고도 훈련

Altitude training
알프스의 스위스 올림픽 훈련 기지에서의 고도 훈련(경사 1,856m 또는 6,089ft) 모리츠.

고도 훈련은 적절한 고공 위치가 부족하기 때문에 보통 중간 고도에서 더 흔하지만, 해발 2,400m(8,000ft) 이상의 높은 고도에서 몇 주 동안 훈련을 하는 일부 지구력 운동선수들의 연습이다. 중간 고도에서 공기는 여전히 약 20.9%의 산소를 함유하고 있지만, 기압과 따라서 산소의 부분 압력이 감소한다.[1][2]

사용되는 프로토콜에 따라 신체는 적혈구헤모글로빈의 질량을 증가시키거나 근육대사를 바꾸는 등 하나 이상의 방법으로 산소 부족에 적응할 수 있다.[3][4][5][6] 지지자들은 그러한 선수들이 낮은 고도에서 경기를 할 때, 그들은 10-14일 동안 더 높은 적혈구 농도를 가질 것이고, 이것은 그들에게 경쟁 우위를 줄 것이라고 주장한다. 일부 운동선수들은 고공에서 영구히 생활하며, 오직 경기를 위해 해수면으로 돌아가지만, 운동할 수 있는 산소가 부족해 훈련에 어려움을 겪을 수 있다.

고도 훈련은 기압이 동일하게 유지되는 고도 시뮬레이션 텐트, 고도 시뮬레이션또는 마스크 기반의 저산소 시스템을 사용하여 시뮬레이션할 수 있지만 산소 함량이 감소하여 산소의 부분 압력도 감소한다. 운동을 하면서 호흡 빈도를 줄이는 것으로 구성된 저자극 훈련도 혈액과 근육산소를 현저히 줄여 고도 훈련을 흉내낼 수 있다.[7]

배경 이력

동독 저압실 고도훈련

고도 훈련 연구는 멕시코 멕시코시티에서 열린 1968년 올림픽 기간과 이후 2,240미터 높이(7,349피트)를 집중적으로 조사했다. 혐기성 스프린트 종목들이 모든 종류의 기록을 깬 반면, 지구력 종목들이 기록 이하의 중요한 마무리를 한 것은 이 올림픽 경기 동안이었다.[8] 이러한 경기 전에 고도가 이러한 엘리트, 세계적인 수준의 선수들의 경기력에 어떤 영향을 미칠 수 있는지, 그리고 대부분의 도출된 결론은 지구력 이벤트는 고통을 겪을 것이고 짧은 경기에서는 큰 부정적인 변화를 보지 못할 것이라는 가정 하에 도출된 것과 동일하다고 추측되었다. 이는 이동 중 저항이 적을 뿐만 아니라(공기의[9] 밀도가 낮기 때문) 스프린트 이벤트의 혐기성 때문이기도 했다. 궁극적으로 이러한 게임들은 저성능을 피하기 위한 목적으로 독특한 훈련원리를 개발한 고도훈련에 대한 조사에 영감을 주었다.

훈련요법

지구력 이벤트에 대한 경쟁 우위를 얻고자 하는 선수나 개인은 높은 고도에서 운동을 이용할 수 있다. 고도는 일반적으로 1,500미터(5,000피트) 이상의 고도로 정의된다.

Live-high, train-low

적응을 최적화하고 성능을 유지하기 위한 한 가지 제안은 실시간 하이 트레인 로우 원칙이다. 이 훈련 아이디어는 해수면에서 훈련하는 동안 동일한 운동 강도를 유지하면서 [10]에리트로포이에틴(EPO) 수치의 증가, 적혈구 수치의 증가, VO2 max의 증가와 같은 생리적 적응을 경험하기 위해 높은 고도에서 사는 것을 포함한다. 고공에서의 환경적 차이로 인해 운동 강도를 낮출 필요가 있을 수 있다. 라이브-하이-트레인-로우 이론을 조사하는 연구는 다양한 결과를 낳았는데, 이는 개인의 가변성, 고공에서 보내는 시간, 훈련 프로그램의 종류 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.[11][12] 예를 들어, 주로 혐기성 활동을 하는 운동선수들은 그들의 경기력을 부채질하기 위해 산소에 의존하지 않기 때문에 고도 훈련에서 반드시 이득을 얻는 것은 아니라는 것이 밝혀졌다.

2,100–2,500미터(6,900–8,200피트)의 비훈련 고도 및 1,250미터(4,100피트) 이하의 훈련은 고도훈련에 최적의 접근방식이 되는 것으로 나타났다.[13] 라이브 하이 트레인 저하를 위한 좋은 장소로는 캘리포니아의 매머드 레이크, 애리조나 주의 플래그스태프, 그리고 스페인의 그라나다 근처의 시에라 네바다가 있다.[14]

고도 훈련은 상당한 시간 동안 고도 노출을 유지함으로써 속도, 힘, 지구력 및 회복의 증가를 발생시킬 수 있다. 18일 동안 시뮬레이션 고도 노출을 사용하면서도 해수면에 가깝게 훈련한 연구에서는 15일 후에도 성능 향상이 뚜렷이 나타났다.[15]

고도훈련 반대론자들은 선수의 적혈구 농도가 해수면으로 복귀한 지 며칠 안에 정상 수준으로 복귀하고, 해수면에서 가능한 것과 같은 강도로 훈련하는 것은 불가능해 훈련 효과를 떨어뜨리고 고산병으로 훈련 시간을 낭비한다고 주장한다. 고도 훈련은 저산소증 스트레스로 인해 회복이 더딜 수 있다.[16] 16,000피트(5,000m) 이상의 고도에서 극심한 저산소증에 노출되면 골격근 조직이 상당히 악화될 수 있다. 이 고도에서 5주는 근육량의 10~15%[17] 감소로 이어진다.

라이브 하이, 트레인 하이

라이브-하이-트레인-하이-하이 체제에서는 운동선수가 원하는 고도에서 생활하고 훈련한다. 운동선수가 저산소 환경에 지속적으로 있기 때문에 신체에 대한 자극은 일정하다. 초기에는 VO2 최대값이 상당히 하락한다. 높은 고도에서 해발 1000m마다 약 7%씩 감소한다. 운동선수들은 더 이상 해수면에서 그들이 할 수 있는 만큼의 산소를 대사할 수 없을 것이다. 주어진 속도는 고도에서 더 높은 상대 강도로 수행되어야 한다.[16]

저산소증에서 반복적인 단거리 주행

저산소증(RSH)의 반복적인 단거리 달리기에서 선수들은 30초 미만의 짧은 단거리 달리기를 할 수 있다. 그들은 저산소 조건에서 불완전한 회복을 경험한다. 운동 대 휴식 시간 비율은 1:4 미만이므로, 30초마다 전체 전력 질주마다 120초 미만의 휴식이 있다.[18]

노르망시아(RSN)에서 RSH와 반복 스프린트를 비교했을 때, 연구 결과에 따르면 RSH는 피로와 전력 출력에 대한 시간을 향상시켰다. RSH 및 RSN 그룹은 4주간의 훈련 기간을 전후하여 시험되었다. 두 그룹 모두 처음에는 완전히 지치기 전에 9-10번의 전력 질주를 끝냈다. 4주간의 훈련 기간이 끝난 후, RSH 그룹은 13번의 올 아웃 스프린트를 마칠 수 있었고 RSN 그룹은 9번밖에 완주하지 못했다.[18]

RSH에서 가능한 생리학적 이점으로는 보상 혈관 절제인산염(PCR) 재생이 있다. 신체의 조직은 저산소증을 감지하고 혈관확장을 유도하는 능력을 가지고 있다. 높은 혈류량은 골격근육이 산소공급량을 최대화하는데 도움을 준다. PCr 재합성률이 더 높으면 고강도 운동 초기 단계에서 근육의 파워 생성을 증가시킨다.[19]

RSH는 여전히 상대적으로 새로운 훈련 방법이고 완전히 이해되지 않는다.[18]

인공 고도

고도 시뮬레이션 시스템은 더 나은 고도 생리학과 더 격렬한 운동 사이의 긴장에 시달리지 않는 프로토콜을 가능하게 했다. 그러한 시뮬레이션된 고도 시스템은 필요한 경우 경쟁에 더 가깝게 활용될 수 있다.

핀란드에서는 하이키 루스코라는 과학자가 '고층집'을 설계했다. 해수면에 위치한 집 안의 공기는 정상압력이지만 산소농도가 약 15.3%(해발 20.9% 이하)로 수정돼 고도에서 산소의 부분압력이 낮아져 고도훈련에 자주 이용되는 산소량과 대략 맞먹는다.e. 운동선수들은 집 안에서 살고 잠을 자지만 밖에서 훈련을 한다(20.9%의 정상 산소 농도로). Rusko의 결과는 EPO와 적세포 수준의 향상을 보여준다.

인공 고도는 선수들이 높은 고도 환경을 모방하는 고도 시뮬레이터에서 훈련하는 저산소 운동에도 사용될 수 있다. 운동선수들은 낮은 속도에서 높은 강도 훈련을 할 수 있기 때문에 근골격계에 대한 스트레스를 덜 발생시킨다.[16] 이것은 근골격계 부상을 당하여 운동 중 많은 스트레스를 가할 수 없는 운동선수에게 이로운데, 이것은 보통 고강도의 심혈관 훈련을 하는 데 필요하다. 운동 시간의 저산소 노출만으로는 혈액학적 파라미터의 변화를 유도하기에 충분하지 않다. 헤마토크리트와 헤모글로빈 농도는 대체로 변함이 없다.[17] 고도 훈련 시스템을 제공하는 많은 회사들이 있는데, 특히 1990년대 중반에 인공 고도 훈련 시스템을 개척한 하이닉소사가 가장 눈에 띈다.

닐 스테이시라는 이름의 남아공 과학자는 해발보다 훨씬 높은 산소 부분 압력을 훈련 환경에 제공하기 위해 산소 농축을 사용하는 것과 반대되는 접근법을 제안했다. 이 방법은 훈련 강도를 높이기 위한 것이다.[20]

원리 및 메커니즘

고도 훈련은 해수면과 고도의 대기압의 차이 때문에 효과가 있다. 해수면에서는 공기가 더 밀도가 높고 공기 리터당 가스 분자가 더 많다. 고도에 관계없이 공기는 산소 21%, 질소 78%로 구성된다. 고도가 높아질수록 이들 가스에 의해 발휘되는 압력은 줄어든다. 따라서 단위 부피당 분자가 적으며, 이는 체내 기체의 부분적인 압력 감소를 야기하여 고도에서 일어나는 신체의 다양한 생리학적 변화를 이끌어낸다.[21]

고도 훈련을 통해 얻어지는 성과 이득을 주로 담당하는 생리 적응은 연구자들 사이에서 논의의 대상이다. 미국 연구자 벤 레빈과 짐 스트레이 건더슨을 포함한 일부 사람들은 이것이 주로 적혈구 부피 증가라고 주장한다.[22]

호주 연구원인 크리스 고어, 뉴질랜드 연구원인 윌 홉킨스를 포함한 다른 연구자들은 이에 대해 이의를 제기하고 대신 그 이득이 주로 보다 경제적인 산소 이용 방식으로의 전환과 같은 다른 적응의 결과라고 주장한다.[23]

적혈구 부피 증가

인간 적혈구

높은 고도에서 산소 헤모글로빈 포화도가 감소한다. 이 저산소 질환은 저산소증 유발인자 1(HIF1)이 안정되게 하고 신장이 분비하는 호르몬에리트로포이에틴(EPO)의 생성을 자극해 헤모글로빈 포화 및 산소 전달을 증가시킨다.[24] 일부 운동선수들은 고도에 대해 강한 적혈구 반응을 보이는 반면 다른 운동선수들은 만성 피폭으로 적혈구 질량이 거의 증가하지 않거나 전혀 증가하지 않는다고 본다.[25] 다양한 연구들이 높은 고도에서 보내는 시간을 기준으로 다른 결론을 발견했기 때문에 이 적응이 얼마나 오래 걸리는지는 불확실하다.[26]

EPO는 체내에서 자연적으로 발생하지만, 신장 결함으로 고생하는 환자들을 치료하고 항암화학요법 시 환자를 치료하기 위해 합성적으로 만들어지기도 한다. 지난 30년 동안 EPO는 지구력 종목에서 우위를 점하기 위해 혈액 도핑과 주사를 통해 경쟁 선수들에게 자주 악용되고 있다. 그러나 EPO를 남용하면 RBC 카운트가 정상 수준(폴리시테마니아) 이상으로 증가하며 혈액의 점도가 증가하여 고혈압으로 이어질 수 있으며 혈전, 심장마비 또는 뇌졸중의 가능성이 높아진다. 인간 신장에 의한 EPO의 자연 분비는 고도 훈련을 통해 증가시킬 수 있지만, 신체는 분비할 자연 EPO의 양에 한계가 있어 불법 도핑 시술로 인한 유해한 부작용을 피할 수 있다.

기타 메커니즘

고도 훈련의 효용성을 설명하기 위한 다른 메커니즘이 제안되었다. 고도 훈련으로 적혈구가 통계적으로 유의미한 증가세를 보이는 연구도 없다. 한 연구는 훈련 강도를 높임으로써 성공에 대해 설명했다.[15] 이렇게 개선된 훈련은 해수면 복귀 후 보름 이상 지속되는 효과를 낳았다.

또 다른 연구자들은 고도 훈련이 근육에 의한 산소의 보다 효율적인 사용을 촉진한다고 주장한다.[23] 이러한 효율성은 혈관신생, 포도당 운반, 당분해 및 pH 규제를 포함한 고도 훈련에 대한 다른 수많은 반응에서 발생할 수 있으며, 각 반응은 더 많은 적혈구와 무관하게 향상된 내구성 성능을 부분적으로 설명할 수 있다.[5] 게다가 고공에서 운동하는 것은 선택된 유전자 성분의 근육 조절과 골격근의 미토콘드리아 성질의 개선을 유발하는 것으로 나타났다.[27][28]

높은 고도에서 활동하는 쥐와 해수면에서 활동하는 쥐를 두 개의 좌식 대조군과 비교한 연구에서는, 근육 섬유 유형이 동태적 난제에 따라 변화하여 베타 산화 주기 및 구연산 주기 동안 대사 효율이 증가하여 ae에 대한 ATP의 활용도가 증가하는 것으로 관찰되었다.강도 높은 [29]연기

높은 고도에서 낮은 대기압 때문에 흡입이 일어나려면 호흡계통 내의 공기압이 낮은 고도에서보다 낮아야 한다. 따라서 높은 고도에서 흡입하면 일반적으로 낮은 고도에서보다 흉부 횡격막이 상대적으로 더 낮아진다.

참고 항목

참조

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