Являются ли мышечные датчики кислорода следующим отличным носимым устройством для фитнеса?

May 19, 2023

Небольшая компания из Миннесоты считает, что она создала будущее фитнес-технологий. Теперь ему предстоит научить остальных из нас, как им пользоваться.

Heading out the door? Read this article on the new Outside+ app available now on iOS devices for members! >","name":"in-content-cta","type":"link"}}">Загрузите приложение.

Во время типичного тренировочного заезда в испанской Сьерра-Неваде чемпион Олимпийских игр в Токио по триатлону Кристиан Блюмменфельт может стартовать недалеко от Гранады, на высоте около 3000 футов над уровнем моря, и финишировать на высоте 10 000 футов. Ключевой мантрой норвежской сборной по триатлону — контроль интенсивности: каждая тренировка не легче и не сложнее, чем предписывает тренер. Но перепад высот затрудняет набор темпа. Поскольку воздух становится более разреженным, постоянно снижающийся уровень кислорода означает, что частота сердечных сокращений и выходная мощность больше не указывают на то, насколько усердно работает организм. Лактат, для которого требуется небольшая капля крови, является слишком громоздкой мерой, чтобы удержать их на цели. Поэтому Блюмменфельт и его партнеры по тренировкам полагаются на относительно малоизвестную и необъявленную портативную технологию, которая, по словам спортивного ученого команды и олимпийского тренера Олава Александра Бу, стала важнейшим инструментом в их тренировочном режиме: датчик мышечного кислорода.

Ни для кого не секрет, что выносливость требует кислорода. Стандартным лабораторным измерением является тест VO2 max, который определяет, сколько кислорода вы можете вдохнуть, диффундировать из легких в кровоток, а затем перекачать в мышцы по всему телу. Но дьявол кроется в деталях. Когда скалолаз, висящий за ее пальцы, достигает предела своей выносливости, он, возможно, даже не дышит тяжело. Мышцы ее предплечий не могут получить кислород достаточно быстро, хотя в других частях тела его циркулирует достаточно много. Если вы прикрепите к предплечью альпиниста датчик мышечного кислорода размером чуть больше спичечного коробка (что недавно сделали спортивный ученый Андри Фельдманн и его коллеги из Бернского университета в Швейцарии), вы сможете предсказать, когда она упадет. Фельдманн также использовал их с лыжниками и футболистами. «Я думаю, что мышечный кислород должен заменить частоту сердечных сокращений в качестве основного биомаркера для спортсменов», — говорит он.

Технология, используемая для измерения кислорода в мышцах, называется спектроскопией ближнего инфракрасного диапазона или NIRS. Пропуская свет через кожу и измеряя то, что отражается, NIRS может определить, какой процент молекул гемоглобина и миоглобина в мышцах и тканях под ними переносят кислород. Если это число увеличивается до 100 процентов, это означает, что подача кислорода превышает потребности мышц; если он падает к нулю, спрос превышает предложение. Если крутить педали изо всех сил в течение пяти минут, нагрузка на квадрицепсы может снизиться ниже 20 процентов, а элитные спортсмены могут напрячься еще ниже. (Основная идея аналогична пульсоксиметрам, но они измеряют уровень кислорода в кровотоке, а не в конкретной мышце.) «NIRS используется в физиологии физических упражнений на протяжении десятилетий», — говорит Брэд Уилкинс, физиолог из Университета Гонзага и бывший директор. в лаборатории спортивных исследований Nike. Но устройства NIRS были громоздкими и дорогими, их стоимость начиналась от 15 000 долларов, поэтому они редко покидали лабораторию.

Ситуация начала меняться в 2012 году, когда инженер-механик из Миннесоты по имени Роджер Шмитц начал разработку более простого и дешевого датчика NIRS. Сначала Шмитц решил, что сможет внедрить эту технологию в медицинское устройство для лечения таких заболеваний, как сердечная недостаточность, но кардиолог из Университета Миннесоты предупредил его, что получение одобрения FDA будет огромным препятствием. «Он сказал: «Почему бы вам не сделать это для спортсменов? Тогда вы сразу же сможете выставить это на рынок», — вспоминает Шмитц. Его датчик Moxy дебютировал в 2013 году по первоначальной цене около 1000 долларов. В последующие годы появилась пара более дешевых конкурентов, производства BSX и Humon, но обе компании прекратили продажу датчиков мышечного кислорода. Текущая стоимость датчика Moxy составляет 800 долларов. Стоит ли оно того, зависит от ответа на вопрос, который Шмитц и другие обсуждают уже почти десять лет: могут ли данные о мышечном кислороде действительно помочь спортсменам лучше тренироваться и соревноваться?