Monitoring snu to nie tylko pusta moda. Zobacz, co możesz z niego wyczytać?

Weryfikacja

Autor: Maciej Szukała

Dzisiaj nikogo nie dziwi już twierdzenie, że na progres formy w sporcie składa się wiele czynników. Trenerzy mawiają, że kondycję buduje się w kuchni i jest w tym sporo prawdy. Oprócz diety kluczowe kwestie to także trening i suplementacja. Często pomijanym aspektem rozwoju sportowego jest jednak sen. Dlaczego wypoczynek sprawia, że możemy trenować ciężej i jak sen mierzą pulsometry treningowe?

Spis treści

1. Dlaczego sen dla sportowców jest tak ważny?
2. W jaki sposób smartwatche monitorują sen?
3. Jakie informacje podczas snu zbierają zegarki sportowe?
4. Czy monitorowanie snu przez zegarki sportowe jest dokładne?
5. W jakim celu zegarki szacują obciążenie autonomicznego układu nerwowego?
6. HRV a pomiar snu w zegarkach
7. Jakie fazy snu wykrywają zegarki sportowe?

Odpowiednio długi i głęboki sen jest kluczowy dla każdego z nas, choć osoby aktywne fizycznie powinny zwrócić szczególną uwagę na ten aspekt swojego życia.

Badania publikowane w 2015 roku w Journal of Child Psychology and Psychiatry wykazały, że sen pozytywnie i w wymiernym stopniu wpływa na koncentrację, produktywność oraz możliwość skupienia się na celu. Choć to konkretne badanie dotyczyło dzieci, dokonując ekstrapolacji na osoby aktywne fizycznie można wskazać, że kiedy jesteśmy wypoczęci znacznie łatwiej jest nam skupić się na wysiłku.

Dlaczego sen dla sportowców jest tak ważny?

Wprawdzie nadal brakuje jednoznacznych dowodów na istnienie połączenia między ograniczeniem snu a zwiększonym ryzykiem nadwagi nie ulega jednak wątpliwości, że przewlekła bezsenność powoduje zwiększone wytwarzanie kortyzolu. Ten hormon utrzymujący się przez dłuższy czas we wzmożonym stężeniu może prowadzić do niekontrolowanego wzrostu masy ciała, insulinooporności i innych zaburzeń metabolicznych.

Co istotne, wypoczynek ułatwia gospodarowanie kaloriami dostarczanymi do organizmu. Badania opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America potwierdziły, że nasze wzorce snu są silnie skorelowane z regulacją hormonów odpowiedzialnych za odczuwanie apetytu. Kiedy nie wypoczywamy odpowiednio dużo znacznie łatwiej jeść zbyt kalorycznie, a organizm dużo gorzej radzi sobie z gospodarowaniem otrzymaną energią i promuje odkładanie jej w formie tkanki tłuszczowej.

Szczególnie wartościowe badania z punktu widzenia sportowców pojawiły się w National Sleep Foundation. Zdaniem specjalistów największe korzyści ze snu osoby aktywne fizycznie odnotowują, śpiąc od 7 do nawet 10 godzin na dobę. Utrzymując taki rozkład dnia można zauważyć:

• lepszą wydolność;
• więcej energii;
• sprawniejszą koordynację;
• poprawę skupienia;
• większą szybkość.

Co więcej podczas snu dochodzi do procesu superkompensacji. Poprzez wdrożenie mechanizmów naprawczych nasz organizm regeneruje szkody wygenerowane podczas treningów i nadbudowuje je w taki sposób, aby mięśnie lepiej znosiły większą intensywność treningów.

Istnieją także silne przesłanki, które pozwalają uznać, że spanie od 7 do 9 godzin pozytywnie wpływa na nasz system odpornościowy i skraca oraz osłabia stan zapalny, który towarzyszy nam po ćwiczeniach.

Dostępna obecnie technologia pozwala na znacznie więcej niż jedynie pomiar sumarycznego czasu snu. Wiele zegarków sportowych umożliwia korzystanie z funkcji zaawansowanego monitoringu regeneracji i wypoczynku.

W jaki sposób smartwatche monitorują sen?

Nowoczesne opaski sportowe wykorzystują technologię określają zbiorczo jako aktygrafia (ang. actigraphy). W praktyce to zbiór czujników – akcelerometrów, żyroskopów, pulsometrów, sensorów IR, które współpracując z zaprogramowanymi algorytmami monitorują cykl aktywności użytkownika.

Wykrywając wszystkie ruchy, które wykonujemy w ciągu dnia (aktywujące nadgarstek) pulsometry są w stanie wykryć:

• aktywność (rejestrowaną i nierejestrowaną jako trening);
• sen;
• bierny odpoczynek (niebędący snem).

W tym celu urządzenie łączy dane o ruchu z profilem i dynamiką zmiany tętna, poziomem saturacji krwi, w tym danymi historycznymi z profilu użytkownika.

Im aktywność jest większa, tym tętno będzie wyższe, dlatego fotopletyzmografia (PPG) zwiększa dokładność odczytu. Technologia PPG wykorzystuje dwa czujniki –emiter światła i fotodetektor. Pierwszy wytwarza światło, które jest w różnych stopniu pochłaniane lub odbijane przez tkankę. Z kolei fotodetektor odbiera i analizuje informacje o ilości odbitego światła, a następnie przetwarza go na wynik liczbowy zrozumiały dla użytkownika.

Pierwsze zegarki potrafiły jedynie analizować tętno. Obecnie zegarki przetwarzają dane z czujnika OHR na wiele sposobów wyliczając również saturację krwi oraz zmienność rytmu zatokowego serca (ang. Heart Rate Variability, HRV). Wszystkie te parametry są brane pod uwagę przy ocenie czasu trwania i jakości odpoczynku.

W praktyce czujniki PPG emitują światło o różnych barwach i producenci eksperymentują z różnymi rozwiązaniami. Światło podczerwone najlepiej sprawdzi się do monitorowania tętna w obszarach, gdzie przepływ krwi jest intensywny (np. pracujące mięśnie). Z kolei diody w kolorze zielonym lepiej radzą sobie z odczytem stopnia absorpcji tlenu i są w stanie rozróżnić hemoglobinę natlenowaną i odtlenowaną.

Jakie informacje podczas snu zbierają zegarki sportowe?

Proste zegarki sportowe monitorują tylko sumaryczny czas trwania wypoczynku. Najbardziej zaawansowany sprzęt potrafi jednak znacznie więcej. Dla przykładu fińska firma Polar opracowuje algorytmy, które następnie porównywane są z odczytami medycznego polisomnografu. W ten sposób użytkownik jest w stanie zebrać informacje o:

• sumarycznym czasie trwania snu;
• okresach wybudzeń;
• czasie trwania każdej z faz snu (REM, sen głęboki);
• obciążenie autonomicznego układu nerwowego;
• ciągłości snu.

Godzina zaśnięcia i wybudzenia rejestrowana jest automatyczne poprzez akcelerator 3D, który monitoruje ruchy ręki i koreluje je ze zmiana tętna oraz HRV. Dla ułatwienia analizy producenci zegarków wprowadzają wielostopniowe skale, zarówno generujące wynik automatycznie, jak i pozwalające na ręczne wprowadzenie danych określających samopoczucie po przebudzeniu. Feedback dotyczący snu powinien uwzględniać obie skale ocen – obiektywną i subiektywną.

Sen w smartwatchach zwykle należy oceniać na podstawie kilkutygodniowego trendu. Często zegarki nie dają nawet informacji zwrotnych przez pierwszych kilka nocy, zbierając dane o stanie zdrowia i nawykach użytkownika. Pierwsze wskazówki dotyczące jakości snu i jego poprawy pojawiają się zwykle po tym czasie.

Czy monitorowanie snu przez zegarki sportowe jest dokładne?

Choć technologia stosowana w sportowej elektronice ciągle się rozwija nadal nie jest doskonała. Oczywiście wiele zależy od marki, modelu i przedziału cenowego. Droższe i bardziej zaawansowane sprzęty zwykle oferują bardziej precyzyjne odczyty od tanich modeli.

Założyciel firmy OWN IT, Justin Roethlingshoefer zwraca uwagę na wady aktygrafii. Choć czujniki dobrze radzą sobie z wykryciem momentu w którym zasypiamy, nadal mają problem z rozróżnieniem poszczególnych faz snu. Ocenia średnią dokładność urządzeń na zaledwie 60%.

Oczywiście można wskazać na wyjątki od tej zasady. Badania opublikowane w 2019 roku przez Journal of Medical Internet Research potwierdziły imponująca skuteczność opasek firmy FitBit. Kolejne badania 2020 roku przeprowadzone przez University of Arizona wskazały na obiecujące wyniki modelu firmy Whoop. Tym razem chodziło o precyzyjny pomiar czasu trwania snu, a także rozróżnienia faz REM i snu głębokiego.

Część producentów (m.in. firma Polar) deklaruje, że stosowane przez nich metody pozostają w bliskiej relacji do złotego standardu badania jakości snu przy wykorzystaniu polisomnografu. Producent nie publikuje jednak wyników badań i podkreśla, że dotyczą one wyłącznie osób dorosłych i zdrowych, w dobrej kondycji medycznej.

W jakim celu zegarki szacują obciążenie autonomicznego układu nerwowego?

Część zegarków dostępnych w sprzedaży oprócz samego snu ocenia również różnego rodzaju wartości pochodne, które mogą służyć jako wartościowe przesłanki do ustalenia harmonogramu kolejnych treningów. Jednym z nich jest obciążenie autonomicznego układu nerwowego. To część naszego organizmu, która reguluje funkcje niezależne od woli takie jak:

• temperatura ciała;
• produkcja potu, śliny oraz innych wydzielin;
• trawienie i metabolizm;
• balans elektrolitowy;
• tętno i ciśnienie;
• częstotliwość oddychania.

Autonomiczny układ nerwowy składa się z trzech części – układu sympatycznego, parasympatycznego oraz jelitowego układu nerwowego. Kiedy śpimy aktywny pozostaje głównie układ parasympatyczny, podczas gdy układ sympatyczny wycisza się, pozwalając na lepszą regenerację na nadchodzący dzień.

Kiedy mamy problemy z zaśnięciem tętno przyspiesza, rośnie poziom stresu i, choć okazjonalnie jest to naturalne, kiedy zdarza się zbyt często może prowadzić do chronicznej bezsenności. Na co dzień takie zaburzenia odczuwamy jako ciągłe zmęczenie, trudności ze skupieniem się i brak sił podczas treningów.

Monitorowanie autonomicznego układu nerwowego w dłuższym przedziale czasu (w zegarkach Polar to aż 28 dni) pozwala na ocenę higieny spania i ustalenie, czy problem z wypoczynkiem rzeczywiście występuje. Kalkulacja odbywa się w oparciu o tętno, zmienność rytmu zatokowego HRV oraz częstotliwość oddechów.

HRV a pomiar snu w zegarkach

Coraz większą popularnością cieszy się pomiar zmienności rytmu zatokowego, określany jako HRV. Najnowsze pulsometry monitorują ten parametr razem z pulsem i saturacją krwi. Pod pojęciem HRV kryje się wartość wyrażona w milisekundach, która odzwierciedla odstęp między kolejnymi uderzeniami serca.

Istnieje silny związek między wartością HRV a stopniem regeneracji organizmu. Większa wartość HRV odpowiada za lepszą adaptację do wysiłku oraz wypoczynek między kolejnymi jednostkami treningowymi. Z kolei niższe HRV wskazuje na obciążenie autonomicznego układu nerwowego. Można powiedzieć, że HRV odzwierciedla balans między sympatycznym i parasympatycznym układem nerwowym.

Zmniejszenie HRV można zauważyć nie tylko wtedy, gdy jesteśmy zmęczeni. Towarzyszy nam również w innych stresujących sytuacjach jak ważny egzamin, przemowa przed dużym gremium lub czekające na nas trudne zadania w pracy.

Do czego konkretnie można wykorzystać status HRV w sporcie?

• ocena stopnia regeneracji;
• ustalenie, czy forma sportowa nie zmierza w stronę przetrenowania;
• określenie, czy dany plan treningowy przynosi rezultaty w postaci adaptacji do wysiłku;
• ustalenie, czy danego dnia forma sportowa pozwala na wykonanie założonej jednostki treningowej;
• wstępna diagnoza stanu zdrowia pozwalająca na profilaktykę choroby lub kontuzji.

Związek między stopniem regeneracji a HRV potwierdza badanie z 2007 roku przeprowadzone na grupie biegaczy, które wykazało, że niskie HRV wpływa na obniżenie maksymalnej prędkości biegu oraz przejściową redukcję pułapu tlenowego VO2Max. Inne testy potwierdziły związek HRV między stopniem regeneracji trójboistów. Zmienność rytmu zatokowego utrzymywała się na obniżonym poziomie przez 72 godziny po wyczerpującej jednostce treningowej i tyle samo czasu uczestnicy musieli poczekać, zanim siła wróciła do poziomu poprzedzającego test.

Jakie fazy snu wykrywają zegarki sportowe?

Choć mierzenie ilości i jakości snu może wydawać się nadmierną komplikacją codzienności to dobry sposób, aby sukcesywnie wdrażać zdrowe nawyki. Wiele urządzeń po kilku dniach pomiarów zaczyna generować wskazówki dotyczące poprawy fizycznego i psychicznego samopoczucia. Choć oczywiście nie da się ich zrównoważyć z profesjonalną poradą lekarza mogą stanowić wartościowe źródło pomysłów na co dzień.

Znajomość rytmu snu pozwala też ustalić jego prawidłowość. Wszyscy śnimy w powtarzalnych cyklach wśród których można wyróżnić:

• Faza snu NREM1 – początkowa faza odpoczynku w której następuje rozluźnienie mięśni, mogą jej towarzyszyć niewielkie drgawki; zwykle nie trwa dłużej niż 5 minut;
• Faza snu NREM2 – na tym etapie zaczyna zwalniać tętno, maleje częstotliwość oddechów. Typowa faza NREM2 trwa około 25 minut;
• Faza snu wolnofalowego NREM3 (ang. Slow-Wave Sleep, SWS) – zdominowana przez aktywność fal alfa jest kluczowa dla prawidłowego przebiegu procesów regeneracyjnych i wzrostowych. W pierwszych cyklach snu trwa około 40 minut i ulega stopniowemu skróceniu w miarę jak spędzamy coraz więcej czasu w fazie REM;
• Faza snu REM (ang. Rapid Eye Movement Sleep, REM) – wyróżnia się rozluźnieniem mięśni i gwałtownymi ruchami gałek ocznych pomimo zamknięcia oczu; w fazie REM mózg jest równy niemal w równym stopniu jak podczas przebudzenia. Ta faza jest najkrótsza w pierwszych cyklach snu i ulega stopniowemu wydłużeniu. W fazie REM dominują marzenia senne.

Średni cykl snu trwa 90 minut i w ciągu jednej nocy mamy ich od czterech do sześciu. Każdy składa się z czterech faz, trzech NREM oraz jednej REM. Każdy pełny cykl snu zazwyczaj kończy się krótkim wybudzeniem, którego zwykle nawet nie pamiętamy, choć zegarek może je zarejestrować. W ciągu jednej nocy możemy wybudzić się nawet kilkadziesiąt razy.

Możliwości oferowane przez nowoczesne zegarki sportowe pozwalają trenować bardziej świadomie niż kiedykolwiek wcześniej. Warto wykorzystać zaawansowaną analizę snu do osiągnięcia jeszcze lepszych wyników w sporcie.

Maciej Szukała