительных белков (т.е., замедляется восстановление).

Уровень кортизола и других гормонов стресса остаётся повышенным.

Третья стадия называется «Хронический стресс», «Стадия перетренированности» или «Истощение». Эта стадия наступает, если организм длительное время не адаптируется к хроническому стрессу.

ЦНС прекращает производство гормонов стресса.

Надпочечники по-прежнему не реагируют на гормон стресса АКТГ.

Реакция симпатической системы ослаблена.

ВСР остаётся высокой благодаря хронически повышенной реакции парасимпатической нервной системы.

Повышенная концентрация кортизола.

Снижение суточного колебания уровня кортизола.

Менее выраженное замедление сердечного ритма ночью.

Снижение уровня тестостерона и других анаболических маркеров.

Психологические симптомы «выгорания» (эмоционального истощения).

Снижение синтеза белка (замедленное восстановление после повреждений мышечной ткани).

Снижение иммунитета.

Повышение активности системного воспаления.

«Суперкомпенсация» или «Восстановление» является стадией разгрузки. Если вы не дошли до стадии №3 «Перетренировонность», вам понадобится всего около недели на восстановление. При тяжёлом истощении полное восстановление может занять несколько месяцев.

ВСР уменьшается до базового уровня (базовый уровень может увеличиваться, если система тренировок направлена на аэробные нагрузки ).

Уровень кортизола снижается до своего исходного уровня в состоянии покоя.

Увеличиваются суточные колебания уровня кортизола.

ЦНС реагирует на сильные раздражители увеличением концентрации гормона стресса.

Надпочечники восстанавливают концентрацию адренорецепторов Beta 2 и чувствительность к центральным гормонам.

Воспаление уменьшается.

Не разрушайте свой организм!

Чтобы воспользоваться преимуществами стадии суперкомпенсации, вовсе не нужно проходить все три стадии синдрома общей адаптации. Идеальным способом является достижение второй стадии, и затем проведение разгрузки. На графике показан процесс накопления стресса и его влияние на выносливость.

Как самому следить за ВСР?

Существует несколько способов, начиная с использования системы «Omegawave» стоимостью в тысячи долларов и заканчивая программой для смартфона и простым монитором для слежения за сердечным ритмом. Мы рассмотрим второй способ.

Самое известное из приложений это Ithlete (платное) Оно было первым доступным и простым приложением такого рода для смартфонов. Также придется купить приёмник, который принимает сигналы с аналогового монитора для сердечного ритма и приложения. Просто подключите всё это и дышите по принципу вдох-выдох в течение 60 секунд каждое утро. Приложение будет следить за вашей ВСР и выводить данные в виде графика.

Программа будет отражать относительный уровень вашей ВСР за день, за неделю или месяц. Изменения выделяются цветом. Синий или зелёный цвет показывает отсутствие или положительное изменение ВСР, жёлтый – небольшое уменьшение, а красный свидетельствует о значительном понижении.
Смысл в том, чтобы, ориентируясь на цвет, определять интенсивность тренировки. Если видите жёлтый цвет, то всё нормально. Если изменения «покраснели», следует день отдохнуть. Зелёный или синий цвет говорят о том, что вы недостаточно стараетесь.

У этого способа есть некоторое ограничение. Он не позволяет достоверно определить увеличение ВСР, вызванное перегрузкой на стадии 2. Другими словами, программа надёжно не распознаёт, чем вызвано увеличение ВСР: накоплением стресса и переходом в стадию №2 «Перенапряжение» или недостаточной тренировкой и восстановлением после стадии №1.

Есть и другое приложение, которое называется Bioforce. В нём учтены описанные выше недостатки. С Bioforce можно увидеть причину повышения ВСР и понять, что это: стресс или восстановление. Стоит значительно дороже чем Ithlete.

Что делать с полученными результатами?

Вот как с пользой применить полученные данные. Во-первых, определите свой базовый уровень.

Сделайте разгрузку, прервите свою текущую программу тренировок на 7 – 10 дней. Затем создайте новую программу и проводите измерения в течение 4 – 6 недель.

Заведите подробный журнал тренировок, описывайте каждую тренировку (упражнение, вес, количество сетов, повторений, отдых), питание, продолжительность и качество сна, методы восстановления и качество тренировки (мотивация, настроение).

В конце программы тренировок проведите разгрузку в 7 – 10 дней.

Когда будет готов подробный журнал за 4-6 недель тренировок, можно сесть, внимательно все посмотреть и определить базовый уровень. Это поможет понять значение ежедневных измерений. Вы должны увидеть, как соотносятся интенсивность занятий, качество восстановления (особенно, сон) и общая тенденция в изменении ВСР за весь цикл тренировок при прохождении стадий общей адаптации к стрессу.

Со временем это поможет лучше понять, как ваш организм реагирует на стресс, и как управлять процессом восстановления, чтобы достичь оптимального прогресса.

В заключение

Даже если целью занятий не являются высокие достижения и участие в соревнованиях, вы должны стремиться к успехам в своих тренировках. Измерение вариабельности сердечного ритма - это простой и относительно недорогой способ контроля за состоянием нейроэндокринной системы для людей, ведущих активный образ жизни.

Понимая работу своей нервной системы, вы будете становиться сильнее, обретая прекрасную форму и избегая при этом травм и болезней.

Данная статья не является рекламой конкретных программ и продуктов. Наша цель – ознакомить вас с современными способами самодиагностики состояния организма. Полагаться на собственные ощущения и слушать свой организм никогда не помешает, но если вы можете увидеть сведения в виде цифр и графиков, лишними они точно не будут!