Возможности увеличения порога анаэробного обмена. Тест для определения анаэробного порога (АнП)
Лучшим методом нахождения анаэробного порога является тестирование в спортивно-исследовательской лаборатории. Во время тестирования в лаборатории спортсмен бежит в течение нескольких минут с разной скоростью. Для определения концентрации лактата в крови из пальца берется кровь. Обычно тест на определение анаэробного порога состоит из шести этапов по 5 минут каждый. Скорость бега от этапа к этапу повышается. Между каждым этапом делается перерыв в одну минуту для взятия образца крови. Первый этап пробегается со скоростью медленнее марафонского темпа, а последний - со скоростью на уровне соревновательного темпа на 5 км. Выстроив график изменения концентрации лактата в крови на различных скоростях, физиолог сможет сказать, какой темп и какая ЧСС соответствуют уровню анаэробного порога спортсмена.
Если у вас нет возможности пройти тестирование в лаборатории, можно самостоятельно провести тест на определение анаэробного порога на тред-миле или беговой дорожке, используя портативный лактометр Accusport Lactate (Boehringer Mannheim). Accusport Lactate -
портативный прибор, доказавший свою состоятельность и измеряющий уровень лактата с точностью, сопоставимой с лабораторными исследованиями. Стоит он несколько тысяч рублей. Это значительно ниже стоимости анализаторов лактата, используемых в лабораториях, но все же дорого, если только вы не покупаете его с друзьями в складчину.
Менее технологичным методом оценки анаэробного порога является его вычисление на основе результатов соревнований. Если вы являетесь бегуном со стажем, то ваш темп АнП будет примерно соответствовать соревновательному темпу на дистанциях от 15 км до полу марафона (21 км). Причиной этому является то, что величина анаэробного порога определяет темп, который бегун способен поддерживать на данных дистанциях. (На более коротких дистанциях спортсмен может слегка превышать свой анаэробный порог, а марафон обычно бегут в темпе чуть ниже анаэробного порога.) Если вы ранее выступали в основном на коротких дистанциях, то ваш темп АнП будет примерно на 6-9 секунд на км (с/км) медленнее соревновательного темпа на 10 км.
Соответствующий темп, стимулирующий рост анаэробного порога, можно также найти по показателям ЧСС. Темп анаэробного порога обычно достигается при пульсе около 80-90% от резерва ЧСС или
около 85-92% от максимальной ЧСС. Тем не менее, в связи с тем, что взаимосвязь между анаэробным порогом и ЧСС варьируется в зависимости от генетических особенностей и уровня подготовки, вероятно, наиболее точным показателем для определения темпа АнП является соревновательный темп на дистанциях от 15 км до полумарафона. Установив темп АнП, вы сможете найти ЧСС, которая соответствует данному темпу.
Таблица 3.3 Средние значения анаэробного порога у людей разной подготовки
Повышение анаэробного порога
Несмотря на то, что тренировки на уровне анаэробного порога (АнП-тренировки) являются наиболее важным видом тренировок для бегунов на длинные дистанции, многие бегуны не знают, как повысить свой анаэробный порог. Метод повышения анаэробного порога на самом деле очень прост - бегать на уровне или чуть выше уровня анаэробного порога. Хотя АнП-тренировки могут казаться разновидностью скоростной работы, более точным было бы рассматривать их в качестве показателя вашей выносливости - способность поддерживать темп на протяжении длительного времени. Именно поэтому они включены в данную главу, касающуюся совершенствования выносливости, хотя и включают бег со скоростью значительно превосходящей темп дистанционных тренировок.
АнП-тренировки делятся на три основных вида. При выполнении АнП-тренировок главной задачей является бег в темпе, при котором лактат начинает слегка накапливаться в крови. Если бежать в более низком темпе, то нельзя будет добиться значительного тренировочного воздействия, способствующего повышению анаэробного порога. Если бежать быстрее темпа анаэробного порога, то в организме начнет стремительно накапливаться молочная кислота, которая не позволит бегуну поддерживать высокий темп на протяжении длительного промежутка времени. Как мы уже знаем из главы 2, где речь шла о МПК-тренировках, наиболее эффективные тренировки - не обязательно тренировки на пределе возможностей. Тренировками, оказывающими наибольшее тренировочное
Тренировки на развитие АнП включены в тренировочные планы глав 6-10 в объеме и количестве, необходимых для повышения работоспособности на конкретных дистанциях. Приведенные тренировочные планы будут способствовать развитию анаэробного порога, и в то же время препятствовать развитию перетренированности. Тремя основными видами АнП-тренировок являются темповый бег, интервалы на уровне АнП (АнП-интер-валы) и бег в гору на уровне АнП (горные АнП-тренировки). Во всех случаях интенсивность должна быть умеренной, - то есть интенсивность должна быть достаточно высокой, но такой, которую вы способны поддерживать в течение длительного времени; если же вы превысили свой темп на 6 с/км, то в течение следующих нескольких минут необходимо двигаться медленно. Если вы испытываете боль или скованность в мышцах на следующий день после АнП-тренировки, значит, ваш бег был слишком быстрым.
Темповый бег. Классической тренировкой на повышение анаэробного порога является темповый бег - непрерывный бег на уровне АнП в течение 20-40 минут. Темповая тренировка может выглядеть таким образом: 3 км -легкий бег в качестве разминки, 6 км - бег в соревновательном темпе на 15-21 км, непродолжительная трусца для заминки. Тренировку можно выполнять на беговой дорожке или на шоссе. По началу желательно выполнять темповые тренировки на беговой дорожке или на другой размеченной трассе, с тем чтобы иметь возможность отслеживать темп. Применяя монитор сердечного ритма на размеченной трассе, вы можете использовать достигнутые на тренировке показатели ЧСС для выбора правильного темпа на последующих темповых занятиях. Обычно через несколько занятий у спортсменов появляется чувство темпа на уровне АнП. Исследования показывают, что бегуны, однажды нашедшие свой темп АнП, могут воспроизводить его с большой точностью. Маловажные старты на 5- 10 км могут служить хорошей альтернативой темповым тренировкам. Однако здесь нужно быть осторожным - не позволяйте себе увлечься забегом, преодолевая дистанцию на пределе возможностей.
АнП-интервалы. Примерно такого же тренировочного воздействия как от темповых занятий можно добиться, разбив темповый бег на 2-4 отрезка. Такого рода тренировки, которые также называются "неспешными интервалами", были предложены спортивным физиологом Джеком Дэниэлсом. Например, три повторения на уровне АнП продолжительностью 8 минут каждое с 3-
минутной трусцой между повторениями в общей сложности дают 24 минуты бега на уровне АнП. У этого вида АнП-тренировок есть один недостаток - отсутствие дополнительной психологической нагрузки, характерной для непрерывного темпового бега. Этот недостаток может сыграть с вами злую шутку во время соревнований.
Горные АнП-тренировки. Хорошим методом повышения анаэробного порога является длительный бег в гору. Если вам посчастливилось (или не посчастливилось) жить в районе с достаточно пересеченным рельефом, то вы можете выполнять АнПтренировки с акцентом на работе в гору. Предположим, в вашем распоряжении есть маршрут длиною 15 км, который включает четыре подъема по 800 м и один подъем протяженностью 1500 м. Если вы будете преодолевать подъемы с интенсивностью на уровне АнП, то, в конечном итоге, наберете около 20 минут бега с данной интенсивностью.
Таблица 3.4 Примеры тренировок, способствующих повышению АнП
Темповый бег | 20-40 минут в темпе АнП |
АнП-интервалы | 4 X 1,5 км в темпе АнП с восстановительной трусцой |
продолжительностью 5 мин |
|
3 X 2,5 км в темпе АнП с восстановительной трусцой |
|
продолжительностью 5 мин |
|
2 X 4 км в темпе АнП с восстановительной трусцой |
|
продолжительностью 5 мин |
|
Горная АнП- | Круг 15 км с подъемами общей протяженностью 5-7 |
тренировка | км, преодолеваемыми в темпе АнП |
Адаптация к тренировкам, направленным на повышение АнП
Из главы 2 мы знаем, что благодаря тренировкам можно существенно повысить свое МПК. К сожалению, МПК повышается только в первые несколько лет тренировок, а затем, как правило, выходит на плато. Следовательно, если вы достаточно интенсивно тренировались в течение нескольких лет, то вероятно по большей части уже реализовали свои возможности в наращивании МПК. Поскольку МПК выходит на плато, а анаэробный порог продолжает расти, адаптационные изменения, благодаря которым бегун способен бежать при более высоком проценте от МПК без накопления молочной кислоты, должны происходить внутри мышечных клеток. В исследовании, сравнивающем элитных и хороших велосипедистовшоссейников, Эдвард Койл и его коллеги обнаружили, что
варьирование в VO2 АнП (потребление кислорода на уровне АнП) у спортсменов на 75% объяснялось величиной их МПК (максимальное потребление кислорода) и активностью аэробных ферментов (Coyle et al. 1991). МПК устанавливает верхний предел VO2 АнП спортсмена, а активность аэробных ферментов и другие факторы внутри клеток определяют разницу между МПК и VO2 АнП.
Исследования показывают, что повышение анаэробного порога происходит в результате как снижения уровня производства лактата, так и увеличения темпов его нейтрализации. Наиболее важными адаптационными изменениями, приводящими к повышению анаэробного порога, являются (1) увеличение количества и размеров митохондрий, (2) повышение активности аэробных ферментов, (3) увеличение плотности капилляров, (4) повышение концентрации миоглобина.
Увеличение количества и размеров митохондрий. АнП-
тренировки повышают как количество, так и размеры митохондрий, которые являются факторами аэробного производства энергии в мышечных клетках. Это позволяет мышцам вырабатывать больше энергии аэробным путем, что повышает потребление кислорода на уровне АнП и, следовательно, темп на уровне АнП.
Увеличение активности аэробных ферментов. Активность аэробных ферментов представляет собой количество энергии, которое может быть произведено аэробным путем в митохондриях. Ферменты ускоряют химические реакции. Повышение скорости аэробной выработки энергии означает, что вы можете вырабатывать больше энергии за более короткий промежуток времени. Тренировки на выносливость увеличивают количество этих ферментов, что, в свою очередь, повышает эффективность работы митохондрий.
Повышение плотности капилляров. Капилляры - самые маленькие кровяные сосуды. Обычно каждую мышечную клетку окружают несколько капилляров. Они являются транспортной системой для клетки, доставляющей к ней кислород и питательные вещества и удаляющей из нее побочные продукты, такие как углекислый газ. Тренировки на уровне АнП повышают число капилляров, приходящихся на одну мышечную клетку, а, следовательно, эффективность поставки и удаления веществ из нее, что позволяет поддерживать высокую скорость производства аэробной энергии.
Повышение миоглобина. Функция миоглобина в мышечных клетках схожа с функцией гемоглобина в крови - он переносит кислород - в данном случае от мембраны клетки к митохондриям. Тренировки на уровне АнП повышают концентрацию миоглобина в
Энрико Арселли (1996) дает следующее определение анаэробного порога :
«Самая высокая интенсивность, при которой еще сохраняется равновесие между количеством производимой и поглощаемой молочной кислоты. Если спортсмен не превысил анаэробный порог, то количество образуемого мышцами и выделяемого в кровь лактата увеличивается, однако организм в состоянии удалить его. Таким образом, имеется лишь небольшое повышение или вообще не имеется повышения уровня лактата в крови, сохраняющегося постоянным даже в случае, если нагрузка длится в течение нескольких минут. Интенсивность, при которой существует это равновесие, обозначается как анаэробный пороги соответствует, в среднем, концентрации лактата в крови около 4 ммоль на литр крови».
Разработаны различные тесты для определения анаэробного порога у спортсмена. Этот показатель выражается в л/мин или мл/кг/мин - также, как и показатель МПК .
Ранее было упомянуто (см. параграф 1.2.3), что наиболее вероятно, что спортсмен с высоким показателем МПК достигнет хороших результатов в марафонском беге. Однако здесь существует высокая корреляция между средней скоростью на дистанции 42,195 км и анаэробным порогом , которая увеличивается в случае, когда скорость бега соответствует анаэробному порогу. Этот показатель известен под названием , на которую влияют и другие факторы:
- как правило, скорость на уровне анаэробного порога увеличивается прямо пропорционально МПК; у элитных марафонцев она превышает 20 км/ч;
- скорость на уровне анаэробного порога возрастает по мере уменьшения энергостоимости бега;
Корреляция между скоростью на уровне аэробного порога, которая соответствует уровню лактата в крови 2 ммоль/л, и средней скоростью будет еще более тесной в марафоне. Скорость на уровне аэробного порога будет, очевидно, ниже, чем скорость на уровне анаэробного порога , которая соответствует, в среднем, уровню лактата в крови 4 ммоль/л.
Типы мышечных волокон
Наши мышцы состоят из волокон разного типа. Они располагаются близко друг с другом вроде побегов аспарагуса, и подобно им разнятся по диаметру и цвету. Обычно различают следующие типы мышечных волокон:
- тип I - известны под названием «медленные, красные или медленно сокращающиеся волокна (SТ) », так как больше всего пригодны для продолжительных усилий. Они содержат большое количество митохондрий, окружены густой сетью капилляров и способны потреблять большое количество кислорода в минуту. Вследствие этого они используют аэробную систему для образования энергии, требуемой для выполнения мышечной работы;
- тип II - известны под названием «быстрые, белые или быстро сокращающиеся волокна (FT) », так как больше всего пригодны для краткосрочных усилий, однако обладают низкой выносливостью. Они используют анаэробную лактатную систему, которая способствует образованию молочной кислоты. Эти волокна имеют два подтипа:
- тип IIa - известны под названием «быстрые окислительные или быстро сокращающиеся окислительные волокна (FTO) », поскольку они могут потреблять значительное количество кислорода. С этой точки зрения адекватная тренировка может сделать их весьма сходными с волокнами типа 1. Тренировка на выносливость оказывает наибольшее влияние на эти волокна, способствуя увеличению в них запасов жира;
- тип IIb - известны под названием «быстрые гликолитические или быстро переключающиеся гликолитические волокна (FTG) », поскольку они используют гликолиз, т.е. анаэробную систему, которая способствует образованию молочной кислоты. На эти волокна нельзя подействовать таким образом, чтобы они использовали аэробную систему, в которой участвует кислород.
Еще одним типом мышечных волокон, который часто упоминается, являются промежуточные волокна или подтип IIc . Они занимают промежуточное положение между типом I и типом II.
Характеристики мышечных волокон индивида большей частью заданы генетически. Однако считают, что тренировка может привести к существенным изменениям. В частности, продолжительная тренировка с аэробной направленностью и достаточной интенсивностью, согласно ряду исследователей, трансформирует часть волокон типа IIb в волокна типа IIa, часть волокон типа IIa а в волокна типа IIc, часть волокон типа IIc(промежуточные волокна) в волокна типа I (см. рис. 1 ) Следует отметить, что такие изменения происходят, главным образом, с помощью метаболизма, т.е. содержания энзимов, которое преимущественно соответствует той или иной энергетической системе. Однако эти изменения носят и структурный характер, поскольку модифицируются некоторые характеристики сократительных белков. Такие модификации будут, с большой долей вероятности, обратимыми в случае, если тренировка прерывается, к примеру, из-за травмы спортсмена (см. рис. 1 ).
Бег с разной скоростью
Бег приводит к возникновению ряда специфических состояний в организме индивида, которые значительно различаются в зависимости от того, с какой скоростью он бежит. Рассмотрим случай с двумя бегунами на средние или длинные дистанции, показывающими спортивные результаты разного уровня:
- один - это элитный бегун, пробегающий дистанцию 1500м за 3.33 или марафонскую дистанцию за 2:10. На промежуточных дистанциях (5000м, 10000м, полумарафон) он показывает адекватные результаты;
- другой - это бегун среднего класса, пробегающий дистанцию 1500 м примерно за 3.55 или марафонскую дистанцию за 2: 25.
Теперь представим себе, как реагирует их организм, когда они бегут с разной скоростью (рассмотрим 6 скоростей, обозначенные индексами от «А» до «F»), сохраняя постоянный темп бега до тех пор, пока они в состоянии это делать. У элитного бегуна скорость, очевидно, всегда будет выше, чем у бегуна среднего класса.
Таблица 1
БЕГ С РАЗНОЙ СКОРОСТЬЮ
На рисунке отмечен аэробный порог (первый анаэробный порог) и лактатный порог (второй анаэробный порог или ПАНО).
Порог анаэробного обмена (ПАНО) - это уровень интенсивности нагрузки, при котором концентрация лактата в крови начинает резко повышаться, поскольку скорость его образования становится выше, чем скорость утилизации. Такой рост начинается при концентрации лакатата выше 4 ммоль/л. Порогу анаэробного обмена соответствует 85% от максимального пульса или 75% от .
Понятие о пороге анаэробного обмена (ПАНО) было широко распространено в начале 1960-х годов. Сейчас также используется термин . В соответствии с начальными представлениями под ПАНО подразумевали нагрузки, выше которой развивается метаболический ацидоз. Началом метаболического ацидоза стали считать резкое изменение динамики (излом графика) ряда показателей в случае повышения мощности работы (ЛВ, ДК, неметаболический избыток углекислоты и др.), которые коррелировали с показателем содержания в крови (Биологический контроль спортсменов..., 1996; Дубровский, 2005; Лактатный порог..., 1997; Применение пульсометрии..., 1996; Солодков, Сологуб, 2005; Шац, 1995).
Сегодня сформировались такие представления. При первом приросте концентрации лактата в крови фиксируется первая пороговая точка - первый анаэробный порог или аэробный порог . До этого порога не отмечается существенный прирост анаэробного метаболизма. Существует мнение, что аэробный порог - это мощность циклической работы, в которой в существенном объеме участвуют мышечные волокна . В среднем концентрация лактата в крови составляет около 2 ммоль*л -1 .
Во время дальнейшего роста нагрузки отмечается период, когда концентрация лактата в крови после периода небольшого равномерного (почти линейного) повышения начинает выражено увеличиваться. Это возникает, в среднем, при концентрации лактата в крови 4 ммоль-л -1 и обозначается как второй анаэробный порог или просто анаэробный порог (ПАНО) . ПАНО в какой-то мере отражает максимальную аэробную продуктивность .
Физиологическая характеристика аэробно-анаэробного перехода во время физической нагрузки
Пороговые точки отражают мощность работы: скорость езды на велосипеде, плавания, а также величину V02 из расчета на 1 кг массы тела и в %V02max. Широко используется определение ПАНО по показателям скорости бега, плавания при уровне лактата в крови 4 ммоль-л -1 .
Существуют также термины - вентиляционный и лактатный пороги . Они отображают методы оценки ПАНО. В первом случае речь идет о его оценке по началу нелинейного прироста ЛВ и повышение вентиляционного эквивалента для 02 (ВЭ0), который отражает этот нелинейный прирост (отношение МОД к потреблению кислорода).
Термин лактатный порог используют, чтобы подчеркнуть способ определения ПАНО по критериям начала интенсивного прироста концентрации лактата в крови. Разные методы дают немного отличающиеся результаты.
Различают: 1) методы, требующие забора крови для определения в ней лактата и pH; 2) неинвазивные методы, базирующиеся на показателях внешнего дыхания, газообмена, ЧСС и др.
1. Инвазивные (прямые) методы определения ПАНО основываются на графическом анализе кинетики лактата крови во время нагрузки с возрастающей интенсивностью. Как критерии ПАНО используются фиксированные значения концентрации лактата (4 ммоль-л -1), степень его увеличения от исходного уровня на 1,5 или 2 ммоль-л -1 , точку отклонения от уровня стандартного покоя, достижение определенной, довольно высокой скорости наращивания лактата в крови (1 ммоль за 1 или 3 мин) либо показатели динамики лактата в восстановительном периоде.
2. Неинвазивные методы определения ПАНО:
- измерение динамики прироста ЛВ и ЧСС в зависимости от мощности нагрузки (скорость передвижения) (рис. 10). При этом различают две точки «излома» и, соответственно, три зоны аэробно-анаэробного перехода;
- определение ПАНО по ДК, а также «неметаболического избытка» С02. Первоочередное накопление лактата в крови наблюдается при такой мощности нагрузки, когда ВЭ0 ниже всего (отношение МОД к V02 является самым низким). Это происходит как у тренированных, так и нетренированных лиц. Зато ВЭO2 начинает значительно возрастать.
Для определения ПАН01 предлагается использовать как дополнительные критерии три такие условия: начало устойчивого повышения РаO2 (напряжение 02 в артериальной крови), отсутствие при этом снижения РаCO2(напряжение СО, в артериальной крови) и достижение величины ДК (отношение выделившегося С02 к потребленному 02) 0,90-0,95.
Вследствие этого нарастают явления метаболического ацидоза.
Рисунок 10 Типовая зависимость ЛВ и ЧСС от мощности нагрузки (скорости перемещения) в ступенчатом тесте продолжительностью более 20 мин: 1 - аэробный порог (ПАНО,), 2 - анаэробный порог (ПАНО J (Лактатный порог..., 1997)
В основу дополнительных критериев определения ПАН02 можно положить начальные признаки реакции дыхательной компенсации метаболического ацидоза. Ведущим признаком этого является начало повышения вентиляционного эквивалента для С02 (отношение ЛВ к выделившемуся С02);
- полевое измерение (тест Конкони), в основе которого лежит определение ПАНО по графику «ЧСС-мощность» с использованием портативных измерителей ЧСС (рис. 11). Конкони и другие исследователи обнаружили, что прямая линия этой зависимости имеет закономерный излом (отклонение) при высокой интенсивности работы. Если продолжать наращивать интенсивность нагрузки, в определенный момент ускорение ЧСС относительно замедляется, и эта точка обозначается как «точка отклонения». Излом отражает такую скорость бега, езды на велосипеде, плавания, гребли, при которой начинается быстрое накопление лактата в крови (Лактатный порог..., 1997; Коц, 1986; Солодков, Сологуб, 2003; Костилл, 1997; Шац, 1995).
Оснащение : газоанализатор, тредбан (беговая дорожка).
Ход работы
После выполнения разминки у испытуемых разного уровня спортивной квалификации определяют ПАНО при помощи газоанализатора (например, «Охусоп Alpha») путем измерения неметаболического избытка С02 (ЕхсС02) во время нагрузок возрастающей мощности. Для расчета используют формулу;
EхсСО2 = DRQ VO2 = VCO2 - RQ * V02.
где RQ - дыхательный коэффициент в состоянии покоя; DRQ - разница между величинами дыхательного коэффициента в процессе работы и в состоянии покоя; V02 - потребление кислорода, л-мин -1 ; VCO2 - выделение С02, л-мин -1 .
Путем графического построения в системе координат «логарифм значения ЕхсС02-мощность» определяют начало избыточного выделения С02. Величину ПАНО выражают в абсолютных единицах мощности выполняемой работы, либо в значениях потребления кислорода, либо в относительных величинах (например, в % V02max). Соответствующую уровню ПАНО мощность называют пороговой мощностью.
У нетренированных здоровых людей ПАНО колеблется в пределах 48- 65 % V02max, а у спортсменов - 75-85 % V02max, то есть ПАНО наблюдается во время работы большей мощности.
Рисунок 11 - Схематическое изображение принципа метода Конкони
Для оценки полученных значений ПАНО по уровню потребления кислорода можно использовать нормативные показатели потребления кислорода у представителей циклических видов спорта по интенсивности работы, обуславливающей накопление лактата в крови на уровне 4 ммоль-л -1 (табл. 56).
Таблица 56 - Нормативы для оценки ПАНО у спортсменов циклических видов спорта (по потреблению О. в мл кгг 1 мин -1) по интенсивности работы, соответствующей накоплению лактата в крови на уровне 4 ммоль л -1
Значения ПАНО, полученные у разных испытуемых, сравнивают между собой и с нормативными показателями и делают выводы об уровне их специальной работоспособности.
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.
В видах спорта на выносливость существует своя методология. Ключевым понятием здесь является анаэробный порог (АнП). Чаще всего этот термин используется в велоспорте, в беге, в лыжных гонках, в спортивной ходьбе, в плавании и гребле. АнП является главной отправной точкой при выборе тренировочных нагрузок, а также в построении планов на соревнованиях. Опираясь на данный показатель, подбирают режим тренировок, определяют при тестировании уровень спортивной подготовки. Существует два аэробная и анаэробная. Чем они отличаются и как определить порог?
Аэробный и анаэробный порог
Уровень интенсивности нагрузок определяется порогом анаэробного обмена (ПАНО). При достижении этой точки (порога) в крови резко повышается концентрация лактата, при этом скорость образования его в организме становится значительно выше скорости утилизации. Рост такой обычно начинается, если концентрация лактата превышает показатель в 4 ммоль/л. Порог анаэробного обмена достигается примерно в 85 % максимального показателя пульса, а также при 75 % максимума потребления кислорода.
Первый прирост концентрации лактата фиксирует первую пороговую точку - аэробный порог. До этой ступени нет существенного роста анаэробного метаболизма.
Аэробная и анаэробная спортивная активность отличаются энергетическими ресурсами, которые организм использует в момент тренировки.
Аэробные или кардионагрузки в качестве ресурса используют кислород. Анаэробные (силовые занятия) используют «готовое топливо» из мышечных тканей, в среднем его хватает на 12 секунд, после чего тренировка вновь становится аэробной.
Два этих вида нагрузок отличаются процессом выполнения упражнений:
- При анаэробной тренировке увеличиваются весовые параметры, количественно сокращаются повторы и отдых между подходами.
- В аэробной тренировке снижаются весовые параметры, повторы количественно увеличиваются, передышки минимальны.
Влияние анаэробной нагрузки
Силовые нагрузки анаэробного типа способствуют росту мышечной массы, ее усилению и укреплению. Очень важно соблюдать при этом правильное питание, в противном случае мышечное наращивание будет осуществляться путем задействования менее активных групп мышц. У женщин уровень тестостерона понижен, поэтому им это не грозит.
При нагрузках силового типа происходит меньший расход калорий, чем в типа, где потребление их мышцами идет в большом количестве. Другими словами, чем больше мышц, тем больше в течение дня происходит сжигание калорий, если даже отсутствует физическая активность.
Если в силовых тренировках достигается порог анаэробного обмена, то ускоряется метаболический процесс, а он влияет на сжигание жиров. Эффект пи этом сохраняется на протяжении полутора суток. Если вес мышц превысит массу жира, даже при отсутствии общего снижения веса, объем тела будет уменьшаться.
Польза силовых нагрузок
Включая в тренировки анаэробные нагрузки, можно достичь невероятных результатов, снизить риск возникновения многих заболеваний. Польза их состоит в следующем:
- Плотность костной ткани постоянно развивается.
- Сердечно-сосудистая система укрепляется.
- Предотвращение возможности развития сахарного диабета. Анаэробные нагрузки используют в комплексе лечения заболевания.
- Риск развития онкологических заболеваний снижается.
- Улучшается общее состояние организма, сон.
- Происходит очищение организма от различных токсинов.
- Очищение кожного покрова.
Анаэробный порог: определение
Порогом анаэробного обмена называется переход из аэробной энергообеспечивающей системы в анаэробную, где рост скорости и образование молочной кислоты передается из медленной фазы в быструю. У спортсменов такой пример можно наблюдать при интенсивном беге. Каждый спринтер стремится определить свой анаэробный порог.
Очень важно на средних и длинных дистанциях при возрастающей скорости управлять ростом молочной кислоты в мышцах.
При правильно выбранной тренировочной программе скорость накопления лактата сдвигается в сторону увеличения скорости бега, приближается к максимальной частоте сердечных сокращений (ЧСС). Другими словами, бегун может дольше бежать при высоком пульсе, сохраняя высокий темп.
Каждый, кто работает над ростом спортивных показателей, стремится узнать свой анаэробный порог. Тренировки проводятся в темпе выше этого порога и немного ниже него.
Необходимо знать свои рабочие зоны интенсивности, темп, ЧСС, при которых достигается порог, скачок уровня лактата в крови.
Лабораторные исследования
Лучший метод определения ПАНО - это лабораторные исследования. При прохождении теста в лабораторных условиях спортсмен несколько минут бежит с разной скоростью. Чтобы определить уровень лактата, из его пальца берут кровь.
Стандартный тест имеет шесть этапов продолжительностью по пять минут каждый. При прохождении каждого нового этапа скорость бега увеличивается. Перерыв между ними в одну минуту позволяет взять анализ крови. На первом этапе скорость медленнее темпа марафонского забега, на последнем - соревновательный темп на дистанцию 5 км. После снятия показаний физиолог выстраивает график, из него видно, где порог анаэробного обмена соответствует определенным цифрам ЧСС и темпу бега.
График дает возможность наглядно увидеть, где уровень лактата начинает резко увеличиваться.
Естественно, что данный тест любителям-бегунам не под силу, дорого, да и не в каждом городе есть такие исследовательские лаборатории. Спортсмены такую процедуру выполняют постоянно, так как анаэробный порог может со временем изменяться. Существуют и другие способы, позволяющие определить ПАНО.
Бег на время
Для прохождения теста потребуется дорожка с уклоном в 1 %, любая поверхность, где можно быстро и беспрепятственно двигаться и замерить точно пройденное расстояние. Из приборов понадобится пульсометр и секундомер. Чтобы определить свой анаэробный порог, тест нужно проходить с новыми силами, отдохнувшим и свежим.
Сначала темп бега легкий, разогревочный. Затем засеките время на полчаса и бегайте насколько это возможно в максимальном темпе. Здесь главное - не допустить распространенную ошибку - высокий темп вначале, и полное снижение из-за усталости в конце. Это сказывается на результатах теста. Чтобы определить анаэробный порог, пульс замеряют через 10 минут после старта, затем по окончании бега. Показатели суммируются, результат делится пополам - это и есть ЧСС, при которой ваш организм достигает своего ПАНО.
Многие исследования подтверждают точность и достоверность данного теста, если он проводился с соблюдением всех необходимых условий. Рекомендуется всем бегунам-любителям.
Измерение портативным лактометром
Если нет возможности замерить уровень анаэробного порога в лабораторных условиях, можно воспользоваться портативным лактометром Accusport Lactate при беге на беговой дорожке либо тред-миле. Данный прибор доказал свою точность, он верно показывает уровень лактата. Исследование сопоставимо с лабораторными исследованиями. Стоит прибор несколько тысяч рублей. Если сравнивать цену со стоимостью анализаторов лактата, которые используются в лаборатории, то это намного дешевле. Часто такой прибор покупают вскладчину, в секциях, в спортивных школах.
Соревновательные показатели
Как определить анаэробный порог, опираясь на соревновательные показатели? Метод этот менее технологичный. Показатель вычисляют, основываясь на цифрах соревновательных результатов. У бегунов со стажем АнП соответствует примерно темпам на дистанциях от 15 км до полумарафона (21 км). Все дело в том, что именно на этих дистанциях у бегуна определяется темп величиной анаэробного порога. Короткие дистанции спортсмен часто преодолевает, превосходя свой АнП, на марафоне темп немного ниже АнП. Если бегун выступает чаще на коротких дистанциях, то темп анаэробного порога будет медленнее на 6-9 с/км в соревновательном 10 км темпе. По показаниям ЧСС также можно найти темп, который стимулирует анаэробный порог (ПАНО), это пульс в 80-90 % от резерва и 85-92 % от максимума ЧСС. Тем не менее у каждого спортсмена эта взаимосвязь варьируется, в зависимости от возможностей организма и генетических особенностей.
Как повысить анаэробный порог (АнП)
Тренировки на уровне собственного ПАНО для бегунов длинных дистанций являются очень важными, но многие не знают, как повысить анаэробный порог. Метод этот довольно прост - всего лишь нужно бегать на уровне выше АнП.
АнП-тренировки на первый взгляд кажутся просто скоростной работой, но рассматривать их нужно как способ повышения выносливости, поддержания заданного темпа на длительное время.
АнП-тренировки подразделяются на три вида. Их главная задача - держать бег в темпе, когда лактат в крови начинает накапливаться. Если бег слишком медленный, то тренировочное воздействие не влияет на повышение анаэробного порога. При слишком быстром беге молочная кислота не дает выдерживать высокий темп длительное время. Нужное воздействие оказывают тренировки, когда удается удерживать соответствующую интенсивность.
Основными видами тренировок, повышающими АнП, являются темповый бег, АнП-интервалы и горные АнП-тренировки. Интенсивность во время всех тренировок должна быть умеренной, то есть высокой, но такой, чтобы вы смогли удержать ее длительное время. Если темп превышается на 6 с/км, то старайтесь двигаться медленнее. Если на следующий день вы чувствуете боль в мышцах, значит беговая скорость была превышена.
Темповый бег
Темповый бег - классическая тренировка анаэробного порога, бег поддерживается на ПАНО на протяжении 20-40 минут. Выглядит она следующим образом:
- В качестве разминки - 3 км легкого бега.
- Соревновательный темп - 6 км.
- Для заминки непродолжительная трусца.
Тренировка выполняется на шоссе или беговой дорожке. Лучше проводить тренировку на размеченной трассе, чтобы была возможность отслеживать этапы и темп. Пользуясь монитором сердечного ритма, можно использовать показатели ЧСС для того, чтобы подобрать правильные значения для последующих тренировок. Уже через несколько дней спортсмены чувствуют свой нужный темп на уровне АнП. Как показывают исследования, те спортсмены, которые уловили однажды свой темп АнП, далее воспроизводят его с большей точностью. Старты на 5-10 км - это хорошая альтернатива темповой тренировке. Но здесь нужно осторожнее преодолевать дистанцию, не увлекаться забегом, используя свои силы на предельных возможностях.
АнП-интервалы
Подобного воздействия можно добиться, разбив весь забег на несколько отрезков (2-4). Подобный род тренировки, который получил название «неспешные интервалы» предложил спортивный физиолог Джек Дэниэлс. К примеру, на уровне АнП трижды повторяется бег по 8 минут, между интервалами трехминутный трусцовый бег. В общем получается на уровне АнП 24 минуты бега. Такой имеет свой недостаток: отсутствует психологическая нагрузка, которая характерна для непрерывного темпового забега. Во время прохождения соревнований это может неправильно отразиться на поведении бегуна.
Горные АнП-тренировки
Анаэробный порог отлично повышается во время длительного забега в гору. Если вам повезло, и вы проживаете в местности с холмистым или горным рельефом, то АнП-тренировки можете выполнять, делая акцент на подъемах в высоту. Представьте, что вы располагаете маршрутом, имеющим длину в 15 км, где есть четыре подъема, каждый из которых около 800 метров и, например, один в 1,5 км. Преодолевая подъемы на своем уровне АнП, вы сможете набрать 20 минутный бег с такой же интенсивностью, какая затрачивалась на горные подъемы.
Основные адаптационные изменения
Постоянные тренировки позволяют существенно повысить собственное Оно способно увеличиваться только в первые годы тренировок, затем выходит на плато. Ели ваши тренировки в первые годы были достаточно интенсивными, то, скорее всего, возможности по увеличению МПК уже реализовались. Однако анаэробный порог способен расти, адаптационные изменения при высоком проценте МПК происходят в мышечных клетках.
Анаэробный порог повышается при результатах, когда снижается производство лактата, а также когда темпы его нейтрализации увеличиваются. К наиболее важным адаптационным изменениям, которые повышают анаэробный порог, относятся следующие факторы:
- увеличивается размер и количество митохондрий;
- увеличивается плотность капилляров;
- повышается активность аэробных ферментов;
- повышается концентрация гемоглобина.
Правильные тренировки под руководством знающих инструкторов помогают повысить анаэробный порог и достигнуть высоких результатов в спорте.