Оксиметрия в спорте

        Разработчики портативных мышечных оксиметров на основе БИКС обещают с помощью своих приборов показать для каждой конкретной мышцы, как доставку, так и утилизацию кислорода, изучим, что наработано в этой области. Тем кто впервые в этой теме, начать чтение лучше с разделов 6-9 в конце, иначе многое будет непонятно без словарика терминов, если ранее тему не изучали.

Экстракт (ключевые моменты БИКС)

• Можно определить лимитирует ли транспорт О2
• В большинстве случаев можно найти порог соответствующий 2 вентиляционному порогу
•  
• Показывает динамику роста условных показателей в ответ на тренировки
• 
• Высокая воспроизводимость данных, недостатки БИКС не критичны и легко нейтрализуются
• Показывает влияние множества нетренировочных факторов, включая болезни

Оглавление

1. Приборы
2. Особенности технологии
3. Тестирование спортсменов
4. Модель интерпретации
5. Интересные данные
6. Точки над i (вместо вступления)
7. Методология сбора данных
8. Терминология
9. Технология NIRS

Приборы

1. Портативные — PocketNIRS Duo, MyNimo, Oxy4, Moxy, BSX Insight, Portamon, OctaMon, OxiTor-M2, прибор от ИМБП в процессе разработки. Я использую терминологию соответствующую Moxy, и считаю его лучшим в соотношении цена/качество.
2. Персональные портативные приборы вполне подходят для использования, данные с них сравнимы с профессиональным оборудованием.
3. Так-же существуют профессиональные стационарные аппараты с ценой до 150 000 долларов.
4. Ввоз на физлицо в РФ ограничен таможней, если захотите купить изучите как декларировать, коды ТН ВЭД и как по ним оформлять декларацию ( например по коду 9018 с справкой от врача).

Особенности технологии

1. Важен индивидуальный анализ и подход
2. Конечно можно тренироваться без таких устройств, ориентируясь на полевые тесты — 20-60 минутное удержание, рабочие веса на силовой тренировке и тд.
3. Сложность в интерпретации данных зависит от изменений температуры, МОК, pH, сужения или расширения сосудов, рекрутирование мышц.
4. Можно пытаться найти корреляцию ступенчатого теста и с переломами показателей NIRS в мозге, у исследователей есть весьма интересные данные на эту тему
5. Экстремальное переедание вызывает падение Thb и SmO. Какие это вызывают механизмы интересный вопрос, в исследованиях не связанных с NIRS встречал биопсии формально ещё здоровых людей где между мышечными клетками накапливался жир размером с целую клетку, что, по мнению исследователей, могло нарушать кровоснабжение клеток, вызывать инсулиновую и андрогеновую резистентность.
6. В целом, какова бы ни была причина (локальная или центральная) падения Thb и/или МОК (УОС*ЧСС) в ответ SmO2 будет снижаться на техже нагрузках при том-же потреблении О2.
7. Чем больше жира над мышцей, тем больше врет прибор, завышая данные, при превышении глубины сканирования он не дает ничего ценного. В этом случае вы смотрите кровоток в жировой ткани, а не в мышцах. Что может быть интересно тем кто экспериментирует с жировой тканью, на основе NIRS также есть методика измерения количества подкожного жира.
8. Время выхода на плато оксигенации в ответ на нагрузку (новую ступеньку/интервал) в пределах 30-60 секунд, в первые 30 секунд реализуется ~80-90% сдвига. При продолжительной работе (5-10 минут) могут произойти ещё изменения в показателях оксигенации, но, на мой взгляд, все ключевые события происходят в первые 30 секунд. При 2 часовой езде могут появиться ещё изменения в показателях оксигенации.
9. Глубина сканирования равна 50% расстояния между датчиком и источником.
10. При расстоянии между источником и детектором в 3-4 см глубина сканирования ~1.5 см
11. Картинки что такое дельты и тау http://rsta.royalsocietypublishing.org/content/369/1955/4577.long
12. Также на показатели SmO2 влияет пигментация кожи (меланин), цитохром, содержание миоглобина, кровоток в коже и жире.
13. В состоянии покоя миоглобин может генерировать 50-70% сигнала при замере Thb большинства мышц, но не всех. У других животных вклад миоглобина может быть иной.
14. Можно различить колебания показателей синхронные с пульсацией стенок сосудов? Уточнить.
15. Сокращение мышц также меняет показатели кровенаполнения и оксигенации мышц, и зависит от частоты сокращений (каденса кручения педалей)
16. Есть попытки по колебанию SmO2 (по т.н. “моментальным” показателям) во время сокращения мышц определить точные цифры доставки кислорода и её динамику во время ступенчатого теста, исключив так миоглобин и данные с кожи и жировой ткани.
17. В первую очередь идет деоксигинация миоглобина
18. При защите от воды возможен замер оксигенации и во время плавания, используется запайка в герметичные пакеты (согласуйте с производителем устройства)
19. Важно защитить от солнечного света во время замеров (одежда/чулок, световой щиток, закрытие жалюзи) и не допускать потери контакта.
20. У разных мышц разные SmO2 в зависимости от вовлеченности в работу и толщины жировой ткани над ними, но единый тренд во время ступенчатого теста.
21. Тренд Thb может отражать (а может и не отражать) тренд МОК и УОС, но не абсолютные их значения.
22. При высокой скорости снятия данных можно видеть падение при каждом сокращении мышц в момент давления на педаль.
23. У выносливых людей SmO2 отражает рекрутирование 1к1, после ВТ2/ОБЛА идет расхождение.
24. Большая часть данных с vastus lateralis во время кручения велосипеда. Для бегунов с икроножной мышцы.
25. Можно измерять NIRS цитохром и pH мышц
26. А-в О2 разница коррелирует с показателями БИКС. Насколько это верно под нагрузкой, насколько отражает SmO2 разницу между доставкой и потреблением для конкретных мышц и конкретных людей во многом определяет верность рассуждений при трактовке данных. Одно из ключевых допущений, что NIRS всеже адекватно отражает для большинства людей соотношение доставки и потребления и может использовать как суррогат артериовенозной разницы.
27. Можно ли механистически SmO2 прибавлять к текущему уровню для оценки максимума? Нет. По мне так больше подойдет для этого мКЕК или МПКп.
28. Центральные механизмы при угрозе жизни (кровоснабжения жизненно важных органов) отключают кровоснабжение второстепенных систем, коими являются неактивные мышцы, а затем и активные.
29. Moxy может показывать цифры и при установке на лоб во время тренировки.
30. Данные Moxy сравнимы с данными с оборудования за 10-150 тысяч долларов.
31. Данные замеров и ступенчатых тестов воспроизводятся на следующие дни.
32. Thb это тренд, а не абсолютные цифры, он не отражает МОК.
33. Далеко не аксиома утверждать что лучший тренд Thb в ответ на интервал это его рост. Тот у кого неизменный Thb может иметь его уровни больше чем тот у кого был рост, а МОК это вообще отдельный момент, который может быть самый большой у третьего человека. А самый выносливый по итогу окажется четвертый человек.
34. Оксигенация может показать диспропорцию в работе мышц на левой и правой стороне после тяжелых травм.
35. Глубина сканирования равна 50% от расстояния между приемником и передатчиком.
36. Чем толще жировая ткань, тем более завышенные цифры SmO2
37. Если установить 8 датчиков к ряду по всей протяженности квадрицепса, то все они будут показывать немного разные данные, но в ответ на тренировку везде есть динамика. Следовательно замеры надо снимать всегда в одном месте.
38. SmO2 может быть в конце теста 98-99%, а лактат уходить за 15. Надо быть готовым к подобным данным, и при их интерпретации при поиске порога использовать данные вариабельности ритма, вентиляции, частоты дыхания.
39. Восстановление КрФ и окислительные способности мышц коррелируют с реоксигенацией. Чем выше развито потребление О2 мышцей, тем быстрее восстанавливается КрФ и тем быстрее мышца прекращает отбирать О2. Хотя есть и обратные данные (высокие уровни аэробных способностей затягивали полную реоксигенацию), которые можно истолковать что это были случаи когда транспорт О2 не адекватен потреблению. Хотя в некоторых работах корреляции между восстановлением оксигенации и КрФ не находят. По мере роста тренированности этот показатель меняется, в найденных мной работой в сторону ускорения реоксигинации. В высокопороговых БМВ нетренированных людей ресинтез КрФ может длиться и по 20 минут.
40. Т.н. анаэробные нагрузки вроде силовой тренировки, спринтов и вингейт теста потребляют О2 с первой же секунды.
41. Проблемы в доставке/ выход на её предел могут сопровождаться падением SmO2 в неактивных мышцах.
42. NIRS может измерять pH
43. Важен плотный контакт, без болтанки
44. В вингейт тесте деоксигенация начинает практически сразу, и может достигать бОльших уровней чем в ступенчатом тесте.
45. Установив на внешнюю головку квадрицепса 8 датчиков сразу по всей длине мышцы, на каждом будут немного другие цифры, но тренды будут везде одинаковые как во время теста, так и от блоков интервальных тренировок. Ведутся разработки костюмов снимающих сотнями датчиков показатели со всего тела.
46. Возможен рост (U-паттерн) SmO2 к концу теста, можно предположить что это будет у людей с низкой способностью мышц извлекать кислород в сочетании с ростом ЧСС от метаболитов, гипотетически (исследований не нашел, вероятность этого низка) возможно так-же у людей обладающих способностью увеличивать УОС до ЧСС 190. Под влиянием тренировок может меняться паттерн УОС.

Тестирование спортсменов

1. Те кто лучше держит многоповторные спринты, с наименьшим падением скорости быстрее извлекает О2 и быстрее восстанавливает оксигенацию миоглобина и гемоглобина.
2. Активный отдых вызывает бОльшую деоксигенацию чем пассивный
3. Холодная вода снижает кровоток, и является плохим методом восстановления.
4. Компрессия мышц никак не помогла квалифицированным лыжникам, хотя есть работы что оксигенация повышается, без роста спортивных результатов.
5. В руках у спортсменов скорость ресатурации (тау) была в 2 раза быстрее чем у студентов.
6. Пороги в разгибании голени коррелируют с МПК и обоими вентиляционными порогами.
7. У бегунов с МПК 60+/-5 мл/кг/мин оксигенация на предельной скорости была выше у тех, кто имел большую долю окислительных мышечных волокон (1+2а).
8. Здоровье сосудов, их эластичность один из важных факторов дающих большИй МПК нетренированным людям. Чем лучше состояние стенок сосудов тем выше МПК.
9. У людей с отклонениями в здоровье, с очень низкой физической активностью АнП может быть не от плато оксигенации, а от его падения практически до нуля, т.е. одновременно очень низкий как транспорт так и потребление. Так-же у некоторых спортсменов АнП может быть равен МПК и наступать от недостатка доставки кислорода.
10. Людей, у которых показатели в тестах лимитирует сила мышц исследователи не упоминают, в целом это не популярная тема в разрезе NIRS для выносливости.
11. Чем выше квалификация стайера, тем больше он извлекает кислорода при прочих равных, зачастую имея артериальную гипоксемию.
12. В большинстве исследований описывают такой паттерн –перелом в экстракции О2 (слабое звено в потреблении О2 мышцами) совпадающий с переломами ЭМГ, вентиляции, плато sd1, obla.
13. Дыхательные мышцы могут лимитировать перформанс, вызывать сужение сосудов в ногах.
14. Каденс влияет на оксигенацию мышц, чсс, МОК, силу давления на педаль, зависит занимаются ли они профессионально велосипедным спортом. Эффективность манипуляции каденсом для роста порогов зависит от квалификации участников эксперимента, тренированные могут повышать экстракцию О2 повышая каденс.
15. Тау меняется от тренировок
16. Так-же порог коррелирует с точкой перелома ЭМГ-активности.
17. Анаэробный порог определяемый всеми методами коррелирует с NIRS-плато (или переломом). Более качественную информацию можно получить сочетая ЭМГ и NIRS, смотря перелом их отношения между собой.
18. Формально здоровые люди с начальной стадией метаболического синдрома имеют другое поведение кривой оксигенации.
19. В более глубоких слоях мышц квадрицепса, в которых обычно больше ММВ и выше капилляризация бОльшие значения доставки и уровня кислорода чем в поверхностных.
20. Тренировки у больных МкАрдле и с митомиопатиями повышают экстракцию О2 (снижает SmO2).
21. Показатели сатурации мышц более адекватно отражают тренировочную нагрузку и VO2 чем пульс, т.е. оценивать тренировки по ЧСС — ненадежно, не передает их сути и нагрузки.
22. Гипероксия может повысить мощность в ступенчатом тесте и оксигенацию мышц и мозга, снизить легочную вентиляцию.
23. Повреждение мышц может ухудшать доставку О2
24. FEV1 2.9 достаточно для 300 ватт и вентиляции 100 литров. Армстронг имел FEV1 5.4 литра, что дает вентиляцию от 150 до 230 литров нетренированным людям. 1 литр О2 требует 20-25 литров вентиляции до АнП. Для ПК в 7 литров достаточно 170-200 литров вентиляции. Предельные цифры вентиляции известные мне в данный момент – около 300 литров воздуха в минуту. При вентиляции в 200 литров сами дыхательные мышцы потребляют до 12 мл/кг/мин, тренировки могут снизить эту цифру.
25. У спортсменов международного уровня Wmax коррелирует с гемоглобиновой массой, а вот ватты в 20-40-60 минутных заездах с глубиной деоксигенации квадрицепса.
26. У выносливых смо2 в покое, в окклюзивном тесте и в конце ступенчатого теста ниже чем у рекреационно активных людей.
27. Рост Thb может произойти через несколько секунд после резкой нагрузки в виде интервала, а может и ничего не произойти, а может быть и падение. Может происходить то одно то другое, когда стимулы для снижения и увеличения локального кровотока конкурируют. По мере тренировок реакция может меняться.
28. Один из параметров – избыточный рост SmO2 после интервала выше медианы и время его удержания, т.н. “перехлест” SmO2
29. Кинетика показателей оксигенации у стайеров лучше, как в глубоких слоях, так и в поверхностных, лучше в 2-3 раза чем у нетренированных.
30. Посадка конькобежцев и горнолыжников влияет на показатели оксигенации и кровоснабжения мышц измеренные NIRS, так-же весьма значительно на УОС, сосудистое сопротивление, лактат и ПК. В других исследованиях повышенная плотность капилляров благоприятствовала успешной езде вниз с горы.
31. Плато SmO2 / перелом HHb коррелирует с FTP и АнП
32. Чем выше уровень тренированности атлета, тем быстрее происходит ресинтез КрФ и восстановление SmO2
33. У средневиков с МПК 65 мл/кг/мин после 30 сек спринта почти в 2 раза больше времени нужно для восстановления SmO2 чем у спринтеров и нетренированных людей, что отлично от других исследований, где более выносливые люди быстрее восстанавливают СмО2. МПК коррелировал с временем восстановления СмО2, чем дольше тем больше МПК. Все это надо трактовать в рамках сложной модели где учтены все факторы, как потребления, так и доставки и их взаимное влияние, законы работы систем ими управляющих. Один спринтанул и ЧСС 200, другой получил 130 ЧСС, а МОК может быть самый большой у третьего с ЧСС 140. Затем посмотреть, а как влияет уровень метаболитов на расширение капилляров, т.е. локальную компоненту кровотока, на вентиляцию и ЧСС. И так далее. Более выносливый может иметь меньшую ЧСС и вентиляцию, быстрое снижение ЧСС после упражнения, и бОльшее потребление О2 мышцами, это в сумме даст низкие уровни SmO2, и может как затянуть так и ускорить их восстановление, в зависимости от факторов доставки, будет ли отдых после пассивный или активный, вздумает ли человек лечь на землю, поднять ноги на стул и тд.
34. Малональдегид коррелирует с показателями реоксигенации при силовой тренировке
35. У людей с болезнями сердца и легких, чем больше МПК, тем больше времени уходит на реоксигенацию.

Паттерны

Большее количество факторов влияющих на локальный кровоток и экстракцию вы можете найти в литературе не связанной с NIRS. В целом, взаимодействие МОК и митохондрии на 60-80% определяют уровень SmO2 в стандартных условиях у здоровых тренированных спортсменов.

Факторы влияющие на динамику Thb

• Обьем крови суммарный, гемоглобиновая масса
• Эластичность эритроцитов
• Венозный отток
• Стресс/гормональные факторы
• Скорость кровотока в капилляре
• Реология крови
• Различия в гематокрите между артериями и капиллярами
• Рекрутирование капилляров
• Рекрутирование ДЕ
• Пульсация стенок капилляров и артерий
• Сокращение мышц
• NO/ROS/H+ и другие метаболиты
• Вазодилатация и вазоконстркция от ряда центральных и локальных факторов
• Метаболрефлекс
• Барорефлекс
• Давление
• Поза тела
• Гравитация
• Компрессия
• МОК (УОС*ЧСС)
• Динамика УОС
• 
• Капилляризация
• Погода – магнитные бури, перепады давления влияют на течение крови в капиллярах, могут влиять и на митохондрии

Факторы влияющие на динамику SmO2

• Автоматически все что влияет на Thbвлияет и на SmO2
• H+
• Эффект Бора
• CO2
• Температура
• биодоступность О2
• Кривая диссоциации О2
• Капилляризация и рекрутирование капилляров
• Митохондрии — объем, кол-во ферментов Кребса, цепь переноса электронов, дыхательные суперкомплексы, возможно и прочие параметры которые не исследовали в разрезе НИРС – кол-во крист, их организация, межмитохондриальные контакты, жировой состав мембран, количество переносчиков пирувата, лактата, жирных кислот и тд. Нет “лишних” запчастей, в рамках предельной работоспособности уж точно.
• Миоглобин, проницаемость мембраны для О2
• 2,3 DPG

Паттерны Thb на ~400 испытуемых

• 15% Горизонтальный либо линейный рост до конца теста
• 50% V-кривая (можно назвать U) падение, плато, затем рост к концу теста
• 27% L-ривая (падение с начала и одинаковый уровень до конца)
• Есть паттерны перевернутого U, многократной смены аля WWпри константной нагрузке

Паттерны SmO2 на ~400 испытуемых

• 21% S(или U/V) — постепенное снижение сменяющееся ростом к концу теста
• 45% L-тип резкое падение в начале и низкий уровень весь тест
• 29% линейное падение по ходу всего теста
• 5% гиперболическое падение до конца теста
• В 58% случаев стресс-точка SmO2 совпадает с точкой RCP.
• RCP (2й вентиляционный порог) коррелирует с плато Hhb

Схема интерпретации

Внятной, проработанной модели интерпретации данных оксиметрии, особенно в связке с прочими замерами я не встречал (возможно, где-то на любительских форумах нечто такое зарождается), пишу свою.

Схема для интерпретации данных:

• Надо исключить аномалии в состоянии здоровья. Полная диспансеризация, желательно в спортдиспансере. Делаем кардиограмму, ОАК, ЭхоКГ. Вычисляем мКЕК (минутная кислородная емкость крови) по формуле КДОЛЖ/100*60 или 80 фракцию выброса*гемоглобин в граммах на литр * 1.34 * ЧСС (например 180 ударов) и поделить на 1 000 000, например 7,25 литра О2=225/100*80*167*1,34*180/1000000. Для замера потенциала легких можно использовать FEV1*1.5 как то, сколько кислорода они могут дать, конечно, тут могут встать проблемой утомление дыхательной мускулатуры, гемоглобин и развитие обмена между альвеолами и кровью и узкие звенья в других системах, но FEV1*1.5 вполне подойдет как ориентир при идеальном развитии всех прочих систем. При неидеальном же состоянии остальных звеньев транспорта и утилизации может быть и FEV1*0,9. Если FEV1 > 5 и мКЕК больше 7+ литров скорее всего транспорт не будет лимитировать работоспособность при кручение велосипеда (лыжи и проч это другой вопрос), в случае если ступенчатый тест говорит о проблемах в доставке, и это не решается через 3 месяца регулярных тренировок на развитие транспорта стоит пройти углубленное обследование здоровья у спортивных врачей высшей квалификации, международного уровня – ЭхоКГ+кардиограмма во время ступенчатого теста, определение гемоглобиновой массы, МРТ сердца, и прочие advanced методики.
• Для утверждения что Доставка О2 узкое звено в ступенчатом тесте в этой конкретной локомоции при максимальном МОК (для простоты заменим МОК на ЧСС=190) должно быть Smo2 0-5% внутри самой основной мышцы. Если достигнута лишь одна из кондиций (например Smo2 5% при ЧСС 170 либо ЧСС 190 при SmO2 50%) транспорт считается достаточным.
• Западные предложения как трактовать. Упущен ЧСС > нет системного взгляда, низкая ценность таких картинок.
• 
• Трактовка Thb затруднительна, поскольку это всего лишь тренд, и твердых выводов делать по нему о транспорте нельзя, можно лишь говорить, что падение Thbв ступенчатом тесте, падение в неактивных мышцах вместе с их SmO2, падение от интервалов является дополнительным неблагоприятным маркёром, но само по себе доказательством узкого звена в транспорте быть не может.
• Если транспорт не лимитирует, надо определить лимитирует ли сила, делается 8 секундный спринт во всю, определяется мощность. Если ватты отказа, а уж тем более FTP в ступенчатом тесте 40-50% от средних ватт за 5-8 секунд, то рекомендуется гипертрофическая тренировка на основные мышцы в этом упражнении
• Если в 8 секундном спринте достигнут уровень 15-25 ватт на 1 кг, то это считается достаточным. Для тех, у кого доступ лишь к велосипеду в фитнес-клубе подходит формула 10ПМ приседа * 10 = ватты в спринте (пример 120кг10ПМ*10=1200 ватт). Либо 10ПМ жима ногами * 5 = ватты в спринте. У генетически одаренных большой долей БМВ это может быть немного иначе.
• Если транспорт не лимитирует и спринт более 15 ватт/кг, то задача довести часовую мощность до 40% от ватт в спринте. Пока не достигнута либо кондиция отказа от работы в неспособности продавить педаль И 0% SmO2 И чсс 190+ узкое звено в утилизации О2.
• Кинетика деоксигенации и реоксигенации недостаточно однозначна в трактовке, поскольку МОК меняется, локальная компонента доставки меняется, и есть не только исследования, говорящие о быстрой кинетике реоксигенации, как положительном маркёре, но и говорящие что средневики с бОльшим МПК имеют более медленную кинетику реоксигенации. В целом, изменение под воздействием тренировок кинетики можно учитывать как один из параметров контроля, в начале ускорение (например с 30 сек до 15 сек), а в будущем в случае выхода на очень высокие уровни утилизации О2, предельные для ССС – и замедление кинетики даже ниже уровня нетренированных людей (например до 60 секунд, иногда даже с длинным SmO2=0% плато).
• Дельта падения SmO2 в ответ на нагрузку, окклюзивный тест и ступенчатый тест может отражать высокую квалификацию стайера. Предполагаемый механизм – чем выше тренированность, тем больше утилизация О2 и меньше образование метаболитов, а чем меньше метаболитов тем меньше холостая стимуляция ЛВ и ЧСС, следовательно ниже доставка на той-же мощности (предельная доставка может быть в разы выше), и у наиболее проработанных мышц SmO2 может быть 5-10% в момент достижения VT2 и/или Wmax, при том что на 5% SmO2 ЧСС может быть совсем не предельным. Другой крайний случай — у людей с генетическими паталогиями митохондриальной системы, фатальными мутациями в ферментах, малоподвижным образом жизни SmO2 может быть и 85%.
• Модель идеального стайера – человек крутящий 400-500 ватт на ЧСС 140 при лактате 2.5-3 ммоль/л и SmO2 5-10%, т.е. полным балансом между утилизацией и доставкой О2, который приводит к низкой стимуляции ЧСС и неиспользованию присутствующего огромного резерва транспортной системы этого “идеального стайера”.

Интересные данные

1. Присед без веса, изометрические удержания способны снижать SmO2 до нуля.
2. Изометрия https://www.youtube.com/watch?v=F2I0rXMCltk
3. https://www.youtube.com/watch?v=xcNYhZ1GlS8
4. Мелочи вроде гиперемии после окклюзии игнорировал.
5. Синхронизация ЧСС и темпа сокращения мышц может увеличить показатель Thb. Речь не о осознанном, а о автоматическом процессе, неуправляемом.
6. Вазодилатирующие добавки могут вместо того чтобы повысить — снижать Thb SmO2. Вообще все надо рассматривать в разрезе дозировок и других параметров.
7. Дыхание воздухом с повышенным уровнем О2 улучшает показатели оксигенации мышц во время тренировки
8. Могут ли ММВ отобрать кислород из неактивных ММВ и БМВ при работе с 10% 1ПМ?
9. Время полураспада показателей реоксигенации 6-7 дней, у некоторых людей может быть 5, у кого-то 14. Один из ферментов с таким-же сроком полужизни SDH https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3818487/
10. SDH коррелирует с уровнем МПК от 10 до 80 мл/кг/мин http://jap.physiology.org.sci-hub.cc/content/jap/121/3/636.full.pdf
11. Оксигенация мышц предплечья предиктор успешности скалолазанья.
12. Макс найденный мной Thb 14,0 г/дл
13. Вопрос – могут ли микроповреждения мышц менять потребление О2 мышцами?
14. Можно ли установив БИКС на мозг определить гемоглобин в г/л? Интересная тема.
15. БОльшая гемоглобиновая масса в г/кг (до 15 г/кг участники) сопровождается большей деоксигенацией мышц ног, но не рук и мозга при беге.
16. Thb в покое может коррелировать с Мб и долей ММВ+2А? А при удержании 90% 1ПМ?
17. Надо привлекать спортсменов с АнП 75-80 мл и МПК ~85, так как пока что контингент, используемый в исследованиях не впечатляет, о АнП не пишут, а если пишут то оно до 4 литров, МПК редко выше 70 мл/кг/мин.
18. Тренировка, как тест, а тест, как тренировка – желательно соблюдать этот принцип.
19. Мышцы могут увеличивать до 50 раз потребление О2
20. МОК (УОС*ЧСС) может возрастать с 5 литров в покое до 50 литров под нагрузкой.
21. Болезни могут снижать реакцию в ответ на тренировку и прибавку по итогу блока тренировок измеренную НИРС.
22. КрФ начинает падать после полной деоксигенации во время 15ти минутного окклюзивного теста http://jap.physiology.org/content/90/1/338.long
23. До анаэробного порога нет падения концентрации КрФ
24. Деоксигенация под вибрацией зависит от многих параметров, она когда то падает больше чем в контрольной группе, когда-то нет.
25. Мозг может расширить сосуды перед упражнениями.
26. Отрицательное давление в специальной камере на ноги вызывает падение УОС и SmO2
27. Электростимуляция мышц вызывает блокировку кровотока, бОльшую чем напряжение мышц с аналогичной силой. Надо учитывать глубину сканирования, паттерны рекрутирования.
28. Вибрация не вызывает бОльшего падения оксигенации – (дискуссионный вопрос, под какими углами, с каким весом и делается ли упражнение во время). Углубляться в тему не буду.
29. Изменение позы (например кручение велосипеда лежа на спине) может менять УОС и локальные параметры оксигенации в мышцах.
30. Эксцентрические упражнения могут повышать оксигенацию после тренировки. Было-бы интересно посмотреть различия в кровотоке между кластерами по реакции на тренировку, отражается ли активность синтеза на кровотоке, оксигенации мышц.
31. Перфузия без гемоглобина https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5269414/
32. Выполнение упражнений / болезни влияют на оксигенацию мозга. Не считаю нужным развивать этот вектор, опять-же по причине затруднительности практического применения у здоровых тренированных людей. Есть некоторые отличия между более и менее успешными спортсменами в плане оксигенации мозга, но затруднительно это мерить и что важнее — строить какие-то уникальные тренировки.
33. Тренировки с низким уровнем кислорода в вдыхаемом воздухе, и во время отдыха могут понижать уровни РНК отвечающих за адаптацию к тренировке, повышать уровни HIF-1, что тоже не полезно для роста аэробных возможностей. Соответственно тренировки с плохим кровоснабжением могут иметь более низкую эффективность.
34. Есть работы где смотрят оксигенацию сухожилий, их микроциркуляцию при тендинопатии.
35. Концентрация миоглобина позитивно коррелирует с аэробным производством АТФ в голени как у стайеров так и у спринтеров, так-же чем больше миоглобина тем быстрее был выход на пиковую перфузию. Время ресатурации миоглобина позитивно коррелирует с временной константой ресинтеза креатинфосфата.
36. Люди с болезнями легких, сердца, сосудистой системы, митохондрий, инсультами и инфарктами имеют предсказуемые нарушения показателей. Они бесполезны для здоровых людей занимающихся спортом, и нежелательно использовать эти данные/ поведение кривых при трактовке.
37. Результат в спринте у элитных кросскантри лыжников коррелирует с безжировой массой тела и МПК https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5110205/

Точки над i (вместо вступления)

Об авторе конспекта – основное занятие — IT. В прошлом работа аналитиком. Хобби – книги, кино, экономика, сейчас больше спортивная физиология и эксперименты с тренировками.

1. Целевая аудитория – написано для самого себя, опубликовано для тех, кто, как и я хочет с чего-то начать свой путь в изучении оксиметрии в спорте.
2. Это не перевод и не обзор. Если найдете или сделаете что-то лучше на русском языке — скиньте в ЛС, с удовольствием почитаю.
3. Это конспект, сделанный на бумаге для себя в самых разных местах без сохранения ссылок. Ссылки вы найдете в разделе методологии сбора данных.
4. Конспект – мои заметки сделанные в процессе чтения статей о наиболее интересных тезисах в исследованиях (на мой взгляд)
5. Интересные – не значит мной одобряемые, применяемые или рекомендуемые.
6. Это не мои утверждения и тезисы, но мои формулировки, которые конечно могут быть несколько искажены — из-за отсутствия контекста.
7. Я не отвечаю за верность тезисов, корректность методологии, участников экспериментов и проч. Это просто перечисление. Мои рассуждения идут отдельным разделом.
8. Исключены силовые тренировки, исследования больных людей, детей, пожилых. Не включены в конспект данные исследований дыхательной мускулатуры и мозга (хотя тема с мозгом крайне интересная), пищевых добавок, животных, рака, внутренних органов.
9. Основной акцент на потребление О2 мышцами. Методы оценки, контроля, динамика под воздействием тренировок. Минимальное описание технологии и устройств.

Методология сбора данных

Изучены данные около 1100 работ по данному поисковому запросу.

Так-же использовалась картотека сырых данных тестирований примерно 200 человек с параллельными данными вентиляции, данных БИКС с неактивных мышц. Так-же пользу принесли семинары на Youtube, вроде этого https://www.youtube.com/watch?v=6E5liseCZQg

На русском языке я бы начал со всех работ Даниила Попова, Ольги Виноградовой и их соавторов (фотокопии, ссылки на скачивание есть в моей группе ВК)

Не использовал данные любительских статей и форумов, это буду читать потом, когда наберусь практического опыта работы с устройством.

В конспекте, конечно, есть ошибки, когда я в прошлые разы писал аналогичные работы точка зрения на вопрос менялась на диаметрально противоположную по 3-4 раза. Пока взглядов то ещё нет, есть предположения, описанные в разделе о модели интерпретации.

Ключевые слова в поисковом запросе:

(“near-IR”[Title/Abstract] OR “near-infrared spectroscopy”[Title/Abstract] OR “near infrared”[Title/Abstract] OR «TSI»[Title/Abstract] OR THI[Title/Abstract] OR HHb[Title/Abstract] OR rSO2[Title/Abstract] OR «muscle oxygenation»[Title/Abstract] OR «tissue oxygenation»[Title/Abstract] OR «tissue oxygen saturation»[Title/Abstract] OR moxy[Title/Abstract] OR portamon[Title/Abstract] OR «bsx insight»[Title/Abstract] OR smo2[Title/Abstract] OR sm02[Title/Abstract] OR mvo2[Title/Abstract] OR nlo2[Title/Abstract] OR desaturate[Title/Abstract] OR desaturation[Title/Abstract] OR deoxygenate[Title/Abstract] OR reoxygenate[Title/Abstract] OR saturate[Title/Abstract] OR oxygenate[Title/Abstract] OR «Near-infrared spectroscopy»[Title/Abstract] OR «muscle oxygen saturation»[Title/Abstract] OR NIRS[Title/Abstract] OR StO2[Title/Abstract] OR SmO2[Title/Abstract]) AND (o2peak[Title/Abstract] OR wmax[Title/Abstract] OR vo2peak[Title/Abstract] OR VO2MAX OR obla OR mlss OR dmax OR HIIT[Title/Abstract] OR sprint[Title/Abstract] OR all-out[Title/Abstract] OR wingate[Title/Abstract] OR OBLA[Title/Abstract] OR «onset of blood lactate accumulation»[Title/Abstract] OR «Rated Perceived Exertion»[Title/Abstract] OR «anaerobic threshold»[Title/Abstract] OR «lactate threshold»[Title/Abstract] OR «maximal lactate steady state»[Title/Abstract] OR «respiratory exchange ratio»[Title/Abstract] OR «respiratory compensation point»[Title/Abstract] OR «fixed blood lactate concentration»[Title/Abstract] OR «individual anaerobic threshold»[Title/Abstract] OR PWCFT[Title/Abstract] OR «Ventilatory Inflection Point «[Title/Abstract] OR «Anaerobic threshold»[Title/Abstract] OR «ventilatory threshold»[Title/Abstract] OR «Oxygen pulse»[Title/Abstract] OR «V-slope»[Title/Abstract] OR OPLA[Title/Abstract] OR «maximal steady state»[Title/Abstract] OR MSS[Title/Abstract] OR BPDP[Title/Abstract] OR «break-point of double product»[Title/Abstract] OR «onset of plasma lactate accumulation»[Title/Abstract] OR «ventilatory frequency»[Title/Abstract] OR «maximal accumulated oxygen deficit «[Title/Abstract] OR MAOD[Title/Abstract] OR «isocapnic buffering phase»[Title/Abstract] OR «stroke volume»[Title/Abstract] OR athlete OR cadence OR «endurance training» OR «hypertrophy training» OR «resistance training» OR «ramp test» OR «incremental»)

Терминология

4 глубина падение O2hb, глубина деоксигенации, дельта деоксигенации

5 время выхода на плато деоксигенации

6 время реоксигенации. в случае роста выше среднего уровня до нагрузки говорят о «перехлесте»

7 тау

8 средний уровень Thb

9 средний уровень O2Hb

10 Разница между Thb и O2Hb это Hhb. Иногда используется SmO2 как более удобный параметр, формула внизу.

NIRS — БИК-спектроскопия, Спектроскопия в ближней инфракрасной области

Оксиметр – прибор для измерения насыщения тканей кислородом

БИКС — близкий к инфракрасному свет

Дельта – площадь под кривой, разница между исходным и конечным уровнем

Тау и ½ тау.

Точка перелома оксигенации – момент когда кривая оксигенации во время ступенчатого теста совершает перелом, вследствие того что доставка О2 превосходит потребление О2. После перелома может идти более медленное падение, стабилизация или даже рост уровня оксигенации.

NIRS — измерение при помощи инфракрасного света концентрации гемоглобина и кислорода внутри мышц.

THb — общая концентрация гемоглобина. Так-же включает в себя и миоглобин. Измеряется в граммах на 100 мл ткани (мышца+жир+кожа, если есть кости то они тоже). Не надо путать с гемоглобином крови который тоже в граммах на дл.

O2Hb (OxyHb) – количество оксигенированного гемоглобина

HHb – количество деоксигенированного (без кислорода) гемоглобина

tHb – общее количество гемоглобина (O2Hb + HHb)

Hb Diff – O₂Hb – HHb

SmO2 – S – сатурация (насыщение) m – мышц O2 – кислородом. % сатурации это сколько гемоглобина и миоглобина сатурировано кислородом.

TSI % — индекс сатурации ткани. Тоже самое что SmO2 в разрезе измерения мышц.

SaO2 – сатурация артерий кислородом

rSO2 – церебральная оксиметрия. Регионарное насыщение гемоглобина кислородом в сосудистом бассейне коры головного мозга

SсtO2 (Saturation cerebral tissue) — абсолютная кислородная насыщенность тканей мозга

SpO2 –  переферическая (p) сатурация крови кислородом, измеряется пульсоксиметром (прищепка на палец). ScvO2 – сатурация кислородом центральных вен

StO2 – сатурация тканей кислородом. Формула StO2 = O2Hb / (O2Hb+ HHb) *100%

Технология NIRS

В принципе можно работать с черным ящиком – светит лампочка на мышцу, на экране ПК показываются цифры, как это работает нам не важно, все что создает помехи я описал в отдельном разделе.

Но если очень хочется можно прочитать литературу, чтобы понимать, как работает NIRS.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%8F_%D0%B2_%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%B6%D0%BD%D0%B5%D0%B9_%D0%B8%D0%BD%D1%84%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B8

Неплохо посмотреть видео о пульсоксиметрии, самом близком родственнике мониторов мышечной оксигенации.

https://www.youtube.com/channel/UCcs73XGJNxejCabGAkf7Sgw

Рекомендуемая литература о технологии (читать разделы о БИК-спектроскопии, общие вводные разделы о спектроскопии вообще)

1. Шмидт В. Оптическая спектроскопия для химиков и биологов.
2. Беккер Ю. Спектроскопия.
3. Пентин Ю.А., Вилков Л.В. Физические методы исследования в химии. Москва: Мир, 2003.
4. Драго Р. Физические методы в химии, в 2х т. М.: Мир, 1981.
5. Иоффе Б.В., Костиков Р.Р., Разин В.В. Физические методы определения строения органических соединений. М.:

 

07,03,2017 года, Москва.