Зачем изучать метаболические изменения Определение метаболических изменений показывает, как интенсивность тренировки приводит к определенным физиологическим эффектам. Простой пошаговый велотест позволяет выявить эти изменения во всем диапазоне мощности. Цель состоит в том, чтобы определить границы, которые отделяют чисто аэробную работу от областей со смешанным метаболизмом и повышенной нагрузкой. Это становится основой для создания практических силовых зон.
Управляемая модель с одной мышцей Езда на велосипеде на эргометре фиксирует технику и позволяет работать одной и той же группе мышц, поэтому механическая эффективность остается постоянной. Такая стабильность позволяет физиологическим изменениям отражать интенсивность, а не изменение навыков. Эта регулируемая настройка позволяет уточнить, как происходит обмен веществ при увеличении мощности. Она идеально подходит для определения причин и следствий.
Что мы измеряем и почему Ключевые показатели включают в себя 15‑балльную шкалу RPE Борга, начинающуюся с 6 баллов (очень легко) и заканчивающуюся 19-20 баллами (истощение), потребление кислорода, уровень лактата в капиллярной крови, вентиляцию легких и частоту сердечных сокращений. Вместе они описывают воспринимаемое усилие, использование субстрата, работу органов дыхания и сердечную деятельность. Выборка нескольких систем позволяет объективно идентифицировать переходы. Каждый параметр по-разному влияет на одно и то же усилие.
Легочная вентиляция равна дыхательной работе Вентиляция легких включает частоту дыхания и дыхательный объем. Она увеличивается с увеличением интенсивности, отражая нагрузку на дыхательный аппарат. Более высокая вентиляция сигнализирует об увеличении потребности в доставке кислорода и удалении CO2. Это чувствительный показатель дыхательного напряжения при возрастающих нагрузках.
Частота сердечных сокращений - это всего лишь косвенный показатель Частота сердечных сокращений отражает лишь часть объема кровообращения, поскольку ударный объем также определяет сердечный выброс. Тренированные и нетренированные люди могут выполнять одну и ту же работу с разной частотой сердечных сокращений. Полевые условия и оборудование ограничивают прямое измерение сердечного выброса. Показатели ЧСС полезны, но никогда не дают полной картины кровотока.
Протокол Ramp и силовая механика По оси x нагрузка увеличивается постепенно, а по оси y отслеживаются физиологические параметры. Частота вращения фиксирована на уровне 80 оборотов в минуту; мощность равна сопротивлению, умноженному на частоту вращения, начиная с 30 Вт. Такая же мощность может быть получена при увеличении сопротивления при меньших оборотах в минуту, или наоборот. Этот принцип применим к задачам, в которых внешняя сила изменяется; плавание, бег, ускорения и игровые действия ‑ все подчиняется ему, в отличие от действий с почти постоянной силой, таких как шахматы или бильярд.
Задержка нейронного возбуждения и измерений Движение начинается с моторной команды ЦНС, выборочного задействования двигательных единиц и выбранного уровня усилия. Физиологические приборы регистрируют реакции с задержкой, поэтому перед выполнением пробы требуется от одной до двух минут. При первоначальном усилии задействуется лишь часть доступных двигательных единиц. Восприятие силы и контроль над ней происходят в головном мозге; мышцы выполняют команды.
Базовый уровень лактата в состоянии покоя В состоянии покоя уровень лактата обычно составляет около 0,5 ммоль/л. Этот показатель сохраняется, поскольку анаэробные бактерии, эритроциты и ткани мозгового вещества почек вырабатывают его даже без физической нагрузки. Этот базовый уровень служит для сравнения показателей при физической нагрузке. Отклонения от нормы, превышающие уровень покоя, указывают на анаэробный эффект.
30 Вт: чисто аэробная работа На первом этапе уровень лактата остается на прежнем уровне, что подтверждает исключительно аэробный метаболизм. Ресинтез АТФ происходит посредством окислительного фосфорилирования в митохондриях. Потребление кислорода незначительно увеличивается, а вентиляция легких и частота сердечных сокращений регулируются в соответствии с потребностями. Усилие ощущается очень легко (RPE 6-7) и сохраняется в течение длительного времени.
Чувства преобладают над погоней за пульсом Мышечная активация создает потребность, а системы доставки реагируют позже. Поскольку на частоту сердечных сокращений влияют температура, влажность, эмоциональное состояние, восстановление, размер сердца, объем циркулирующей крови и техника выполнения, следить за постоянным пульсом ненадежно. Измерьте реальную реакцию человека или назначьте дозу в ваттах. Осознаваемые усилия остаются надежным ориентиром при отсутствии необходимых инструментов.
60 Вт: удвоенная мощность, все еще аэробная Удвоение внешнего сопротивления требует пропорционального увеличения внутренней мышечной силы. Уровень лактата по-прежнему соответствует уровню покоя, что указывает на запас аэробной энергии. Уровень VO2, вентиляция легких и ЧСС повышаются в соответствии с возросшей потребностью. Усилие кажется легким (около 8 минут в минуту), а сжигание калорий заметно ускоряется по сравнению с отдыхом.
Соотношение скорости и общей потери субстрата Более высокая мощность сжигает жиры и углеводы быстрее, но может сократить продолжительность сеанса. Общая потеря питательных веществ равна скорости, умноженной на время, затрачиваемое на питание, поэтому слишком высокая интенсивность может снизить общее количество окисления в течение дня. Выберите максимально допустимую интенсивность, соответствующую желаемой продолжительности. Это уравновесит скорость сжигания и общее количество сжигаемого продукта.
Индивидуализируйте показатели сердечного ритма Люди сильно различаются по ЧСС в зависимости от окружающей среды, состояния восстановления, гематологии и психологии. Определение пульса может вызвать у одного человека недостаточную стимуляцию, а у другого ‑ чрезмерный стресс. Отслеживайте и записывайте ЧСС человека при каждой рабочей нагрузке, если используется HR. В противном случае назначьте работу по мощности, чтобы обойти изменчивость.
90 Вт: первый подъем уровня лактата Уровень лактата повышается примерно до 2 ммоль/л по мере набора промежуточных волокон или перераспределения кровотока. Часть энергетической нагрузки приходится на анаэробный гликолиз, поэтому уровень VO2 повышается медленнее. Вентиляция легких и ЧСС ускоряются больше, чем ожидалось при одинаковой мощности. Усилие становится умеренно тяжелым (RPE ~10) с первыми ощущениями жара, жжения и тяжести.
Дыхание и ЧСС непропорционально ускоряются Ионы водорода, содержащиеся в лактате, стимулируют дыхательный центр, а в результате буферизации высвобождается избыток CO2, который еще больше стимулирует дыхание. Гормональная и нервная активация увеличивает частоту сердечных сокращений за пределы линейной реакции на нагрузку. Когда интенсивность дыхания достигает этой точки, появляется слышимость. Системный ответ теперь отражает как метаболические потребности, так и кислотно–щелочную регуляцию.
Определенный и локализованный аэробный порог Аэробный порог - это максимальная мощность, выполняемая исключительно аэробно, что эквивалентно максимальной нагрузке, при которой уровень лактата равен уровню покоя. В этом тесте он находится на предыдущем этапе; следующий этап - это уже смешанный метаболизм. Типичные лабораторные показатели – уровень лактата 1,5-2 ммоль/л и ЧСС примерно 110-130 ударов в минуту при езде на велосипеде или беговой дорожке. Это определяется по сходящимся признакам: уровень лактата в крови, вентиляция легких, ЧСС и ощущения.
Единственная объективная граница зоны Этот порог четко отделяет чисто аэробную зону от смешанной. Другие “зоны” не универсальны и зависят от индивидуальных возможностей и используемых упражнений. Таким образом, аэробный порог является единственной объективной границей для практических моделей зон. За его пределами рекомендации должны быть индивидуальными.
Максимальное значение Fatmax достигает максимума около LT1 Интенсивность окисления жиров возрастает, достигает пика, затем снижается, образуя колоколообразную кривую. Пик часто совпадает с аэробным порогом и у тренированных спортсменов может достигать примерно 1 грамма в минуту. Здесь пик соответствует второй нагрузке. Записывайте одновременный показатель HR только в качестве личного ориентира, а не универсальной цели.
Заблуждение о ‘жиросжигающем импульсе’ Пульс не определяет степень окисления жира, поскольку несколько факторов изменяют частоту сердечных сокращений независимо от использования субстрата. Популяционные формулы - это приблизительные предположения, сродни оценке размера обуви по росту и весу. Для определения истинного пика требуется лабораторное тестирование или тщательное индивидуальное отслеживание. Опора на общие цифры вводит в заблуждение программистов.
Почему потребление жиров падает с увеличением интенсивности По мере увеличения интенсивности тренировки приоритет отдается лактату, который временно замедляет окисление жиров. Кровоток в жировой ткани также может уменьшаться. Вновь поступающие волокна предпочитают углеводы и часто обеспечивают организм энергией анаэробным путем. Потребление жиров снижается, но не исчезает.
Кардиотренировки натощак не способствуют лучшему сжиганию жира Тренировки “на жирах”, проводимые натощак, изменяют состав топливной смеси во время тренировки, но не жировой баланс за день. Внутримышечный жир, сжигаемый во время работы, восполняется позже, в то время как другие жиры восстанавливают гликоген. Контролируемые исследования в метаболической камере не показали существенного долгосрочного улучшения физической формы. Привлекательность заключается в основном в маркетинге, а не в долговременной физиологии.
Зона 2 ‑ устойчивое равновесие При попадании в зону 2 уровень лактата повышается, но остается стабильным. Выработка лактата работающими мышцами равна его усвоению печенью, почками, сердцем, диафрагмой и окислительными волокнами. Этот баланс позволяет выполнять длительные, устойчивые упражнения при умеренном напряжении. Он определяет характер зоны 2.
120 Вт: жестче, но при этом сбалансированнее При более высоком пороговом значении уровень окислительных волокон снижается, а внутримышечное давление может препятствовать кровотоку. Уровень лактата стабилизируется на уровне около 3 ммоль/л, в то время как уровень VO2 остается на прежнем уровне, а вентиляция легких и ЧСС продолжают расти. Это требует больших усилий (RPE ~13), но в течение некоторого времени все еще возможно. Одни и те же качественные процессы сохраняются в широком диапазоне мощностей.
Расхаживая по широкой смешанной зоне Это устойчивое равновесие может сохраняться на протяжении нескольких этапов, что позволяет постепенно накапливать усталость. Небольшие превышения этого уровня приводят к быстрому истощению, поэтому гонщики на таких дистанциях, как 15 км, поддерживают максимальный темп, сохраняя стабильность. Искусство заключается в том, чтобы проехать трассу, не нарушая равновесия. Это замедляет утомление при максимальной скорости.
150 Вт: быстрое накопление лактата Уровень лактата подскакивает примерно до 5 ммоль/л и повышается с каждой минутой. (5→6→7→8...), это показывает, что выработка лактата теперь превышает норму. Ноги наливаются свинцом и горят, а усилие достигает ~ 16, что очень тяжело. Время до истощения сокращается до нескольких минут. Система переходит в кратковременное состояние высокого напряжения.
Уровень VO2 перестает повышаться, несмотря на более высокую нагрузку Внешняя нагрузка продолжает увеличиваться, но потребление кислорода больше не увеличивается. Это свидетельствует о несоответствии между растущими механическими нагрузками и измеряемой аэробной нагрузкой. Вентиляция легких и частота сердечных сокращений могут по-прежнему изменяться, но уровень VO2 снижается. Это сигнализирует о решительном изменении способа поддержки усилий.
Поглощение кислорода достигает определенного уровня Вновь задействованные быстрые двигательные единицы плохо снабжаются митохондриями и капиллярами, поэтому дополнительная нагрузка больше не увеличивает потребление кислорода. Другие ткани продолжают потреблять кислород с той же скоростью, сохраняя уровень VO2 во всем организме на одном уровне, несмотря на увеличение мощности. Потребность в энергии опережает аэробное поступление, создавая условия для достижения оптимального уровня VO2. Такое поведение лежит в основе последующего использования VO2max в качестве концепции.
Преобладает гликолиз и появляется одышка При ограниченных аэробных нагрузках нагрузка ложится на гликолиз, а уровень лактата в мышцах и крови повышается. Ацидоз, вызванный ионами водорода, значительно ускоряет дыхание, создавая ощущение нехватки воздуха. Легкие учащенно дышат, чтобы вывести CO2 из буфера, а не для устранения нехватки кислорода. Речь становится затрудненной, носовое дыхание прерывается, а усилия ощущаются как нечто более тяжелое.
Вентиляция повышается, а Пульс Замирает Кривые вентиляции резко увеличиваются, но частота сердечных сокращений часто перестает ускоряться параллельно. Снижение содержания кислорода в артериальной крови больше не является стимулом, а эффект Бора облегчает поступление кислорода в кислую кровь. Эти факторы замедляют дальнейшее учащение пульса, даже если дыхание прерывается. Это расхождение лежит в основе таких пульсовых тестов, как Conconi.
Определение второго метаболического порога Объективные кривые и субъективные ощущения сходятся, показывая второй переход. Это анаэробный порог, который также называют точкой компенсации дыхания. Здесь мощность достигает максимального уровня, при котором выработка лактата и его выведение из организма находятся в неустойчивом равновесии. Небольшое увеличение нарушает это равновесие.
Баланс на грани краха Езда на пределе кажется едва устойчивой, но все же возможной; превышение на одну ступень приводит к быстрому ацидозу и неминуемой остановке. Аэробный порог ниже, анаэробный порог выше, независимо от выбранных единиц. Ключевым моментом является мощность, при которой сохраняется равновесие. При превышении этого уровня быстро нарастает усталость.
Правило "4 ммоль’ и индивидуальная реальность В среднем анаэробный порог составляет около 4 ммоль/л лактата в крови. Однако у некоторых людей может наблюдаться отклонение в сторону 3, а у других - в сторону 8. Уровень лактата плавно повышается, а затем резко повышается; этот изгиб является значимым признаком. Фиксированные цифры вводят в заблуждение без отдельных кривых.
Частота сердечных сокращений на Пороговом уровне является Индивидуальной В зависимости от позы и манеры выполнения упражнения, популяционные показатели колеблются примерно между 150 и 170 ударами в минуту. Настоящие спортсмены могут достигать порогового значения около 130 ударов в минуту или по-прежнему разговаривать при 190. Только индивидуальные измерения позволяют определить допустимые зоны. Тренировка начинается с учета этой изменчивости.
Пороги разделяют три зоны Анаэробный порог образует жесткую границу между зоной 2 и зоной 3. При проведении тестов часто не удается стандартизировать и выявить истинные пределы. После достижения плато VO2 компенсаторное мышечное напряжение на короткое время снова повышает VO2. Истинные значения VO2max и HRmax проявляются при коллапсе.
Что на самом деле представляет собой VO2max VO2max учитывает потребление кислорода окислительными и промежуточными волокнами, а также дыхательными мышцами, миокардом и дополнительными мышцами, задействованными при нарушении техники. Такие дополнения увеличивают количество, но не продвигают спортсмена вперед. Поэтому VO2max подвержен искажениям при прогнозировании результатов. Мощность на уровне анаэробного порога является более информативным показателем выносливости.
Физиологическая трехзонная модель Зона 1 - чисто аэробная: здесь мало лактата, не накапливается усталость, ежедневные движения и легкие тренировки. Зона 2 расположена между пороговыми значениями, в зоне смешанного метаболизма, где компенсируется усталость и обеспечивается стабильная работа. Зона 3 находится выше анаэробного порога, где усталость декомпенсирована и нестабильна. Только эти три зоны имеют прочные физиологические опоры.
Почему "Анаэробная зона" искажает реальность Даже при интенсивных нагрузках строго анаэробные процессы редко превышают 30% от общего объема. Аэробные волокна, сердце и легкие продолжают доставлять кислород и выполнять свою работу. К прекращению работы приводит враждебная внутренняя среда, связанная с гликолизом, а не отсутствие аэробной нагрузки. Это смешанная зона с большей долей анаэробов, а не чисто анаэробная область.
Специфика упражнений изменяет цифры Частота сердечных сокращений и пороговые значения уровня лактата меняются в зависимости от выбора упражнений и биомеханики. Показатели, полученные при езде на велосипеде, не совпадают с показателями при беге, гребле, плавании или спортивных единоборствах. Разные мышцы и модели движений вызывают разные физиологические реакции. Тестирование должно соответствовать целевому виду деятельности или очень походить на него.
Подводные камни пяти и более зон Разделение зон на зоны для разминки, сжигания жира, узкие пороговые значения или градуированные "красные зоны" не имеет четких физиологических критериев. Только аэробные и анаэробные пороговые значения являются объективными критериями. Дополнительная нарезка отражает скорее методологические вкусы, чем новую биологию. Сосредоточьтесь на двух событиях, которые качественно меняют систему.
Поиск зон на ощупь В зоне 1 ощущается слишком легко, даже прохладно. В зоне 2 ощущается настоящая физическая нагрузка — дыхание и пот присутствуют, но при этом 40-60 минут остаются комфортными. В зоне 3 в течение нескольких секунд или минут возникает одышка, жжение и ограничение речи. Ощущения разделяют зоны, когда инструментов нет.
Когда пульс сбивает с толку при работе с малой массой Бицепсы одной руки могут интенсивно работать за счет лактата, в то время как частота сердечных сокращений остается близкой к 100. Небольшая активная мышечная масса не может стимулировать мощную сердечно-легочную реакцию, но местный метаболизм протекает анаэробно. Применение правил о ЧСС для выносливости к отдельным упражнениям приводит к неправильной классификации усилий. Маркетинговые приемы часто затушевывают этот нюанс.
Аэробика с большой нагрузкой: Высокий пульс, низкий уровень лактата При легкой ходьбе на беговых лыжах задействуются все четыре конечности, что повышает частоту сердечных сокращений и вентиляцию легких, в то время как уровень лактата остается на уровне около 1 ммоль/л. При увеличении скорости бега уровень лактата в организме повышается до 6 ммоль/л, а вентиляция превышает пороговый уровень. Ни одна мышца не отказывает, потому что работа распределяется равномерно. Производительность всего тела может быть выше порогового значения, в то время как локальные волокна остаются преимущественно аэробными.
Сначала изучите один способ Начните с езды на велосипеде, чтобы точно контролировать нагрузку и свести к минимуму технические неожиданности. Позже переходите к сложным упражнениям, в которых усталость по разным причинам прекращает работу. Иногда вас останавливает локальная мышечная недостаточность, а иногда - нарушение центрального дыхания. Понимание физиологии становится важным по мере роста сложности.
Тренировка по сжиганию жира: Работа по сравнению с пластиной имеет значение При циклической кардиотренировке расход калорий зависит от пройденного расстояния или от работы на тренажере. Режим тренировки имеет гораздо меньшее значение, чем баланс между выполненной работой и едой на тарелке. Небольшой, но устойчивый дефицит энергии позволяет сжигать накопленный жир, не вызывая чувства голода. Приятные занятия поддерживают объем, необходимый для перемен.
Поддерживайте мышечную массу при минимальной силовой нагрузке Короткие еженедельные сеты для основных мышц, которые задействуют все двигательные единицы, сохраняют массу. Такие тонизирующие упражнения способствуют поддержанию мышц в тонусе без существенного роста. Гипертрофия зависит от набора мышечной массы и усталости при широком диапазоне нагрузок. Классические 20-30-секундные сеты уравновешивают активизацию с продолжительностью практического занятия.
Распределение Лактата по Энергетическим Системам АТФ-РС и гликолитические пути перекрываются с первых секунд усилий. Лактат может вырабатываться кратковременно даже во время коротких подходов и появляется в крови с задержкой. Время отбора пробы определяет, что именно измеряется. Маркировка энергетической системы отражает доминирующее положение, а не эксклюзивность.
Полевые испытания, которые на самом деле переводят Любой протокол, который фиксирует нагрузку и ограничивает технические отклонения, может отображать реакции: челночные пробежки, пошаговые интервалы, упражнения в бассейне, упражнения на гребных тренажерах или упражнения для конкретных видов спорта. Езда на велосипеде удобна тем, что она точно измеряет мощность, а не тем, что охватывает все виды спорта. Определите приоритетность контролируемой нагрузки и повторяемого перемещения. Специальные настройки улучшают интерпретируемость.
Специфичность превосходит Лабораторные Абстракции Результаты тестов lab bike VO2 часто не позволяют предсказать результаты на льду или на поле. При изменении мышечных групп и характера движений корреляция может упасть до нуля. Для повышения прогнозирующей способности тестов используйте собственные модели движений в спорте. Конкретные оценки позволяют выявить реальных конкурентов.
Смещение Зон между Модальностями Бег, как правило, увеличивает частоту сердечных сокращений по сравнению с ездой на велосипеде из-за вертикального положения тела и вовлечения рук. Гребля может привести к еще большему увеличению частоты сердечных сокращений; Эргометры, предназначенные только для рук, заметно снижают ее. При калибровке учитывайте воспринимаемое усилие и скорость на ровной местности, а не автоматически прогнозируемые зоны. Пусть ощущения закрепляют цифры.
Как некоторые быстро бегают с очень высоким пульсом Исключительная форма задействует множество мышц без серьезного локального ацидоза. Высокая частота сердечных сокращений при нормальном разговоре свидетельствует о необычайной работоспособности. Почти на пределе возможностей человека, большинство из них работают на максимальном пульсе, соблюдая технику и добиваясь решающих результатов. Предел - сердечно-сосудистая система; разница в исполнении.
Освойте основы, прежде чем приступать к составлению планов Изучите пороговые значения, зоны и истинное значение VO2, прежде чем разрабатывать программы. Используйте эту базу для выполнения аэробных и силовых упражнений с заданной интенсивностью. Прочитайте основные тексты, чтобы закрепить термины, тесты и планирование. Затем повторяйте измерения и ощущения, чтобы направлять тренировку.