Как определить анаэробный порог. Тест для определения анаэробного порога (АнП)
Этому событию придумано множество названий: анаэробный порог, лактатный порог, ПАНО… его еще как-то называют, сейчас уже и не припомню. Как ни называй это состояние, оно является ключевым в оценке физического состояния спортсменов циклических видов спорта. Из множества терминов, я привык использовать анаэробный порог (АнП), его и буду использовать в этой статье.
Казалось бы, для чего нужно вводить какие-то непонятные пороги, когда можно поставить спортсмена на некую дистанцию и дать ему пробежать/проехать/проплыть…/преодолеть ее? Нехитрый способ следить за прогрессом физической формы, используя секундомер, безусловно, имеет право на существование. Однако, в нем есть свои недостатки. Самый главный недостаток — спортсмен может преодолевать дистанцию с разной тактикой. Условно, бегун может мощно ускориться на старте, размеренно в середине и конце, или наоборот, прибавить на финише. Вариаций существует масса и от этого сильно зависит конечный результат. Поэтому, смысл тестирования физической формы, по времени прохождения дистанции есть лишь тогда, когда спортсмен двигается на уровне АнП. И мы снова пришли к анаэробному порогу.
Давайте, наконец-то разберемся, что такое АнП. У человека существуют окислительные мышечные волокна (ОМВ) и гликолитические мышечные волокна (ГМВ). ОМВ работают с участием кислорода, а основным их энергоресурсом являются жиры; ГМВ работают без кислорода, их энергоресурсом являются углеводы. ГМВ включаются в работу только в том случае, когда задействованы все ОМВ. Функционируя, ГМВ образуют лактат, пока он находится в допустимых пределах, организм способен от него освобождаться, но если увеличить мощность, уровень лактата станет слишком высоким для продолжения работы. Резкий скачек уровня лактата в крови сопровождается снижением работоспособности мышц (мощность падает), этот перелом и называют анаэробным порогом .
Наиболее точно определить АнП можно с помощью пробы крови, непосредственно во время тренировки, когда концентрация лактата в крови резко возрастет — это и будет анаэробный порог. Брать кровь во время тренировок весьма неудобно, поэтому есть смысл рассмотреть другие методы определения АнП. В 1982 физиолог Франческо Конкони предложил свой метод измерения АнП, в последствии процедура стала называться тестом Конкони. Суть теста заключается в следующем: нужен стадион, либо любая другая зацикленная дорога, на которой можно отсчитывать круги, пульсометр и секундомер. Спортсмен преодолевает первый круг в спокойном темпе, по его завершению помощник записывает время и ЧСС. На следующем круге спортсмен прибавляет мощность, а ассистент вновь фиксирует данные о времени круга и ЧСС. Так продолжается до тех пор, пока удается улучшать время на 1 круге. Тест заканчивается отказом и сильным закислением спортсмена. Далее строится линейный двухмерный график, по одной оси откладывается пульс, по другой время круга. То место, где линии пересекаются и есть АнП. В итоге теста получаем результат, что АнП наступил на пульсе «таком-то», при «такой-то» мощности (или скорости, или времени круга). Именно мощностью на АнП и характеризуется физическая форма спортсмена.
Как правило, опытный спортсмен прекрасно знает, когда у него наступит АнП и может контролировать свою мощность, держась очень близко к АнП. Если не уходить за пределы порога, можно двигаться по дистанции с постоянной скоростью очень долго. Задача спортсмена в циклических видах спорта, на соревновании работать максимально близко к АнП, не выходя за порог. Как это определить непосредственно в забеге или гонке? Можно ориентироваться на показания пульсометра, если вы знаете, что АнП у вас на пульсе 160, значит в соревновании (по крайней мере до финиша), стоит работать на пульсе ниже 160, в диапазоне 150-160 уд./мин. Есть еще один способ — по отклику организма. Можно работать с небольшим закислением и держать постоянную мощность, с опытом вы прочувствуете эту зону и точно будете знать скорость, с которой можно двигаться не выходя за АнП.
На прошлой неделе мой друг Михаил Иванов, основатель проекта Smartreading.ru и тренер триатлетов, взял у меня небольшое блиц-интервью. Публикую его для вас!
Мой товарищ – Леонид Швецов обладает уникальными знаниями о марафонском беге. Я попросил его ответить на вопросы, которые волнуют большую часть любителей бега. Интервью получилось довольно длинным, но интересным.
Как в целом бежать быстрее на средних и длинных дистанциях?
Если вы бегун с опытом тренировок более года и вам трудно улучшить результаты за счет дальнейшего увеличения объемов бега, значит, настала пора увеличения скоростей. Это относится не ко всему беговому объему, а к двум, максимум трем тренировкам в неделю.
Вы можете определить, что готовы к серьезной интервальной работе, если способны пробежать 10 км. без того, чтобы ваш пульс превышал аэробные границы (в среднем 155 ударов в минуту) и скорость падала.
Как правильно балансировать интенсивность и объем?
Когда вы достигаете своего максимального объема бега, за этим следует 3-4-недельный макроцикл базовой подготовки. При этом обычно около 90% недельного километража проходит в аэробном режиме. Когда же вы начинаете добавлять интенсивность, объем можно снизить на 10-15% от максимума, а суммарная доля бега на ПАНО или более высоких скоростях будет выше – до 20% от недельного бегового объёма.
Если вы готовитесь к марафону или полумарафону, обычно достаточно этого соотношения. Если же ваша цель - , то общий объем надо снизить еще существеннее (до 50-60% от максимума), а доля бега в анаэробном и смешанном режимах может быть до 30%.
А что такое ПАНО?
ПАНО - условный уровень интенсивности работы, при которой уровень лактата начинает расти быстрее скорости бега. Говоря простым языком, вы достигаете ПАНО, когда вам становится трудно сказать более одной короткой фразы на одном дыхании.
Косвенно скоростью ПАНО можно считать скорость, с которой высокомотивированный спортсмен может бежать 1 час. Существует простой «полевой» тест определения скорости и пульса ПАНО, т. н. тест Конкони. Испытуемый должен пробежать 4 км, начиная с самой малой скорости (пульс 120 или менее) и ступенчато увеличивать ее на малую величину каждые 200 м. Градиент увеличения должен быть таким, чтобы преодолеть последние 200 м на максимальной скорости. По ходу теста на каждой 200-метровке фиксируются время и ЧСС. После чего строится график зависимости пульса от скорости бега. Место перегиба графика и является уровнем ПАНО. Конечно, этот способ имеет определенную погрешность. Более точным будет лабораторное определение с использованием газоанализатора.
(Примечание Михаила Иванова. Я использую для определения ПАНО 30-минутный тест. Атлет бежит 30 минут на той скорости, которую он может поддерживать в течение этого времени. Средний пульс за 30 минут - пульс ПАНО, средний темп за 20 минут - темп ПАНО. Отсюда можно рассчитать все тренировочные зоны).
Чем выше квалификация спортсмена, тем ближе его соревновательная скорость на марафонской дистанции к скорости ПАНО. Лично у меня эта разница могла составлять 3-5 секунд/км.
Почему высокий пульс -
это не здорово?
Сердцу сложно работать долго на высоком пульсе из-за особенностей кровообращения в самом сердце: при ЧСС 170 и выше коронарные сосуды не успевают полноценно раскрываться и наполняться кровью. Создается небольшой дефицит доставки кислорода и питательных веществ к миокарду.
(Примечание Михаила Иванова. Задача тренировочного процесса - бежать, ехать, плыть быстрее на том же пульсе, что и раньше.)
Какой недельный план ты мог бы предложить человеку, который пробежал полумарафон за два часа и хочет пробежать марафон за четыре часа через полгода?
Это довольно индивидуально, но схематично можно представить так: две тренировки в неделю - так называемые скоростные, или интенсивные, между которыми один или два дня аэробного бега.
Третья тяжелая тренировка недели - это длительный бег продолжительностью от 1:50 до 2:30 (в зависимости от подготовленности и других индивидуальных особенностей). Крайне желательно делать хотя бы один день (можно два) отдыха от бега, я рекомендую делать это на следующий день после длительного бега.
Какая тренировка должна быть ключевой для тех, кто хочет выбежать из трех часов?
Пожалуй, это длительный бег с включением в него интервалов на целевой марафонской скорости на второй половине дистанции. Например, 15 км в аэробном темпе, потом 15 км на целевой марафонской скорости.
Также можно опираться на тренировку на длинных отрезках (3-4 раза по 3-4 км) на ПАНО на второй половине дистанции тренировки.
Самую длинную тренировку (до 30 км или 2 часа 30 минут, что наступит быстрее) стоит сделать за 4-6 недель до марафона. Не ближе. Продолжительность самого длинного бега не имеет смысла делать более двух с половиной часов, если только вы не готовитесь к сверхмарафону или длинному трейловому старту.
Слышал ли ты про тренировку Yasso
800 (10 по 800 метров)? Что думаешь о ней?
Слышал давно от тебя J, а также совсем недавно кто-то из друзей по Facebook выложил в одной марафонской группе пост об этом методе. Лично я считаю, что это не обосновано никакими данными спортивной науки. Механизмы энергообеспечения, используемые в такой тренировке, совершенно иные, чем во время марафона. Я не знаю, насколько это справедливо для любительского бега, но в моем случае это точно не сработало бы. Мой личный рекорд в марафоне 2:09, с таким результатом я бежал трижды в своей карьере, и еще четырежды - 2:10. Но вряд ли я смог бы когда-либо сделать 10×800 м. по 2:10; максимум - по 2:15 J.
(Примечание Михаила Иванова. Мой опыт говорит, что для спортсменов-любителей это очень точная тренировка, предсказывающая результат. Я добавляю 10 минут к среднему времени на 800 м. То есть, если среднее время 2:55, гладкий марафон вы пробежите за 3:05)
Бег в холмы или бег на стадионе?
Эти два вида тренировки не могут рассматриваться как конкурирующие. Однако, если бы пришлось выбирать, я бы отдал предпочтение бегу на холмах, так как на нем можно развить силу в более специфичной для бега манере. И все же, если есть возможность, имеет смысл применять оба вида. Другое дело, что для достижения наилучшего тренировочного эффекта тренер должен мудро выбрать, когда и сколько бегать в том или ином режиме.
Как терпеть боль на тренировках?
Наверное, у разных людей есть разные способы J. Лично я даже не представлял себе прогресса в беге без того, чтобы перетерпеть себя. Я даже никогда не рассматривал это как боль. Это просто компонент подготовки бегуна, лыжника или велосипедиста. Можно повторять себе слова великого полководца Александра Васильевича Суворова: «Тяжело в ученье - легко в бою!»
Стоит ли есть на длинных тренировках?
Раньше мы никогда не ели на длительном беге, даже не всегда имели возможность пить изотоники. Наверное, в этом есть какой-то смысл для профессионального бега. Но любителям я все же рекомендую применять специальное спортивное питание (гели, батончики, энергетические таблетки и т.п.), поскольку они позволяют более качественно провести такую тренировку и лучше восстановиться после нее. Кроме того, питаясь во время бега, вы приучаете организм усваивать питание именно на бегу, что также немаловажно во время марафона или сверхмарафона.
Как правильно бежать с горы?
Этому вопросу я посвятил целую статью. Если вкратце, то при небольшом уклоне и определенном навыке можно увеличить наклон вперед и увеличить разведение бедер в сагиттальной плоскости (проще говоря, дальше отводить бедро назад и выносить вперед). Но это требует определенной подготовки. Крайне важно не делать наклон в поясе, а отклонять центр тяжести вперед относительно голеностопных суставов. Это не так просто сделать, требуется специальная сила и навык. Если уклон спуска крутой, то такая схема изменения техники бега не сработает. Лично я считаю, что в таком случае рациональнее сбавить скорость, чтобы постановка стоп на опору не была далеко впереди себя, - проще говоря, чтобы было комфортнее бежать и не стопорить себя. Вы немного проиграете в скорости, но сохраните свои мышцы, связки и суставы для дальнейшего бега. Вышесказанное не относится к таким специфическим видам бега, как скайраннинг, трейловый бег или спортивное ориентирование. Там царят свои законы, я же веду речь о беге по асфальтовым поверхностям.
Чем питаться до тренировок? После?
Перед тренировкой важнее не что съесть, а когда съесть. Средняя цифра - два часа, но она может отличаться у разных людей в большую или меньшую сторону. Перед велотренировками окно может быть меньше.
(Примечание Михаила Иванова. Большая часть людей тренируется утром до работы и поесть за 2 часа просто не реально. В этом случае лучше съесть банан сразу перед тем, как начать бег. Иногда я прошу своих учеников бегать на голодный желудок 40-45 минут. Такая тренировка помогает организму учиться использовать жиры в качестве основного источника энергии).
Из питания - преимущественно углеводы, например овсяная, пшенная, мультизерновая каша или мюсли. Лучше на воде, чем на молоке. Если хороший желудок, то яйца; лучше вареные, чем жареные. Пища должна быть легкоусвояемой. Можно добавлять масла - кедровое, оливковое, льняное, тыквенное и т.п.
В первые 15-20 минут после окончания тренировки нужны преимущественно жидкость и углеводы, далее - углеводы и белковые смеси. Лучше, если это будут специальные быстроусвояемые спортивные коктейли, поскольку для хорошего восстановления и получения максимального тренировочного эффекта важно успеть подать питание к мышцам в т.н. инсулиновое окно - это примерно первый час после окончания нагрузки, когда мышцы наиболее восприимчивы к усвоению питательных веществ.
Стоит ли пить кофе?
Пить, конечно, можно. Однако стоит знать, что пиковый взбадривающий эффект от кофе наблюдается между 5 и 30 минутами после потребления. За 5-7 дней перед стартом стоит воздержаться от кофеиносодержащих напитков. Тогда эффект от его применения во время соревнования наибольший. В дни, предшествующие старту, можно заменить его травяными чаями.
Рекомендуешь ли ты витамины?
Очевидно, что при высокой нагрузке потребность в витаминах повышается. Так что они помогают. Но увлекаться не стоит, лучше принимать меньше, чем рекомендовано на упаковке. Важно, чтобы была сбалансированность по препаратам группы B, так как превышение содержания по одному витамину может вызвать относительный дефицит другого. В разгрузочные недели стоит уменьшать их дозу или совсем убирать витамины. Следует помнить, что они все же отличаются от натуральных витаминов, содержащихся в естественных продуктах питания. Выбирайте хорошую проверенную фирму-производителя.
Можно ли пить алкоголь и тренироваться?
Общеизвестно, что состояние сосудов, сердца улучшается, если потреблять малое количества слабого алкоголя, например 150-200 мл сухого вина. Пиво для спортсмена-циклика - не очень хороший продукт. От крепкого алкоголя лучше отказаться совсем. Как правило, большая часть людей не может ограничиться одной рюмкой.
Почему при беге болит в боку?
Причины этого явления могут быть разными. Самые частые - это спазм диафрагмы или застойные явления в желчных путях или кровеносных сосудах печени.
Может помочь более глубокое дыхание с выпячиванием живота на вдохе и втягиванием его на выдохе. Вы имитируете глубокое брюшное дыхание прямо на бегу. Этот прием растягивает диафрагму и «массирует» печень. Оба этих действия способствуют снижению вышеупомянутых явлений (спазм и застой).
Некоторые спортсмены используют спазмолитики, например ношпу, прямо на бегу.
Какова профилактика травм?
Здесь я бы выделил три главных момента: 1) соответствующая силовая подготовка, специфичная именно для бегунов; 2) постепенность и посильность увеличения нагрузки (не более чем на 10% в неделю); 3) рациональная естественная техника бега.
Стоит ли делать силовую работу? Как часто?
Несомненно. На начальном этапе полного цикла подготовки к марафону подготовки бегуны, как начинающие, так и опытные должны делать 2-3 сессии силовых упражнений в неделю. Не обязательно делать это в виде отдельной тренировки, достаточно 15-20 минут силовых упражнений в конце или середине беговой тренировки. По мере углубления в тренировочный процесс к силовым упражнениям добавляется повторный бег в гору на коротких отрезках (100-200 м). Я также применяю прыжки в горку, но это уже более острое упражнение, я бы не советовал его начинающим. Важно понимать, что нужны специфичные для бега силовые упражнения, а не просто набор из арсенала типичного инструктора фитнес-клуба. Все же желательно, чтобы был тренер с беговым опытом или источник информации такого (бегового) рода.
Обязательна ли растяжка?
Здесь ситуация аналогична силовым упражнениям: надо делать не просто растяжку, а те упражнения, которые нужны бегуну. Кроме того, важно время выполнения растяжки: лучше выполнять ее после окончания беговой части тренировки, так как исследования последних лет показали, что чрезмерное растягивание мышц перед бегом ухудшает их работоспособность.
Сколько любителю нужно пар кроссовок? Для каких целей?
Это зависит от того, где и как человек тренируется. Совсем рекреационному бегуну достаточно двух пар - для бега по асфальту и для бега по пересеченной местности. Если же вы более амбициозны в своих целях, возможно, вам нужно больше. По меньшей мере надо иметь легкие соревновательные «марафонки» и более традиционные кроссовки. Хотя лично я применяю минималистичные кроссовки, ощущения в которых приближены к босоногому бегу.
Какой самый красивый марафон ты можешь рекомендовать?
Хотя у меня за спиной почти 50 марафонов, довольно трудно выделить какой-то особенный. Говорят, что очень красива трасса марафона Big Sur в Калифорнии. Если вы любите исторические места, вам понравятся Рим, Париж и Лондон, а также думаю, хороша трасса нового Московского марафона, проходящая по историческому центру города.
Еще мне понравились трассы марафона Twin Cities в Миннесоте и Disney World в Орландо.
Что отличает победителей от просто хороших бегунов?
Профессиональное отношение к своему делу. Даже если вы очень талантливы, надо жить спортом, включая повседневный образ жизни, тогда можно стать чемпионом.
Спортсменам на выносливость необходимо тренировать спсобность своего
организма поддерживать высокий уровень интенсивности и скорости на
протяжении всей дистанции соревнований, чтобы проходить ее настолько
жестко и настолько быстро, насколько это возможно. На короткой
гонке мы способны поддерживать более высокий темп, чем на длиной - почему? Многое в ответе на этот вопрос связано с
анаэробным порогом (или АнП).
Организм человека может поддерживать скорость выше Анп не более часа,
после чего кумулятивный эффект высокого уровня лактата начинает ухудшать
работоспособ
ность.
Чем короче гонка, тем больше лактата может быть
накоплено в организме.
Таким образом, для поддержания высокой скорости в соревнованиях на
выносливость, особенно тех, что длятся более часа, важно иметь высокий
АнП.
Для того, чтобы повысить АнП, необходимо тренироваться по ЧСС на
уровне или чуть ниже АнП.
ПАНО -
порог
анаэробного
обмена;
Тест .
Задача:
Оценить величину анаэробного порога и использовать данный
уровень интенсивности, а также субьективное восприятие нагрузки и темп,
соответствующие уровню, в тренировках.
Необходимое оборудование:
Монитор сердечного ритма, журнал для записи
данных – пройденой дистанции, времени, средней ЧСС во время нагрузки,
субьективные ощущения во время нагрузки (по шкале от 1 до 10, где 10 –
максимальное усилие).
Выполнение:
Выберите место и метод тестирования.
Бег
– 5-10 км
Велосипед
– 25-40 км
Перед началом теста разомнитесь в течение 15 минут с умеренной интенсивностью.
Пройдите дистанцию с максимальной скоростью, которую можете поддерживать
без потери темпа (это самая трудновыполнимая задача в тесте). Если
чствуете, что замедляетесь, значит; вы начали в темпе, который превышает
ваш АнП.
Прекратите тест и повторите его на следующей неделе, начав в более низком темпе.
Засеките время прохождения дистанции.
После 5-ти мин
работы ЧСС должна стабилизироваться.
ЧСС, которой вы достигнете через 5
мин и которую сможете поддержать в течение всей оставшейся дистанции
будет являться ЧСС на уровне АнП.
Сделайте 15-ти минутную разминку после теста.
Большинство тренировок в «четвертой зоне» лучше проводить на пульсе на
5-10 ударов ниже АнП. Преждевременные высокоинтенсивные тренировки,
вероятнее всего, приведут к раннему пику формы, либо вовсе его не достижению.
Еще один метод по определению максимального пульса.
Перед тестом сделайте разминку продолжительностью не менее 20 минут и хорошо растянитесь. От вас требуется хорошая скорость и мотивация при выполнении нагрузки. Используйте пульсометр, который обеспечит точность и легкость измерения ЧСС. При использовании монитора вы сможете в ходе теста определить свой анаэробный порог, если зафиксируете ЧСС в тот момент, когда почувствуте явную нехватку кислорода.
Не выполняйте нижеприведеные тесты, если вам больше 35 лет, если вы не проходлии медицинское обследование с нагрузочным тестом или если вы находитесь в плохой форме.
Бег:
беговой тест заключается в пробегании 1,6 км дистанции по
равнинной трассе илиатлетической дорожке с максимально возможной
скоростью. Последнюю четверть дистанции неободимо пробежать изо всех
сил. Засеките время бега. На него вы сможете потом ориентироваться
процессе дальнейшей подготовки. На финише остановитесь, и сразу же
подсчитайте пульс. Это будет ваша ЧСС max.
Велосипед:
Велотест включает педалирование на велотренажере или
велоргометре (лучше использовать свой велосипед) с максимально взможной
скоростью в течение 5 минут. Последние 30 с теста необходимо
педалировать изо всех сил, затем остановиться и немедленно подсчитать
пульс. Полученное значение будет являться вашей ЧСС max.
Узнав ЧСС max и ЧCC в покое можно приступить к расчету уровней интенсивности (тренировочных зон).
Метод, который Р. Слимейкера и Р. Браунинга.
Для начала
надо найти Резерв ЧСС по формуле:
ЧСС max – ЧСС в покое. А затем
полученное число умножаем:
1 уровень – 0,60-0,70
2 уровень – 0,71-0,75
3 уровень – 0,76-0,80
4 уровень – 0,81-0,90
5 уровень – 0,91-1,00
*******
ЛДГ или лактатдегидрогеназа, лактат – фермент
, участвующий в процессе
окисления глюкозы и образовании молочной кислоты. Лактат (соль молочной
кислоты) образуется в клетках в процессе дыхания. ЛДГ содержится почти
во всех органах и тканях человека, особенно много его в мышцах.
При полноценном снабжении кислородом лактат в крови не накапливается, а
разрушается до нейтральных продуктов и выводится. В условиях гипоксии
(недостатка кислорода) накапливается, вызывает чувство мышечной
усталости, нарушает процесс тканевого дыхания. Анализ биохимии крови на
ЛДГ проводят для диагностики заболеваний миокарда (сердечной мышцы),
печени, опухолевых заболеваний.
При выполнении ступенчатого теста имеет место явление, которое принято называть аэробным порогом (АэП). Появление АэП свидетельствует о рекрутировании всех ОМВ (окислительные мышечные волокна). По величине внешнего сопротивления можно судить о силе ММВ, которую они могут проявить при ресинтезе АТФ и КрФ за счет окисли-тельного фосфорилирования.
Дальнейшее увеличение мощности требует рекрутирования более высокопороговых двигательных единиц (МВ), это усиливает процессы анаэробного гликолиза, больше выходит лактата и ионов Н в кровь. При попадании лактата в ОМВ он превращается обратно в пируват с помощью фермента лактатдегидрогиназа по сердечному типу (ЛДГ Н). Однако мощность митохондриальной системы ОМВ имеет предел. Поэтому сначала наступает предельное динамическое равновесие между образованием лактата и его потреблением в ОМВ и ПМВ, а затем равновесие нарушается, и некомпенсируемые метаболиты - лактат, Н, СО2 - вызывают резкую интенсификацию физиологических функций. Дыхание один из наиболее чувствительных процессов, реагирует очень активно. Кровь при прохождении легких в зависимости от фаз дыхательного цикла должна иметь разное парциальное напряжение СО2. «Порция» артериальной крови с повышенным содержанием СО2 достигает хеморецепторов и непосредственно модулярных хемочувствительных структур ЦНС, что и вызывает интенсификацию дыхания. В итоге СО2 начинает вымываться из крови так, что в результате средняя концентрация углекислого газа в крови начинает снижаться. При достижении мощности, соответствующей АнП, скорость выхода лактата из работающих гликолитических МВ сравнивается со скоростью его окисления в ОМВ. В этот момент субстратом окисления в ОМВ становятся только углеводы (лактат ингибирует окисление жиров), часть из них составляет гликоген ОМВ, другую часть - лактат, образовавшийся в гликолитических МВ. Использование углеводов в качестве субстратов окисления обеспечивает максимальную скорость образования энергии (АТФ) в митохондриях ОМВ. Следовательно, потребление кислорода или (и) мощность на анаэробном пороге (АнП) характеризует максимальный окислительный потенциал (мощность) ОМВ.
Дальнейший рост внешней мощности делает необходимым вовлечение все более высокопороговых ДЕ, иннервирующих гликолитические МВ. Динамическое равновесие нарушается, продукция Н, лактата начинает превышать скорость их устранения. Это сопровождается дальнейшим увеличением легочной вентиляции, ЧСС и потребления кислорода. После АнП потребление кислорода в основном связано с работой дыхательных мышц и миокарда. При достижении предельных величин легочной вентиляции и ЧСС или при локальном утомлении мышц потребление кислорода стабилизируется, а затем начинает уменьшаться. В этот момент фиксируют МПК.
Изменение потребления кислорода (VO2) и увеличение концентрации лактата в крови при постепенном увеличении скорости бега.
Таким образом, МПК есть сумма величин потребления кислорода окислительными МВ тестируемых мышц, дыхательными мышцами и миокардом.
Энергообеспечение мышечной активности в упражнениях длительностью более 60 секунд в основном идет за счет запасов гликогена в мышце и в печени. Однако продолжительность выполнения упражнений с мощностью от 90 % максимальной аэробной мощности (МАМ) до мощности АнП не связана с исчерпанием запасов гликогена. Только в случае выполнения упражнения с мощностью АнП отказ от поддержания заданной мощности возникает в связи с исчерпанием в мышце запасов гликогена.
Таким образом, для оценки запасов в мышцах гликогена необходимо определить мощность АнП и выполнять такое упражнение до предела. По длительности поддержания мощности АнП можно судить о запасах гликогена в мышцах.
Увеличение мощности АнП, иначе говоря, рост митохондриальной массы ММВ, приводит к адаптационным процессам увеличению количества капилляров и их плотности (последнее вызывает увеличение транзитного времени крови). Это дает основание к предположению, что увеличение мощности АнП одновременно говорит о росте как массы ОМВ, так и степени капилляризации ОМВ.
Прямые показатели функционального состояния спортсменов
Функциональное состояние спортсмена определяется морфологической и (или) функциональной адаптацией систем организма для выполнения основного соревновательного упражнения. Самые заметные изменения происходят в таких системах организма, как сердечнососудистая, дыхательная, мышечная (опорно-двигательный аппарат), эндокринная, иммунная.
Производительность мышечной системы зависит от следующих параметров. Мышечная композиция по типу мышечного сокращения (процент быстрых и медленных мышечных волокон), которая определяется активностью фермента АТФ-аза. Процент этих волокон генетически детерминирован, т.е. в процессе тренировки не меняется. К изменяемым показателям относятся количество митохондрий и миофибрилл в окислительных, промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, различающихся между собой плотностью митохондрий около миофибрилл и активностью ферментов митохондрий сукцинатдегидргеназы и лактатдегидргеназы по мышечному и сердечному типу; структурные параметры эндоплазматической сети; количество лизосом, количество субстратов окисления в мышцах: гликогена, жирных кислот в скелетных мышцах, гликогена в печени.
Доставка кислорода к мышцам и выведение продуктов обмена определяется минутным объемом крови и количеством гемоглобина в крови, который определяет способность переносить кислород определенным объемом крови. Минутный объем крови рассчитывается как произведение текущего ударного объема сердца на текущую частоту сердечных сокращений. Максимальная ЧСС по литературным данным и нашим исследованиям, лимитирована определенным количеством ударов в минуту, порядка 190-200, после чего общая производительность сердечно-сосудистой системы резко снижается (уменьшается минутный объем крови) из-за возникновения такого эффекта как дефект диастолы, при котором происходит резкое снижение ударного объема крови. Из этого следует, что изменение максимального ударного объема крови в прямой пропорциональности изменяет минутный объем крови. Ударный объем крови связан с размерами сердца и степенью дилятации левого желудочка и является производной двух составляющих - генетической и процесса адаптации к тренировкам. Увеличение ударного объема, как правило, наблюдается у спортсменов, специализирующихся в видах спорта, связанных с проявлением выносливости.
Производительность дыхательной системы определяется жизненной емкостью легких и плотностью капиляризации внутренней поверхности легких.
В процессе спортивной тренировки эндокринные железы претерпевают изменения, связанные, как правило, с увеличением их массы и синтеза большего количества гормонов, необходимых для адаптации к физическим нагрузкам (при правильной тренировке и системе восстановления). В следствие воздействия с помощью специальных физических упражнений на железы эндокринной системы и повышения синтеза гормонов, происходит воздействие на иммунную систему, тем самым улучшая иммунитет спортсмена.
- Янсен П. ЧСС, лактат и тренировки на выносливость. Пер. с англ.- Мурманск: Издательство «Тулома», 2006.- 160 с.
- Отчет по теме № 732а «Разработка информационных технологий описания биологических процессов у спортсменов»
- A. Seireg, A. Arvikar. The prediction of muscular load sharing and joint forces in the lower extremities during walking. // J. of Biomech., 1975. - 8. - P. 89 - 105.
- P. N. Sperryn, L. Restan. Podiatry and Sports Physician - An Evaluation of Orthoses // British Journal of Sports Medicine. - 1983. - Vol. 17. - No. 4. - P. 129 - 134.
- A. J. Van den Bogert, A. J. Van Soest. Optimisation of power production in cycling using direct dynamics simulations. // IV int. Sym. Biom., 1993.
Метаболическая система снабжает мышцы топливом в виде углеводов, жиров и белков. В мышцах источники топлива превращаются в более полезную с точки зрения энергии форму, именуемую аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс может происходить как в аэробной, так и в анаэробной форме.
Аэробное производство энергии возникает при легком и ненапряженном катании. Основным источником энергии здесь служат жиры. В процессе принимает участие кислород, необходимый для преобразования топлива в АТФ. Чем медленнее вы ездите, тем больше жиров расходует организм и больше углеводов накапливается в мышцах. По мере ускорения темпа организм постепенно отказывается от жиров и переходит к углеводам как основному источнику энергии. При напряженных усилиях организму начинает требоваться больше кислорода, чем он получает при обычном катании, вследствие чего АТФ начинает производиться в анаэробной форме (то есть буквально «без участия кислорода»).
Анаэробные упражнения связаны с углеводами как основным источником топлива. По мере превращения углеводов в АТФ в мускулы попадает и побочный продукт, называемый молочной кислотой. Это приводит к возникновению наверняка знакомого вам по напряженным упражнениям ощущения жжения и тяжести в конечностях. По мере того как молочная кислота просачивается из мышечных клеток в кровоток, от нее отделяется молекула водорода, вследствие чего кислота преобразуется в лактат. Лактат накапливается в крови, и его уровень можно измерить с помощью пробы из пальца или мочки уха. Молочная кислота производится организмом всегда.
Порог анаэробного обмена - это показатель представляет собой уровень напряжения, при котором обмен веществ, или метаболизм, переходит из аэробной формы в анаэробную. Вследствии этого лактат начинает производиться так быстро, что организм оказывается не в состоянии эффективно от него избавиться. Если я (автор ДЖО ФРИЛ - «Библия велосипедиста» ) буду медленно наливать воду в картонный стакан с отверстием в дне, она будет выливаться так же быстро, как я ее наливаю. Именно это происходит с лактатом в нашем организме при низком уровне напряжения. Если же я буду наливать воду быстрее, то она начнет накапливаться в стакане, невзирая на то, что какая-то ее часть будет, как и прежде, выливаться. Именно этот момент и является аналогией ПАНО , возникающего при более высоком уровне напряжения. ПАНО - крайне важный показатель.
Спортсмены целесообразно научиться тому, как можно грубо оценить уровень своего ПАНО в полевых условиях. Для этого ему следует контролировать свой уровень напряжения и отслеживать момент возникновения жжения в ногах.
Ступенчатый тест на велосипедном тренажере
Тест
- Провести разминку 5-10 минут
- В течение всего теста вы должны поддерживать заранее заданный уровень мощности или скорости. Начните с уровня 24 км в час или 100 ватт и повышайте каждую минуту скорость на 1,5 км в час или мощность на 20 ватт до тех пор, пока вам хватает сил. Оставайтесь в седле на протяжении всего теста. Переключать передачи можете в любое время.
- По окончании каждой минуты сообщайте ассистенту (или запоминайте сами, или диктуйте на диктофон) показатель вашего напряжения, определяя его с помощью шкалы Борга (предварительно разместив ее в удобном месте).
- По истечении каждой минуты записывается уровень выходной мощности, показатель напряжения и величину ЧСС. После чего повышается мощность на новый уровень.
- Ассистент (или вы сами) внимательно наблюдает за вашим дыханием и отмечает момент, в который оно становится стесненным. Этот момент обозначается аббревиатурой VT (вентиляторный порог).
- Продолжайте упражнение до тех, пока вы можете выдерживать заданный уровень мощности на протяжении хотя бы 15 секунд.
- Полученные по итогам теста данные будут выглядеть примерно так.
Шкала воспринимаемого напряжения
6 - 7 = Чрезвычайно легкое
8 - 9 = Очень легкое
10 - 11 = Сравнительно легкое
12 - 13 = Отчасти тяжелое
14 - 15 = Тяжелое
16 - 17 = Очень тяжелое
18 - 20 = Чрезвычайно тяжелое
Тестирование критической мощности
Проведите пять индивидуальных гонок на время, желательно в течение нескольких дней.
- 12 секунд
- 1 минута
- 6 минут
- 12 минут
- 30 минут
В ходе каждого теста вы должны прилагать максимум усилий на всем протяжении. Не исключено, что для определения правильного темпа потребуется предпринять две или три попытки на протяжении нескольких дней или даже недель.
Расчеты для большей продолжительности – в 60, 90 и 180 минут – могу быть произведены с помощью графика путем продления вправо прямой, проведенной через точки КМ12 и КМ30, и отметки на ней нужных точек.
Вы можете также оценить значения для этих дополнительных данных с помощью простых математических вычислений. Для расчета мощности 60-минутного интервала отнимите 5% от величины мощности для 30-минутного интервала. Для примерного расчета мощности 90-минутного интервала отнимите 2,5% от показателя мощности для 60-минутного интервала. Если же вы отнимите 5% от показателя мощности для 90-минутного интервала, то получите мощность для 180-минутного интервала.
Примерная схема прилагается (у каждого свои показатели)
Материал взят из книги Джо Фрила «Библия велосипедиста»
Анаэробный порог (АнП) - уровень потребления кислорода, выше которого анаэробная продукция высокоэнергетических фосфатов (АТФ) дополняет аэробный синтез АТФ с последующим снижением окислительно-восстановительного состояния цитоплазмы, увеличением отношения Л/П, и продукцией лактата клетками, находящимися в состоянии анаэробиоза (ПАНО).
Основные сведения
При выполнении нагрузок высокой интенсивности рано или поздно доставка кислорода к клеткам становится недостаточной. В результате этого клетки оказываются вынуждены получать энергию не только аэробным путём (окислительное фосфорилирование), но и с помощью анаэробного гликолиза. В норме образовавшиеся в ходе гликолиза НАДН*H + передают протоны в электронтранспортную цепь митохондрий, но из-за недостатка кислорода они накапливаются в цитоплазме и тормозят гликолиз. Чтобы позволить гликолизу продолжаться, они начинают передавать протоны на пируват с образованием молочной кислоты. Молочная кислота в физиологических условиях диссоциирована на ион лактата и протон. Ионы лактата и протоны выходят из клеток в кровь. Протоны начинают забуфериваться бикарбонатной буферной системой с выделением избытка неметаболического СО 2 . При забуферивании происходит снижение уровня стандартных бикарбонатов плазмы крови.
Величина анаэробного порога у активно тренированных спортсменов примерно равна 90 % от МПК .
Не у всех бегунов (особенно ветеранов) происходит загиб кривой пульса на графике скорости в этом тесте.
Метод скоростного отношения V-slope
Реализуется при выполнении нагрузки до отказа по типу рамп-протокола. Строится график зависимости скорости выделения СО2 от скорости потребления О2. По возникновению резкого внезапного роста графика определяется наступление порога лактатного ацидоза. Собственно, определяется появление избыточного неметаболического СО2. Порог, определенный по данным газоанализа, называется газообменным или вентиляторным. Стоит отметить, что Вентиляторный Порог происходит обычно при уровне Дыхательного коэффициента от 0,8-1 и поэтому определение его по достижению дыхательным коэффициентом 1 является очень грубым приближением. Делать такое приближении недопустимо.
Чем отличаются аэробные (кардио) и анаэробные (силовые) тренировки, и почему мы не может выполнять подтягивания на перекладине или отжимания на брусьях так же долго, как крутить педали велосипеда или бегать? Секрет кроется в существовании так называемого анаэробного порога, который при его достижении, начинает "отключать" наши мышцы.
Наша физическая активность на базовом уровне представляет собой окислительный процесс, происходящий в клетках мышечных тканей при участии сердечнососудистой и дыхательной систем. Как известно из школьных курсов биологии и химии, данный процесс происходит при участии кислорода, поступающего в мышцы от сердца через артерии и сеть мелких кровеносных сосудов, капилляров, с дальнейшим выделением энергии. На месте кислород замещается углекислым газом, и насыщенная им кровь уже по венам обратно через сердце поступает в легкие, а далее через органы дыхания вне нашего тела.
Перейдём к чуть более подробному рассмотрению вопроса с точки зрения биохимии. Основным и самым универсальным источником энергии для повседневной активности и в принципе любых метаболических процессов живого организма является глюкоза (C6H12O6). Однако в чистом виде ни у животных, ни у растений это соединение не находится. В нашем случае при необходимости восстановления это жизненно важное соединение образуется посредством ферментного расщепления сложного полисахарида (C6H10O6)n, гликогена. Его запасы находятся в мышечных тканях (примерно 1% от общей массы, при активной нагрузке расходуются в первую очередь) и в печени (до 5-6% от массы, примерно 100 – 120 г для взрослого человека). Стоит отметить, что только гликоген, запасённый в клетках печени, (т.н. гепатоцитах) может быть переработан в глюкозу для питания организма в целом.
Под воздействием поступаемого извне кислорода расщепленный гликоген распадается на глюкозу, которая, окисляясь (процесс называется гликолизом), высвобождает необходимую для обменных процессов энергию. Гликолиз после своей первой стадии, когда одна молекула глюкозы расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты или пирувата, может протекать по двум различным сценариям:
Аэробному (при участии кислорода)
1. Количество кислорода, единовременно поступающего к мышцам, достаточно для протекания окислительных реакций и полного расщепления углеводов;
2. Потребление углеводных запасов и метаболизм в целом носят плавный, размеренный характер;
3. Молекулы пирувата используются, в основном, для выработки энергии в митохондриях (энергетических клетках) и, в конечном итоге, они расщепляются до простейших молекул воды и углекислого газа;
4. Образующийся в мышечных тканях побочный продукт в виде лактата (в литературе также встречается термин «молочная кислота», хотя химически лактат - это соль этой самой молочной кислоты, и образуется она практически сразу из-за нестабильности первого соединения) успевает выводиться без накопления за счёт активности аэробных ферментов в митохондриях.
Анаэробному (без кислорода)
1. Количество кислорода, единовременно поступающего к мышцам, недостаточно для плавного протекания окислительных реакций (хотя современные исследования учёных позволяют заявить, что анаэробный процесс работает и при достаточном получении мышцами кислорода, чаще всего это связано с неспособностью сердечнососудистой системы по разным причинам быстро выводить лактат);
2. Характеризуется резким уровнем потребления углеводных запасов и неполным расщеплением сложных углеводов;
3. Темпы гликолиза превышают темпы использования пирувата митохондриями, посредством быстрого химического распада у животных он расщепляется с образованием лактата (у растений же, кстати, при этом, образуется другое, всем известное соединение, этанол);
4. Лактат начинает накапливаться и не успевает выводиться из мышечных тканей кровеносной системой. Однако его накопление, вопреки распространенному убеждению, не является первопричиной мышечной усталости. Прежде всего, накопление лактата – это защитная реакция нашего организма на падение концентрации глюкозы в крови.
- снижение рН, связанное с накоплением лактата, лишает ферментов активности и, как следствие, ограничивает аэробную и анаэробную выработку энергии.
При увеличении нагрузки во время длительной физической активности первый механизм расщепления гликогена рано или поздно переходит во второй. Всё определяется соотношением между скоростью выработки лактата, его диффузией в кровь и поглощением мышцами, сердцем, печенью и почками. Лактат образуется даже в состоянии покоя (попадая из мышц в систему кровообращения, он в итоге либо перерабатывается в глюкозу в печени, либо используется как топливо), но пока темпы его выработки равны потреблению, никаких функциональных ограничений не появляется. Таким образом, существует некая граница или порог, при котором скорость накопления этого самого лактата начинает превышать скорость его выведения.
С точки зрения биохимии анаэробный порог
(АнП, в некоторых источниках «лактатный») – это величина
(единицы измерения: мл/кг/мин), показывающая, какое количество кислорода может потреблять человек (на единицу своей массы) без накопления молочной кислоты.
С точки зрения тренировочной активности, АнП – это интенсивность
(проще всего за основу взять частоту сердечных сокращений, ЧСС) упражнения, при котором нейтрализация лактата не поспевает за его выработкой.
Как правило, ЧСС АнП примерно равно 85 – 90% от максимальной ЧСС. Последнюю величину можно измерить, либо сделав серию коротких спринтерских рывков на 60 – 100 м с последующим замером при помощи пульсометра величины ЧСС и подсчёта среднего значения. Либо посредством выполнения «на скорость» и максимально возможное количество повторений двух-трёх серий силовых упражнений со своим весом, таких как, например: подтягивания, отжимания на брусьях, плиометрические отжимания от пола, бурпи, приседания и пр. Главное – резкость движения, скорость и максимальная работа «до отказа». Замеры по пульсометру проводятся после каждой серии, в конце также высчитывается среднее значение, которое затем и берётся за основу. Очевидно, что полученный результат строго индивидуален и в определенном приближении его можно считать ориентиром своего реального значения АнП. Наиболее точно же замеры значения порога проводятся либо при помощи специальных портативных лактометров, либо с использованием сложного лабораторного оборудования по заранее разработанным и утвержденным методикам. Тем не менее существуют условные рекомендуемые пульсовые зоны, соответствующие тому или иному характеру тренировки в зависимости от возраста человека.
Тренировка сердечнососудистой системы и выносливости – это всегда занятия при ЧСС, немного меньшем значения АнП. В свою очередь наиболее эффективные с точки зрения жиросжигания, то есть активизации липидного обмена – это тренировки на низком (50-60% от максимума) пульсе.
Можно ли каким-то образом увеличить значение АнП?
Конечно! Более того, анаэробный порог можно повышать на протяжении всей своей жизни (в отличие от, например, уровня максимального потребления кислорода, который рано или поздно выйдет на плато, ограничение, вызванное генетическими факторами, в частности, уровнем гемоглобина в крови). Исследования показывают, что повышение АнП происходит двумя путями: как за счёт снижения уровня производства лактата, так и, наоборот, за счёт увеличения скорости его выведения.
Если представить, что кислород – это то же топливо, как, например, бензин, а наше сердце – не что иное, как двигатель внутреннего сгорания, то по аналогии с конструкцией разных производителей – один отдельно взятый человек будет потреблять тот же кислород более экономично, чем другой. Однако, как и двигателю, всей сердечной респираторной системе посредством специализированных тренировок можно сделать своеобразный «чип-тюнинг».
Здесь работает всем известный принцип. Хочешь улучшить какое-то качество в себе? Дай ему стимул для роста. Соответственно, чтобы увеличить свой АнП, необходимо регулярно проводить тренировки на уровне ЧСС, чуть выше его значения (условно, 95% от максимальной ЧСС). Например, если твой текущий АнП находится на ЧСС 165 уд/мин, то одну, максимум две тренировки в неделю надо проводить при пульсе 170 уд/мин.
Таким образом, существует четыре основных адаптационных изменения, приводящих к увеличению анаэробного порога.
1. Увеличение количества и размера митохондрий (они являются факторами аэробного производства энергии в мышечных клетках). Итог: больше энергии аэробным путём.
2. Повышение плотности капилляров. Итог: на одну клетку приходится больше капилляров, повышается эффективность доставки питательных веществ и удаления побочных продуктов
3. Увеличение активности аэробных ферментов (являются ускорителями химических реакций в митохондриях). Итог: больше энергии за более короткий промежуток времени
4. Повышение миоглобина (по аналогии с гемоглобином в крови переносит кислород в мышечных тканях от мембраны к митохондриям). Итог: повышение концентрации миоглобина, а значит – увеличение количества кислорода, доставляемого к митохондриям для выработки энергии.