Региональная оксигенация тканей во время высокоинтенсивной нагрузки после добровольной изокапнической гиперпноэ по сравнению с вдоховой пороговой нагрузкой у выносливо‑тренированных людей: рандомизированное контролируемое исследование

Лучше дышать, чтобы трудиться мощнее

Когда мы выкладываемся на пределе во время тяжёлой тренировки, лёгкие и дыхательные мышцы трудятся не менее усердно, чем ноги. Многие атлеты сейчас используют специальные дыхательные упражнения, стремясь улучшить производительность за счёт укрепления этих мышц и улучшения доставки кислорода по организму. В этом исследовании поставлен простой, но важный вопрос: изменяют ли два популярных метода тренировки дыхания количество кислорода, поступающего в мозг, дыхательные и ноги‑мышцы во время максимальной велосипедной нагрузки?

Два способа тренировать дыхание

Исследователи сосредоточились на выносливо‑тренированных бегунах, велосипедистах и триатлетах в их 20–30‑х годах. Все были в хорошей форме и привыкли к регулярным тренировкам. Команда сравнила две распространённые дыхательные программы в течение пяти недель. Одна, называемая добровольной изокапнической гиперпноэ, предполагает быстрое и глубокое дыхание в течение нескольких минут с помощью специального устройства, которое частично рециркулирует воздух. Это тренирует дыхательную систему на выносливость — много быстрых, относительно лёгких вдохов‑выдохов. Другая, вдоховая пороговая нагрузка, заставляет человека вдыхать против сильного сопротивления, как будто поднимать тяжести дыхательными мышцами, — это развивает силу больше, чем выносливость. Обе программы были тщательно сопоставлены так, чтобы атлеты выполняли одно и то же общее количество вдохов в неделю.

Испытание спортсменов тяжёлой ездой

До и после пятинедельной программы все участники проходили сложные лабораторные велосипедные тесты. Сначала постепенный тест (раmp) определял пиковую мощность и потребление кислорода у каждого человека. Затем, в отдельный день, они ехали на 80 процентов от этой пиковой мощности — усилие, близкое к соревновательному — до невозможности поддерживать требуемую частоту педалирования. Во время этого постоянного по нагрузке теста учёные использовали датчики ближнего инфракрасного диапазона на лбу, между рёбрами и на бедре, чтобы отслеживать, как меняются кровь и уровень кислорода в префронтальной области мозга, в дыхательных мышцах и в основной рабочей мышце ноги. Такой подход позволял видеть поминутно и по секундам, смещается ли распределение кислорода по телу под нагрузкой после тренировки.

Что изменилось, а что осталось прежним

Две дыхательные программы дали явно разные адаптации. Режим быстрого дыхания улучшил объём воздуха, который атлеты могли прокачать через лёгкие, увеличил частоту и глубину дыхания при максимуме и привёл к умеренному росту пикового потребления кислорода — признаки того, что дыхательная система стала эффективнее. Программа с сопротивлением, напротив, существенно увеличила максимальное давление, которое могут развить вдоховые мышцы, показывая значительный прирост силы, но заметно не изменила общую аэробную ёмкость. Удивительно, но, несмотря на эти различные улучшения, поведение уровней кислорода в мозге, дыхательных и бедренных мышцах во время тяжёлого теста на велосипеде в основном не изменилось после ни одного из видов тренировки.

Модели кислорода при высокой нагрузке

Как и ожидалось, интенсивная езда вызывала заметные падения уровня кислорода в дыхательных и бедренных мышцах, в то время как общий объём крови в этих областях оставался относительно стабильным — это указывает на то, что мышцы просто извлекали больше кислорода, чтобы покрыть высокий спрос. В лобной части мозга объём крови и молекулы, несущие кислород, со временем возрастали, а общая сатурация оставалась стабильной, что означает: мозг продолжал получать достаточное количество кислорода, несмотря на ощущение усилившейся нагрузки. После пяти недель тренинга эти паттерны выглядели по сути так же в обеих группах. Единственным признаком небольшого изменения было примерно трёхпроцентное увеличение показателя насыщения кислородом в бедренной мышце, замеченное у спортсменов обеих программ. Поскольку это смещение было небольшим и находилось в пределах обычного шума измерения этой методики, авторы предупреждают не придавать ему излишнего значения, особенно учитывая, что оно не отразилось на увеличении времени до истощения в тесте.

Что это значит для спортсменов

Для тренированных выносливых спортсменов короткие дыхательные программы действительно могут укрепить дыхательную систему — либо за счёт повышения её выносливости, либо за счёт увеличения силы — но это не обязательно означает, что организм начнёт по‑новому перераспределять кислород при очень интенсивной нагрузке. В этом исследовании мозг и рабочие мышцы продемонстрировали устойчивые, почти неизменные модели оксигенации после пяти недель тренировки, а результаты в тесте с постоянной нагрузкой не улучшились. Результаты указывают на то, что по крайней мере у уже подготовленных людей за относительно короткий период дыхательные упражнения могут тонко настраивать респираторную систему без драматического изменения распределения кислорода во время интенсивных усилий. Возможно, потребуются более длительные периоды тренировки, другие типы спортсменов или комбинированные подходы, прежде чем появятся существенные сдвиги в оксигенации мышц и мозга — и, возможно, в производительности.

Цитирование: Ramos–López, D., Caulier–Cisterna, R., Vega–Moraga, A. et al. Regional tissue oxygenation during high-intensity exercise following voluntary isocapnic hyperpnea versus inspiratory threshold loading in endurance–trained individuals: a randomized controlled trial. Sci Rep 16, 10732 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46153-1

Ключевые слова: тренировка дыхательных мышц, выносливые упражнения, оксигенация мышц, вело‑производительность, ближняя инфракрасная спектроскопия