Как повысить лактатный порог. Анаэробный порог и аэробный порог. Тренировочные зоны по пульсу
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.
Многие придерживаются ошибочного мнения, что в борьбе с лишним весом все средства хороши, имея в виду любую активность спортивной направленности. Однако после нескольких занятий выбранного типа тренировок результат оказывается нулевым или малоэффективным. А дело заключается в существовании двух видов физической нагрузки, оказывающих разное : аэробной и анаэробной.
Что это за нагрузки и в чем их отличия?
Отличие представленных видов спортивной активности заключается в энергетическом ресурсе, который используется организмом на момент тренировок:
- при выполнении аэробных или кардионагрузок в роли такого ресурса выступает кислород;
- в случае с анаэробными или кислород не принимает участие в выработке энергии. Его заменяет «готовое топливо», имеющееся в мышечных тканях. Его в среднем хватает на протяжении 10 секунд, по истечении которых вновь начинает расходоваться кислород, а тренировка переходит в аэробный «режим».
Соответственно, упражнение, длительность которого превышает 12 секунд , не является абсолютно силовым. При этом также не бывает нагрузок полностью силового типа, поскольку в начале выполнения любой энергетическая выработка осуществляется с отсутствием кислорода.
Также отличие двух видов нагрузок заключается в процессе выполнения упражнений:
- анаэробная тренировка обуславливается увеличением весовых параметров, количественным сокращением повторов и отдыхом между подходами;
- аэробная — определяется снижением весовых параметров, количественным увеличением повторов и минимальными передышками.
Правильно характеризуется ускорением пульса и повышением потоотделения. Также учащается дыхание. Трудности в воспроизведении речи свидетельствуют об обязательном снижении интенсивности тренировочного процесса. Анаэробная выносливость — это способность выполнять нагрузку в максимальном тренировочном режиме.
Влияние анаэробной нагрузки
Занятия силового типа способствуют:
- мышечному росту;
- укреплению и усилению мышечной ткани.
При этом важно придерживаться правильного питания, иначе мышечное наращивание будет происходить за счет менее задействованных групп мышц. Это не грозит женскому полу, у которых уровень тестостерона снижен.
В процессе выполнения расход калорий происходит в меньшей степени, чем при аэробных тренировках. При этом их потребление мышцами происходит в больших количествах.
Иными словами, чем больше мышечная масса, тем в большем количестве происходит сжигание калорий в течение дневного времени, даже если отсутствует физическая активность.
По окончании анаэробных тренировок происходит ускорение метаболистического процесса, благотворно влияющего на сжигание жировой ткани. При этом эффект сохраняется на протяжении 36 часов. Вследствие этого, такие упражнения являются отличным способом . Вес мышц превышает массу жира, по причине чего уменьшение объема тела становится возможным даже при отсутствии снижения общего веса.
Польза силовых упражнений заключается в следующем:
- развивается плотность костной ткани;
- укрепляется ;
- предотвращается развитие сахарного диабета. Возможно использование анаэробных нагрузок с целью комплексного лечения заболевания;
- уменьшается риск развития злокачественных новообразований;
- качественно улучшается сон и общее состояние;
- организм очищается от токсичных компонентов;
- происходит очищение кожных покровов.
Влияние аэробной нагрузки
Кардионагрузки отличаются высокой эффективностью при желании , что становится возможным только после полного расходования гликогена . Первый 20-ти минутный период тренировок является безрезультатным. Положительное влияние начинается по окончании 40 минут, когда роль основного энергетического ресурса берет на себя жировая ткань.
Аэробные упражнения — отличный вариант для , поскольку происходит максимальный расход калорий. нагрузок и соблюдении грамотного рациона питания в течение месяца можно избавиться от 3 кг лишнего веса, после чего стоит быть готовыми к постепенному снижению интенсивности процесса похудения.
Существует три степени интенсивности аэробных упражнений:
- слабая и средняя, при которых задействуется система сердца и сосудов. Такие занятия носят исключительно «кардиохарактер»;
- высокая, когда нагрузка приходится не только на сердечный орган, но и на мышечные ткани. В данном случае речь идет о комплексных занятиях.
Несмотря на то, что аэробные нагрузки эффективно , их существенным недостатком является неминуемая потеря мышечной массы. По данной причине здесь важно соблюдать меру, поскольку избыточное количество занятий может спровоцировать шоковое состояние , приводящее к распаду тканей мышц по причине гормональной реакции:
- увеличение уровня кортизола, способствующего мышечному распаду;
- снижается концентрация тестостерона, отвечающего за рост мышечной ткани.
Максимальная продолжительность кардионагрузок должна составлять час времени. В случае превышения указанного временного лимита начинаются упомянутые гормональные процессы, а также:
- снижение иммунных сил;
- повышение вероятности возникновения заболеваний, связанных с сердцем и сосудами.
К положительным сторонам аэробных упражнений следует отнести:
- повышение общей выносливости организма;
- профилактика заболеваний, поражающих систему сердца и сосудов;
- выведение вредных веществ;
- кожное очищение.
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»
Порог анаэробного обмена (или анаэробный порог) является одним из важнейших понятий в спортивной методологии для видов спорта на выносливость, в том числе – беге.
С его помощью можно выбрать оптимальную нагрузку и режим на тренировке, построить план на предстоящее соревнование, а, кроме того, определить с помощью теста уровень спортивной подготовки бегуна. О том, что такое ПАНО, для чего нужно его измерение, от чего он может снижаться или расти и как измерить ПАНО, читайте в данном материале.
Что такое ПАНО?
Определение
В целом, есть несколько определений, что такое анаэробный порог, а также его методы измерения. Однако, по некоторым данным, единого правильного способа определения ПАНО не существует: все эти методы лишь можно считать корректными и применимыми в различной ситуации.
Одно из определений ПАНО звучит следующим образом. Порог анаэробного обмена — это уровень интенсивности нагрузки, в ходе которого концентрация в крови лактата (молочной кислоты) резко повышается.
Это связано с тем, что скорость его образования становится более высокой, нежели скорость утилизации.Такой рост, как правило, начинается при концентрации лактата выше четырех ммоль/л.
Также можно сказать, что ПАНО - это граница, где достигается баланс между скоростью выделения задействованными мышцами молочной кислоты и скоростью ее утилизации.
Порогу анаэробного обмена соответствует 85 процентов от максимума пульса (или 75 процентов от максимума кислородного потребления).
Единиц измерения ПАНО достаточно много, так как порог анаэробного обмена – это пограничное состояние, его можно по-разному характеризовать.
Его можно определить:
- через мощность,
- путем исследования крови (из пальца),
- значением ЧСС (пульса).
Последний способ – наиболее популярный.
Для чего он нужен?
Анаэробный порог с помощью регулярных тренировок может быть со временем повышен. Тренировки, находящиеся выше или ниже лактатного порога, повысят способность организма выводить молочную кислоту, а также справляться при ее высокой концентрации.
Порог увеличивается при занятиях спортом и другой активности. Это – база, вокруг нее вы выстраиваете свой тренировочный процесс.
Значение ПАНО в различных спортивных дисциплинах
Уровень ПАНО в разных дисциплинах – разный. Чем более натренированными на выносливость являются мышцы, тем больше они поглощают молочной кислоты. Соответственно, чем больше работает таких мышц, тем выше будет пульс, соответствующий ПАНО.
У обычного человека ПАНО будет высоким во время катания на лыжах, при гребле, немного более низкий – при беговых тренировках и катании на велосипеде.
У спортсменов-профессионалов все по-другому. К примеру, если известнейший спортсмен будет участвовать в лыжной гонке, либо в гребле, то его ПАНО (частота пульса) в данном случае окажется ниже. Это связно с тем, что бегун будет использовать те мышцы, которые у него не так подготовлены, как те, которые используются в забегах.
Как измерить ПАНО?
Тест Конкони
Итальянский ученый, профессор Франческо Конкони в 1982 году разработал вместе с коллегами метод определения анаэробного порога. Этот метод сейчас известен под названием «тест Конкони» и используется для лыжников, бегунов, участников велогонок, а также пловцов. Он проводится с помощью секундомера, пульсометра.
Суть теста состоит в серии повторяющихся на маршруте отрезков дистанции, в ходе которых постепенно интенсивность увеличивается. На отрезке фиксируют скорость и пульс, после чего составляется график.
По мнению итальянского профессора, анаэробный порог находится в той самой точке, в которой прямая линия, которая отражает связь между скоростью и пульсом, отклоняется в сторону, таким образом на образуя на графике«колено».
Однако, нужно отметить, что не у всех бегунов, тем более – опытных, такой загиб отмечается.
Лабораторные тесты
Они отличаются наибольшей точностью. Кровь (из артерии) берется во время выполнении нагрузки с нарастающей интенсивностью. Забор производится один раз в полминуты.
При занятиях спортом необходимо следить за своим состоянием. Для этого используют четыре показателя: пульс, работоспособность, самочувствие и качество сна. Наиболее объективным из них является пульс.
Методы подсчета пульса
Пульс можно определить на основных артериях: на запястье у основания большого пальца, на шее или на виске. При пульсе выше 170 ударов в минуту, более достоверен его подсчет на левой стороне груди — в области верхушечного толчка сердца в районе пятого межреберья.
Метод 15 секунд
Подсчитайте пульс за 15 секунд. Умножьте результат на 4 — это дает приближенное значение частоты сердечных сокращений в минуту.
Метод 15 ударов
Этот метод несколько сложнее, но он дает более точный результат. Запустите секундомер на ударе «0» и остановите на ударе «15». Предположим, что в течение 15 ударов прошло 12,5 секунд. Тогда пульс равен: 15 × (60 / 12,5) = 72 удара в минуту.
Метод 10 ударов
Этим методом лучше пользоваться при измерении пульса при нагрузке, так как даже при короткой остановке пульс быстро замедляется. Запустите секундомер на ударе «0» и остановите на ударе «10». Если в течение 10 ударов прошло, например, 3,6 секунды, то пульс равен: 10 × (60 / 3,6) = 167 ударов в минуту. Полученное значение будет несколько ниже реального пульса во во время нагрузки. Точное значение можно измерить с помощью пульсометра.
Основные показатели пульса
В спорте используются три основные показателя: пульс в состоянии покоя, максимальный пульс и пульс в точке отклонения (анаэробный порог).
Пульс в состоянии покоя
Пульс в состоянии покоя показывает, с какой частотой должно работать сердце для обеспечения базовых процессов в организме. Он зависит от образа жизни и характеризует общий уровень аэробной подготовленности.
Пульс в состоянии покоя обычно подсчитывают утром перед подъемом с постели. Для большей точности нужно подсчитать число ударов за полную минуту, повторив это измерение в течение нескольких дней и взяв минимальное из полученных значений.
Каждый человек, серьезно занимающийся спортом, должен регулярно отслеживать свой утренний пульс и заносить его в дневник.
У нетренированного здорового человека пульс в состоянии покоя обычно находится в диапазоне 60-90 ударов в минуту. У женщин он в среднем на 10 ударов выше, чем у мужчин. У хорошо подготовленных спортсменов на выносливость пульс в состоянии покоя может составлять 40-50 ударов в минуту и даже ниже.
При регулярных аэробных тренировках утренний пульс постепенно снижается и может стать на 10-20 ударов в минуту меньше значения до их начала, что связано с увеличением объема и силы толчка сердца и пропускной способности сосудов. При прекращении тренировок пульс медленно возвращается к исходным значениям.
Повышенный утренний пульс может быть первым признаком начинающейся перетренированности или вирусной инфекции. При затяжной перетренированности утренний пульс может заметно снизиться, что также является тревожным сигналом.
Максимальный пульс
Калькулятор
Исходные данные
Максимальный пульс
187 уд./мин.
Пульс имеет максимальный порог. Он индивидуален для каждого человека и снижается с возрастом — в среднем, на 7 ударов в минуту за каждые 10 лет. Максимальный пульс не зависит от уровня физической подготовки человека.
Примерное значение максимального пульса можно рассчитать по формуле:
Макс. пульс (ударов в минуту) = 208 − 0,7×возраст (лет).
Более простая формула: 220 − возраст (лет), дает близкие значения для возраста 30-50 лет, но несколько занижает максимальный пульс для старших возрастов.
Обе формулы — усредненные и имеют высокую погрешность: максимальный пульс конкретного человека может отличаться от расчетного на 10-20 ударов в минуту. Точное значение можно узнать, проведя тестовое измерение.
С возрастом снижается не только максимальный пульс, но и другие показатели: пульс в состоянии покоя и пульс в точке отклонения. При этом на последние два показателя можно повлиять, регулярно занимаясь спортом.
Измерение максимального пульса
Максимальный пульс можно измерить на беговой дорожке, велоэргометре или аналогичном тренажере. Во время теста нагрузка постепенно повышается до момента, когда пульс прекратит возрастать с ростом интенсивности упражнения.
Максимальный пульс достигается только при хорошем самочувствии и полном восстановлении после последней тренировки. Перед тестом нужно хорошо размяться: подойдут легкая пробежка, прогулка на велосипеде или лыжах. За разминкой следует интенсивная нагрузка продолжительностью 4-5 минут. Заключительные 20-30 секунд нагрузки выполняются с максимальным усилием. Пульс замеряют с помощью монитора сердечного ритма. Подсчет вручную не дает точных результатов из-за быстрого снижения пульса сразу после прекращения нагрузки.
Нужно сделать несколько измерений в течение нескольких недель. Самый высокий показатель и будет являться максимальным пульсом.
У одного и того же человека максимально достижимый пульс может зависеть от вида деятельности. При занятиях различными видами спорта рекомендуется измерить максимальный пульс для каждого из них в отдельности.
Занятие на максимальном пульсе не должно превышать 5 минут. Поскольку оно сопряжено с определенным риском, его следует проводить под наблюдением врача, особенно мужчинам за 45 лет и женщинам за 55 лет, а также людям с проблемами с сердцем.
Максимальное потребление кислорода
Максимальное потребление кислорода (МПК) — это объем кислорода, который человек способен использовать во время нагрузки максимальной мощности. МПК выражается в литрах в минуту. Интенсивность нагрузки на уровне МПК не может поддерживаться дольше 5 минут.
В норме между пульсом и потреблением кислорода наблюдается линейная зависимость.
Под воздействием тренировок МПК может вырасти на 30%. МПК можно ориентировочно оценить по соотношению максимального пульса и пульса в состоянии покоя. Поскольку МПК зависит от веса человека, его обычно рассчитывают в миллилитрах на 1 кг веса:
МПК (мл/мин*кг) = 15 × макс. пульс / пульс в покое.
Другими словами, чем больше соотношение максимального пульса и пульса в состоянии покоя, тем выше интенсивность физической работы, которую может выдержать человек.
Пульс в точке отклонения (анаэробный порог)
При постепенном повышении интенсивности нагрузки (например, скорости бега) пульс до определенной точки возрастает линейно, а затем начинает отставать — на графике зависимости «нагрузка-пульс» появляется заметный изгиб. Эта точка называется точкой отклонения.
Точка отклонения соответствует анаэробному порогу, то есть максимальной нагрузке, которую человек может длительно поддерживать без накопления молочной кислоты в мышцах.
Анаэробный порог — наиболее объективный критерий тренированности на выносливость. У хорошо тренированных спортсменов пульс в точке отклонения может достигать 95% от максимального пульса. Потребление кислорода в точке отклонения также составляет высокий процент от МПК. Иными словами, тренированные спортсмены способны выполнять интенсивную работу в аэробной зоне; анаэробная система включается в работу только во время очень больших нагрузок.
Пульс в точке отклонения следует измерять через каждые несколько недель, чтобы отслеживать изменения в уровне тренированности.
Методы измерения пульса в точке отклонения
В качестве первого приближения можно взять фактический пульс при беге с постоянной скоростью на дистанции 5 или 10 километров.
Тест с равномерной нагрузкой. В течение 30-50 минут выполняется аэробная работа с наибольшим темпом, при котором упражнение может быть выполнено до конца без снижения нагрузки, а пульс остается стабильным. Этот пульс и будет равен пульсу в точке отклонения.
Например, если вы можете ехать на велосипеде 30-50 минут с постоянной скоростью и стабильным пульсом на уровне 160 ударов в минуту, а при большей скорости вам не удается закончить дистанцию из-за усталости, то пульс в точке отклонения у вас равен 160 ударов в минуту.
Тест с повышением нагрузки. После 10-минутной разминки, человек должен бежать или ехать на велосипеде в постоянном темпе в течение 10 минут, поддерживая постоянный пульс 140 ударов в минуту. Затем он увеличивает нагрузку до пульса 150 ударов в минуту и бежит еще 10 минут. На следующем 10-минутном отрезке нагрузка повышается еще на 10 ударов в минуту. Пульс, при котором выполнение нагрузки станет невозможным или потребует невероятных усилий, будет примерно на 5 ударов превышать пульс в точке отклонения.
Точка отклонения и скорость бега на заданной дистанции
Максимальная скорость бега, которая позволяет закончить заданную дистанцию, уменьшается с расстоянием. Скорость, соответствующая точке отклонения, является оптимальной для дистанции 16-17 км. Оптимальная скорость бега для 5-километровой дистанции на 9% выше, а для марафона (дистанция 42,195 км) — на 6% ниже скорости в точке отклонения.
Эта зависимость позволяет вычислить скорость в точке отклонения по фактической скорости бега на данной дистанции, либо, наоборот, определить оптимальную скорость бега для заданной дистанции.
Например, если человек пробегает дистанцию 5 км за 20 минут, то его скорость в точке отклонения равна 13,7 км/ч. Оптимальная скорость для марафона для него составляет 13 км/ч. Ожидаемый результат — 3 часа 40 минут.
Тренировочные зоны по пульсу
По пульсу можно подобрать оптимальную интенсивность тренировок исходя из их целей. Интенсивность упражнений при этом измеряется как процент пульса при нагрузке от максимального пульса или от пульса в точке отклонения (анаэробного порога).
| Тренировочная зона | Значение пульса | Механизм образования энергии |
Цель | |
|---|---|---|---|---|
| В % от макс. пульса | В % от анаэроб- ного порога |
|||
| Аэробная зона | ||||
| Восстановительная | 60–70 | 70–80 | Восстановление после интенсивных тренировок или перерыва в занятиях | |
| Аэробная 1 | 70–80 | 80–90 | Кислородный (углеводы и жиры) | Развитие способности к использованию жиров как источника энергии |
| Аэробная 2 | 80–85 | 90–95 | Кислородный (больше углеводы) | |
| Развивающая зона | ||||
| Развивающая 1 | 85–90 | 95–100 | Кислородный и лактатный (углеводы) | Повышение анаэробного порога |
| Развивающая 2 | 90–95 | 100–105 | ||
| Анаэробная зона | ||||
| Анаэробная 1 (длительность усилия от 30 секунд до 3 минут) | выше 95 | выше 105 | Лактатный и фосфатный | |
| Анаэробная 2 (длительность усилия до 10 секунд) |
Фосфатный | |||
| Значение пульса | Механизм образо- вания энергии |
Цель | |
|---|---|---|---|
| В % от макс. пульса | В % от ана- эроб- ного порога |
||
| Восстановительная | |||
| 60–70 | 70–80 | Кислород- ный (углеводы и жиры) |
Восстановле- ние после интенсивных тренировок или перерыва |
| Аэробная 1 | |||
| 70–80 | 80–90 | Кислород- ный (углеводы и жиры) |
Развитие способности к использова- нию жиров как источника энергии |
| Аэробная 2 | |||
| 80–85 | 90–95 | Кислород- ный (больше углеводы) |
Развитие способности выдерживать длительную высокую аэробную нагрузку |
| Развивающая 1 | |||
| 85–90 | 95– 100 |
Кислород- ный и лактатный (углеводы) |
Повышение анаэробного порога |
| Развивающая 2 | |||
| 90–95 | 100– 105 |
Кислород- ный и лактатный (углеводы) |
Повышение анаэробного порога |
| Анаэробная зона 1 (длительность усилия от 30 секунд до 3 минут) | |||
| выше 95 | выше 105 | Лактатный и фосфатный | В зависимости от режима тренировок: выносливость к высокой концентрации молочной кислоты или развитие скоростных качеств |
| Анаэробная зона 12 (длительность усилия до 10 секунд) | |||
| выше 95 | выше 105 | Фосфатный | Развитие максимальных скоростных качеств |
Основная часть тренировок на выносливость должна находиться в аэробной зоне 1 и 2 , то есть ниже анаэробного порога. При этом длительные занятия с низкой интенсивностью (в аэробной зоне 1 ) повышают способность организма утилизировать жиры и экономить углеводы.
Развивающая зона расположена чуть выше и чуть ниже анаэробного порога; интервальные тренировки в этой зоне позволяют повысить анаэробный порог.
В анаэробной зоне 1 энергия образуется в основном по лактатному механизму, что ведет к накоплению молочной кислоты в мышцах. В зависимости от уровня подготовки человек может находиться в этой зоне от 30 секунд до 3 минут.
В анаэробной зоне 2 развивается максимальное усилие за счет работы фосфатной системы энергообеспечения. Такое усилие может длиться не более 10 секунд.
В восстановительной зоне интенсивность упражнения слишком низкая для развития аэробных способностей организма. Она используется для активного отдыха после интенсивных тренировок (в частности, ускоряет выведение молочной кислоты) или для восстановления после перерыва в занятиях.
Определение зон интенсивности по анаэробному порогу
Границы тренировочных зон лучше всего определять по анаэробному порогу.
Расчет по максимальному пульсу имеет приближенный характер. Если при этом используется оценка максимального пульса по возрасту (самый простой метод в практике), то погрешность может достигать неприемлемых значений — 20-30 ударов в минуту.
Анаэробный порог является более точным ориентиром, поскольку именно он определяет границу между кислородным и лактатным механизмом образования энергии в мышцах.
В среднем анаэробный порог равен примерно 90% от максимального пульса, но при этом он сильно зависит от степени тренированности человека. Например, у спортсмена-любителя анаэробный порог может составлять 75% от максимального пульса, а у профессионального спортсмена — 95%. В этом случае интенсивность тренировок, определенная по максимальному пульсу, будет завышенной для спортсмена-любителя и недостаточной для профессионального спортсмена.
По мере улучшения аэробных способностей в результате тренировок, границы тренировочных зон повышаются пропорционально увеличению пульса в точке отклонения.
Субъективная оценка интенсивности нагрузки
Интенсивность нагрузки можно достаточно точно определить по собственным ощущениям.
Шкала оценки интенсивности нагрузки по ощущениям
- «Очень низкая»
- «Низкая»
- «Средняя»
- «Высокая»
- «Очень высокая»
Оценка интенсивности нагрузки одним и тем же человеком относительно постоянна и отражает уровень концентрации молочной кислоты в мышцах. Интенсивность в аэробной зоне 2 ощущается как «средняя». Сопоставляя пульс и нагрузку можно научиться определять и другие тренировочные зоны по ощущениям.
По книге Петера Янсена «ЧСС, лактат и тренировки на выносливость».
