Анаэробный порог пульс. Определение уровня анаэробного порога

Аэробный порог - это уровень нагрузки, при которой образование в превышает его распад, поэтому лактат начинает постепенно накапливаться в общей системе циркуляции. Часто ее определяют точкой, в которой уровень лактата превышает 2 ммоль/л.

На рисунке отмечен аэробный порог (первый анаэробный порог) и лактатный порог (второй анаэробный порог или ПАНО).

• Восстановительный или компенсаторный режим бега - лактат ниже первого анаэробного порога
• Аэробная зона - между аэробным и лактатным порогами (оптимальна для аэробных тренировок с постоянной интенсивностью)
• Анаэробный режим - имеет место во время высокоинтенсивных и на соревнованиях

Эмпирический метод определения анаэробного порога

Уровню аэробного порога (2 ммоль/л) соответствует скорость бега, при которой бегуны могут спокойно разговаривать, не чувствуя значительных затруднений в дыхании.

Если бегуну при движении достаточен ритм дыхания, при котором на 4 шага делается вдох и на 4 шага выдох (при условии дыхания носом и ртом одновременно), то концентрация лактата в крови не превышает 3 ммоль/л. Если бегун перешел на ритм дыхания 3 шага вдох - 3 шага выдох, то он достиг порога анаэробного обмена (4 ммоль/л) или уже перешел его.

На любых соревнованиях перед вами встают две задачи - необходимо преодолеть саму дистанцию, что требует чистой выносливости, и желание сбавить скорость, для чего необходим высокий анаэробный порог. В этой главе объясняется, как улучшить свои соревновательные результаты, выполняя тренировки, направленные на повышение этих двух важных составляющих успеха на длинных дистанциях - на повышение чистой выносливости и анаэробного порога.

Тренировки для повышения анаэробного порога

Многие серьезные бегуны часто говорят о тренировках для повышения анаэробного порога, темповых занятиях и так далее. Однако при этом они, как правило, оперируют нечеткими понятиями. Они могут говорить, например, о том, что пробегают 12 км со скоростью быстрее темпового бега, даже не понимая, что означает последние понятие. Давайте взглянем на то, что такое анаэробный порог, и тогда мы увидим, как можно его повысить и, следовательно, улучшить спортивные результаты.

Что такое анаэробный порог

От уровня анаэробного порога (АнП) зависит скорость бега по дистанции соревнований. Подбирая соревновательный темп, вы в действительности подбираете темп, который не допускает накопления лактата (побочного продукта углеводного обмена). Когда вы отдыхаете, передвигаясь пешком или медленным бегом, количество лактата в крови остается низким и относительно постоянным, поскольку темпы проникновения лактата в кровь равны темпам его выведения из крови. По мере увеличения скорости, -вначале ходьбы, а потом бега, - увеличиваются как темпы производства лактата мышцами, так и темпы его нейтрализации различными тканями организма. Тем не менее, когда скорость бега превышает определенную интенсивность, темпы формирования лактата становятся выше темпов его удаления, вследствие чего концентрация лактата в мышцах и крови возрастает. Интенсивность упражнения,

выше которой механизмы нейтрализации лактата не поспевают за его выработкой, и является анаэробным порогом.

Анаэробный порог является наиболее важным фактором, определяющим работоспособность бегуна на дистанциях свыше 10 км. На дистанции 10 км значение МПК и анаэробного порога примерно одинаково. На 5-километровой дистанции более важным физиологическим показателем является МПК, хотя анаэробный порог здесь по-прежнему важен.

Значение анаэробного порога

В кругу спортивных физиологов принято было считать, что МПК является наиболее надежным физиологическим показателем, предсказывающим результат в беге на длинные дистанции. Однако когда Джек Дэниэлс и его коллеги изучали изменения в МПК и в работоспособности бегунов под воздействием тренировок, то они пришли к выводу, что результаты в беге продолжают расти даже после того, как рост МПК прекращается (Daniels, 1978). Это связано с тем, что уровень анаэробного порога продолжает повышаться даже после того, когда МПК достигает своего максимума. И это хорошая новость для бегунов со стажем.

Потребление кислорода на уровне анаэробного порога обозначается как VO2 АнП. За последние 20 лет исследования показали, что VO2 АнП является более точным предсказателем результата в беге на длинные дистанции, чем МПК. Темп на уровне анаэробного порога (темп АнП), который также служит причиной различий в экономичности бега между людьми, является даже более точным предсказателем результата в беге на длинные дистанции. Например, при исследовании бегунов на длинные дистанции Петером Фарреллом и его коллегами обнаружилось, что темп АнП предсказывает соревновательную скорость с точностью 94%, в то время как темп МПК только с точностью 79% (Farrell et al. 1979). Между показателями анаэробного порога и выносливостью наблюдается более тесная связь, чем между МПК и выносливостью, так как МПК, главным образом, отражает способность сердца транспортировать кислород к мышцам, в то время как анаэробный порог, кроме того, отражает адаптационные изменения в мышцах, которые повышают их способность вырабатывать энергию аэробным путем.

Чтобы проиллюстрировать преимущества высокого VO2 АнП, давайте сравним двух бегуний, которые имеют идентичные показатели МПК (60 мл/ кг/мин), но разные значения анаэробного порога (см. таблицу 3.1). (Потребление кислорода измеряется в

миллилитрах кислорода, потребляемого на килограмм массы тела в минуту.) Показатель VO2 АнП Кристины равен 48 мл/кг/мин (80% МПК), в то время как показатель VO2 АнП Эми равен 42 мл/кг/мин (70% МПК). Если две бегуньи попробуют пробежать соревновательную дистанцию со скоростью, которая требует потребления кислорода 45 мл/кг/мин, то Кристина сможет поддерживать предложенный темп, а Эми начнет накапливать молочную кислоту и вынуждена будет снизить скорость.

Таблица 3.1 Две бегуньи с одинаковым МПК, но с различным уровнем анаэробного порога

Экономичность бега

Несмотря на все вышесказанное, VO2 АнП не является единственным показателем, отвечающим за скорость бега, поскольку не все бегуны используют то же самое количество кислорода при заданной скорости. Точно так же как некоторые машины более экономично расходуют бензин, некоторые бегуны более экономично потребляют кислород. То есть, более экономичный бегун потребляет меньше кислорода для поддержания определенного темпа.

От экономичности бега бегуна зависит, насколько быстро он сможет бежать, используя заданное количество кислорода. Если вы способны бежать быстрее, чем другие бегуны, используя то же самое количество кислорода, то ваш бег более экономичный. Экономичность бега можно также представить как количество кислорода, необходимое для поддержания заданного темпа. Если вы потребляете меньше кислорода, но при этом бежите в том же темпе, что и другие бегуны, то ваш бег более экономичный.

Например, представим, что два бегуна с идентичным показателем VO2 АнП, равным 50 мл/кг/мин, бегут соревнования со скоростью 3:20 на км. Кажется, они должны прикладывать одинаковые усилия, не так ли? Не обязательно. Предположим, что потребности в кислороде Грэга при данном темпе составляют 47 мл/кг/мин, а Картера - 53 мл/кг/мин. Таким образом, при данном темпе Грэг будет бежать ниже своего VO2 АнП и, следовательно, сможет поддерживать темп, в то

время как Картер начнет накапливать молочную кислоту и будет вынужден сбросить скорость. В данном случае темп АнП Грэга выше, поскольку он потребляет кислород более экономично (см. таблицу

Таблица 3.2 Сравнение экономичности бега двух бегунов

Основными факторами, определяющими экономичность бега, по всей видимости, являются соотношение медленно сокращающихся и быстро сокращающихся волокон в мышцах спортсмена и совокупный эффект особенностей его биомеханики. Эдвард Койл при исследовании велосипедистов-шоссейников сделал вывод, что экономичность движений на 58% объясняется количественным соотношением медленно сокращающихся мышечных волокон у спортсмена (Coyle et. Al 1992). Медленно сокращающиеся волокна используют кислород более эффективно, а в мышцах лучших велосипедистов содержится больше именно медленно сокращающихся волокон. Аналогично этому лучшие марафонцы и бегуны на 10 км, как правило, бегут более экономично и обладают относительно большим количеством медленно сокращающихся волокон, чем их более медленные соперники.

Экономичность бега также связана с несколькими биомеханическими показателями, такими как длина бедра относительно длины большой берцовой кости. Однако как показывают исследования, сам по себе ни один аспект биомеханики не оказывает большого влияния на экономичность движений бегуна. По всей видимости, экономичность бега складывается из взаимодействия ряда биомеханических показателей.

Можно ли повысить экономичность бега? Хотя существуют аргументы, свидетельствующие в пользу того, что экономичность бега можно повысить за счет тренировок, они достаточно уклончивы. Наиболее важным фактором повышения экономичности бега может быть скорее стаж бегуна, нежели выполнение специальных видов тренировок. Дон Морган, который руководил большим количеством исследований, касающихся экономичности бега, говорит: "На данный момент у нас нет достаточно знаний, которые дали бы нам возможность составлять тренировочные программы, нацеленные на совершенствование экономичности бега. Возможно, в будущем мы обнаружим, что различные виды тренировок повышают

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.

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.

Анаэробный порог (АнП) - уровень потребления кислорода, выше которого анаэробная продукция высокоэнергетических фосфатов (АТФ) дополняет аэробный синтез АТФ с последующим снижением окислительно-восстановительного состояния цитоплазмы, увеличением отношения Л/П, и продукцией лактата клетками, находящимися в состоянии анаэробиоза (ПАНО).

Основные сведения

При выполнении нагрузок высокой интенсивности рано или поздно доставка кислорода к клеткам становится недостаточной. В результате этого клетки оказываются вынуждены получать энергию не только аэробным путём (окислительное фосфорилирование), но и с помощью анаэробного гликолиза. В норме образовавшиеся в ходе гликолиза НАДН*H + передают протоны в электронтранспортную цепь митохондрий, но из-за недостатка кислорода они накапливаются в цитоплазме и тормозят гликолиз. Чтобы позволить гликолизу продолжаться, они начинают передавать протоны на пируват с образованием молочной кислоты. Молочная кислота в физиологических условиях диссоциирована на ион лактата и протон. Ионы лактата и протоны выходят из клеток в кровь. Протоны начинают забуфериваться бикарбонатной буферной системой с выделением избытка неметаболического СО 2 . При забуферивании происходит снижение уровня стандартных бикарбонатов плазмы крови.

Величина анаэробного порога у активно тренированных спортсменов примерно равна 90 % от МПК .

Не у всех бегунов (особенно ветеранов) происходит загиб кривой пульса на графике скорости в этом тесте.

Метод скоростного отношения V-slope

Реализуется при выполнении нагрузки до отказа по типу рамп-протокола. Строится график зависимости скорости выделения СО2 от скорости потребления О2. По возникновению резкого внезапного роста графика определяется наступление порога лактатного ацидоза. Собственно, определяется появление избыточного неметаболического СО2. Порог, определенный по данным газоанализа, называется газообменным или вентиляторным. Стоит отметить, что Вентиляторный Порог происходит обычно при уровне Дыхательного коэффициента от 0,8-1 и поэтому определение его по достижению дыхательным коэффициентом 1 является очень грубым приближением. Делать такое приближении недопустимо.