Aerobna izvedba- ovo je sposobnost tijela da obavlja rad, osiguravajući potrošnju energije zbog kisika apsorbiranog izravno tijekom rada.
Potrošnja kisika tijekom fizičkog rada raste s težinom i trajanjem rada. Ali za svaku osobu postoji granica iznad koje se potrošnja kisika ne može povećati. Najveća količina kisika koju tijelo može potrošiti u 1 minuti pri iznimno napornom radu obično se naziva maksimalnu potrošnju kisika(IPC). Ovaj rad treba trajati najmanje 3 minute, jer... osoba može postići svoju maksimalnu potrošnju kisika (VO2) tek do treće minute.
MPK je pokazatelj aerobne izvedbe. MOC se može odrediti postavljanjem standardnog opterećenja na biciklergometru. Poznavajući veličinu opterećenja i izračunavajući broj otkucaja srca, pomoću posebnog nomograma možete odrediti razinu MOC-a. Za one koji se ne bave sportom vrijednost MOC-a je 35-45 ml po 1 kg težine, a za sportaše, ovisno o specijalizaciji, 50-90 ml/kᴦ. Najviša razina VO2 max postiže se kod sportaša koji se bave sportovima koji zahtijevaju veliku aerobnu izdržljivost, kao što su trčanje na duge staze, skijaško trčanje, brzo klizanje (duge staze) i plivanje (duge staze). U ovim sportovima rezultat ovisi 60-80% o razini aerobnih performansi, ᴛ.ᴇ. što je viša MPC razina, to je veći sportski rezultat.
Razina BMD-a pak ovisi o mogućnostima dvaju funkcionalnih sustava: 1) sustavu opskrbe kisikom, uključujući dišni i kardiovaskularni sustav; 2) sustav koji koristi kisik (osiguravajući apsorpciju kisika u tkivima).
Zahtjev za kisikom.
Za obavljanje bilo kakvog posla, kao i za neutralizaciju metaboličkih proizvoda i obnavljanje energetskih rezervi, potreban je kisik. Količina kisika potrebna za obavljanje određenog rada obično se naziva potreba za kisikom.
Pravi se razlika između ukupne i minutne potrebe za kisikom.
Ukupna potreba za kisikom- ovo je količina kisika, koja je iznimno važna za obavljanje cjelokupnog posla (na primjer, kako bi se pretrčala cijela udaljenost).
Minutni zahtjev za kisikom- ovo je količina kisika potrebna za obavljanje određenog posla u bilo kojoj minuti.
Minutna potreba za kisikom ovisi o snazi obavljenog rada. Što je veća snaga, veći je zahtjev za minute. Najveću vrijednost postiže na malim udaljenostima. Na primjer, kod trčanja na 800 m iznosi 12-15 l/min, a kod trčanja maratona 3-4 l/min.
Što je duže vrijeme rada, veći je ukupni zahtjev. Kod trčanja na 800 m to je 25-30 litara, a kod trčanja maratona 450-500 litara.
U isto vrijeme, MOC čak i sportaša međunarodne klase ne prelazi 6-6,5 l/min i trebao bi se postići tek do treće minute. Kako tijelo u takvim uvjetima osigurava izvođenje rada, primjerice, uz minutnu potrebu za kisikom od 40 l/min (trčanje na 100 m)? U takvim slučajevima rad se odvija u uvjetima bez kisika i osiguravaju ga anaerobni izvori.
Anaerobna izvedba.
Anaerobna izvedba- to je sposobnost tijela da obavlja rad u uvjetima nedostatka kisika, osiguravajući potrošnju energije iz anaerobnih izvora.
Rad se osigurava izravno rezervama ATP-a u mišićima, kao i kroz anaerobnu resintezu ATP-a pomoću CrF i anaerobnu razgradnju glukoze (glikoliza).
Kisik je potreban za obnavljanje rezervi ATP i CrP, kao i za neutralizaciju mliječne kiseline nastale kao rezultat glikolize. Ali ti oksidativni procesi mogu se dogoditi nakon završetka rada. Za obavljanje bilo kakvog rada potreban je kisik, samo na kratkim udaljenostima tijelo radi na dug, odgađajući oksidativne procese za razdoblje oporavka.
Količina kisika potrebna za oksidaciju metaboličkih proizvoda nastalih tijekom fizičkog rada obično se naziva - kisikov dug.
Dug kisika također se može definirati kao razlika između potrebe za kisikom i količine kisika koju tijelo troši tijekom rada.
Što je viša minutna potreba za kisikom i što je kraće vrijeme rada, veći je dug kisika kao postotak ukupne potražnje. Najveći kisikov dug bit će na udaljenostima od 60 i 100 m, gdje je minutna potražnja oko 40 l/min, a vrijeme rada se računa u sekundama. Dug kisika na ovim udaljenostima bit će oko 98% zahtjeva.
Na srednjim udaljenostima (800 - 3000m), vrijeme rada se povećava, njegova snaga se smanjuje, a samim tim. povećava se potrošnja kisika tijekom rada. Kao rezultat, dug kisika kao postotak potrebe smanjen je na 70 - 85%, ali zbog značajnog povećanja ukupne potrebe kisika na tim udaljenostima, njegova apsolutna vrijednost, mjerena u litrama, raste.
Pokazatelj anaerobnog učinka je - maksimum
kisikov dug.
Maksimalni dug kisika- ovo je maksimalno moguće nakupljanje anaerobnih metaboličkih produkata koji zahtijevaju oksidaciju, pri čemu je tijelo još uvijek u stanju obavljati posao. Što je viša razina treninga, veći je maksimalni sadržaj kisika. Tako, na primjer, za osobe koje se ne bave sportom, maksimalni dug kisika je 4-5 litara, a za sprintere visoke klase može doseći 10-20 litara.
Dvije su frakcije (dijela) kisikovog duga: alaktična i laktatna.
Alaktat dio duga odlazi na obnavljanje rezervi CrP i ATP u mišićima.
Laktat frakcija (laktati – soli mliječne kiseline) – najveći dio duga kisika. Ide na uklanjanje mliječne kiseline nakupljene u mišićima. Oksidacijom mliječne kiseline nastaju voda i ugljikov dioksid koji su bezopasni za tijelo.
Alaktička frakcija prevladava u fizičkim vježbama koje traju ne više od 10 sekundi, kada se rad odvija uglavnom zbog rezervi ATP-a i CrP-a u mišićima. Laktat prevladava tijekom duljeg anaerobnog rada, kada se intenzivno odvijaju procesi anaerobne razgradnje glukoze (glikoliza) uz stvaranje velike količine mliječne kiseline.
Kada sportaš radi u uvjetima kisikovog duga, u tijelu se nakuplja velika količina produkata metabolizma (prvenstveno mliječne kiseline) i pH se pomiče u kiselu stranu. Da bi sportaš u takvim uvjetima mogao obavljati rad značajne snage, njegova tkiva moraju biti prilagođena za rad s nedostatkom kisika i pomakom pH. To se postiže treningom anaerobne izdržljivosti (kratke vježbe velike brzine s velikom snagom).
Razina anaerobnih performansi važna je za sportaše, rad
koji ne traje više od 7-8 minuta. Što je duže vrijeme rada, manji je utjecaj anaerobnog kapaciteta na sportsku izvedbu.
Anaerobni metabolički prag.
Uz intenzivan rad u trajanju od najmanje 5 minuta dolazi trenutak kada tijelo nije u stanju zadovoljiti sve veće potrebe za kisikom. Održavanje postignute radne snage i njezino daljnje povećanje osiguravaju anaerobni izvori energije.
Pojava u tijelu prvih znakova anaerobne resinteze ATP-a obično se naziva pragom anaerobnog metabolizma (TAT). U ovom slučaju, anaerobni izvori energije uključeni su u resintezu ATP-a puno prije nego što tijelo iscrpi svoju sposobnost opskrbe kisikom (ᴛ.ᴇ. prije nego što dosegne svoj MIC). Ovo je neka vrsta "sigurnosnog mehanizma". Štoviše, što je tijelo manje uvježbano, to se prije počinje “osiguravati”.
PAHO se izračunava kao postotak MIC-a. Kod netreniranih ljudi prvi znakovi anaerobne resinteze ATP-a (ANR) mogu se primijetiti kada se dosegne samo 40% razine maksimalne potrošnje kisika. Za sportaše, na temelju njihovih kvalifikacija, PANO je jednak 50-80% MPC-a. Što je veći PANO, tijelo ima više mogućnosti za obavljanje napornog rada koristeći aerobne izvore, koji su energetski korisniji. Iz tog razloga, sportaš koji ima visok PANO (65% od MPC-a i više), pod ostalim uvjetima, imat će viši rezultat na srednjim i dugim udaljenostima.
Fiziološke karakteristike tjelesnog vježbanja.
Fiziološka klasifikacija pokreta
(prema Farfelu B.C.).
I. Stereotipni (standardni) pokreti.
1. Kretanja kvantitativne vrijednosti.
Ciklički.
Ovlasti rada: Vrste lokomocije:
‣‣‣ maksimalno - pokreti koje izvode noge;
‣‣‣ submaksimalni - pokreti koji se izvode sa
‣‣‣ puno pomoći iz vaših ruku.
‣‣‣ umjereno.
2. Kretanja od kvalitativnog značaja.
Vrste sportova: Procijenjene kvalitete:
Sportsko-umjetnički - snaga;
gimnastika; - brzina;
Akrobacija; -koordinacija;
Umjetničko klizanje; - ravnoteža;
Ronjenje; - fleksibilnost;
Slobodni stil itd. - nepodržano;
Izražajnost.
Velika skupina tjelesnih vježbi izvodi se u strogo konstantnim uvjetima i karakterizira ih strogi kontinuitet pokreta. Ovo je skupina standardnih (stereotipni) pokreti. Takve tjelesne vježbe formiraju se prema principu motoričkog dinamičkog stereotipa.
Radeći nestandardni pokreti nema krutog stereotipa. U sportovima s nestandardnim pokretima postoje određeni stereotipi - tehnike obrane i napada, ali osnova pokreta je odgovor na uvjete koji se stalno mijenjaju. Djelovanje sportaša povezano je s rješavanjem problema određenog trenutka.
3. Čimbenici koji određuju aerobnu izvedbu
Najvažniji od svih razmatranih parametara bioenergetskih mehanizama je pokazatelj snage aerobnih mehanizama - MIC pokazatelj, koji uvelike određuje ukupnu fizičku izvedbu. Doprinos ovog pokazatelja posebnim fizičkim performansama u cikličkim sportovima, na udaljenostima, počevši od srednjih udaljenosti, kreće se od 50 do 95%, u timskim sportovima i borilačkim vještinama - od 50 do 60% ili više. Barem u svim sportovima, smatra A.A. Guminsky (1976), MPC vrijednost određuje tzv "opća izvedba treninga".
MOC u fizički nepripremljenih muškaraca u dobi od 20-30 godina prosječno iznosi 2,5-3,5 l/min ili 40-50 ml/kg.min (oko 10% manje u žena). Kod izvrsnih sportaša (trkača, skijaša, itd.), MOC doseže 5-6 l/min (do 80 ml/kg/min i više). Kretanje atmosferskog kisika u tijelu od pluća do tkiva određuje sudjelovanje u prijenosu kisika sljedećih tjelesnih sustava: vanjskog disanja (ventilacije), krvožilnog sustava, kardiovaskularnog sustava (cirkulacije), sustava za korištenje kisika u tijelu. .
Povećanje i poboljšanje (povećanje učinkovitosti) aerobnih performansi (AP) tijekom treninga prvenstveno je povezano s povećanjem performansi ventilacijskih sustava, zatim cirkulacije i iskorištenja; njihovo uključivanje ne događa se paralelno i postupno odjednom, već heterokronično: u početnoj fazi prilagodbe dominira sustav ventilacije, zatim cirkulacija, au fazi više sportske sposobnosti - sustav iskorištenja (S.N. Kuchkin, 1983, 1986) .
Općenito Veličina povećanja AP određena je od strane različitih autora od 20 do 100%, međutim, studije u laboratoriju za fiziologiju Sveruske državne akademije za fizičku kulturu (S.N. Kuchkin, 1980, 1986) pokazale su da je ukupno povećanje u relativni MIK pokazatelj je u prosjeku 1/3 početne (genetski određene razine) - tj. oko 35%. Štoviše, u fazi početnog treninga povećanje VO2 max je najuočljivije i iznosi do 20% (polovica ukupnog povećanja), u fazi sportskog usavršavanja (II faza adaptacije) povećanje VO2 max/težina usporava i iznosi oko 10%, a na stupnju višeg sportskog majstorstva (III. stupanj adaptacije) porast je minimalan - do 5-7%.
Dakle, početno razdoblje prilagodbe je najpovoljnije za treniranje aerobnih sposobnosti, a završetak ove faze važan je za određivanje izgleda pojedinog sportaša u odnosu na aerobnu izvedbu.
Ukratko razmotrimo glavne promjene u tjelesnim sustavima odgovornim za transport kisika tijekom razvoja izdržljivosti.
U sustav vanjskog disanja Prije svega, povećavaju se rezerve snage - to su pokazatelji vitalnog kapaciteta, MVL, snage i izdržljivosti dišnih mišića. Dakle, za visokokvalificirane plivače i akademske veslače pokazatelji vitalnog kapaciteta mogu doseći 8-9 litara, a MVL - do 250-280 l / min i više. Rezerve snage su rezerve prvog ešalona, a uključene su u povećanje AC već u početnim fazama prilagodbe. Stoga se svim sportašima početnicima i na početku općeg pripremnog razdoblja može sa sigurnošću preporučiti niz vježbi disanja, koje će pridonijeti boljoj aerobnoj prilagodbi.
U kasnijim fazama prilagodbe poboljšava se sposobnost mobilizacije rezervi snage, a kasnije se povećava učinkovitost (učinkovitost) vanjskog disanja (S.N. Kuchkin, 1983, 1986, 1991). Dakle, vrhunski sportaši mogu iskoristiti vitalni kapacitet za 60-70% tijekom napornog rada (naspram 30-35% za početnike). Kisik se učinkovitije apsorbira iz udahnutog zraka (u smislu faktora iskorištenja kisika, ventilacijskog ekvivalenta itd.), što osigurava visoke vrijednosti MIC-a uz ventilaciju od „samo“ 100-120 l/min i nisku brzinu disanja. Tome pridonose i mehanizmi za učinkovitiji rad. sustavi za odlaganje tkiva kisika u radnim mišićima, koji mogu iskoristiti gotovo 100% kisika koji im se isporučuje.
U krvni sustav U pravilu nema povećanog sadržaja crvenih krvnih stanica i hemoglobina. Ali povećanje razmjene cirkulirajuće krvi (uglavnom zbog plazme), pojava tzv. hemokoncentracija(povećanje sadržaja hemoglobina zbog oslobađanja dijela plazme u tkivo), uslijed čega tijekom rada cirkulirajuća krv ima 10-18% više hemoglobina, što dovodi do porasta tzv. kapacitet krvi za kisik.
Značajne promjene tijekom razvoja izdržljivosti događaju se u krvožilni sustav - kardiovaskularni sustav. Prije svega, to utječe na povećanje rezervi snage - rad srca (sistolički volumen može doseći 180-210 ml, što uz efektivnu brzinu otkucaja srca od 180-190 otkucaja / min može dati IOC od 32-38 litara / min. ). To je zbog obveznog povećanja ukupnog volumena srca sa 750 ml na 1200 ml ili više, uzrokovanog radnom hipertrofijom i tonogenom dilatacijom (proširenjem) srčanih šupljina.
Rezerve regulatornih mehanizama sastoje se u formiranju bradikardije u mirovanju i relativne bradikardije pri radu pri izvođenju aerobnog rada. Usporedite: rezerva otkucaja srca za trenirane osobe je: , a za netrenirane osobe je:
. To jest, samo u pogledu otkucaja srca, rezerva s treningom će biti 164%.
Još jedan važan regulatorni mehanizam: mnogo više krvi prolazi kroz žile mišića koji rade kod treniranih ljudi, au mišiće koji ne rade. V.V. Vasilyeva (1986) je pokazala da je to zbog promjena u lumenu krvnih žila u odgovarajućim mišićima. Poboljšanje sustavi recikliranja uglavnom povezan s promjenama u radnim mišićima: povećanje broja sporih mišićnih vlakana s aerobnim mehanizmima proizvodnje energije; radna hipertrofija sarkoplazmatskog tipa i povećanje broja mitohondrija; znatno veća kapilarizacija, a time i veća opskrba kisikom; značajne aerobne biokemijske promjene u mišićima (povećanje kapaciteta i snage aerobnog mehanizma zbog povećanja sadržaja i aktivnosti enzima oksidativnog metabolizma za 2-3 puta, povećanje sadržaja mioglobina za 1,5-2 puta, kao i kao glikogen i lipidi za 30-50% itd.).
Dakle, trening izdržljivosti uzrokuje sljedeće glavne funkcionalne učinke:
Povećanje i poboljšanje svih kvalitativnih i kvantitativnih pokazatelja aerobnog mehanizma opskrbe energijom, koji se manifestira tijekom maksimalnog aerobnog rada.
Povećanje učinkovitosti tjelesne aktivnosti, što se očituje u smanjenju troškova po jedinici rada iu manjim funkcionalnim promjenama pri standardnim opterećenjima (frekvencija srca, ventilacija, laktat i dr.).
Povećanje otpornosti - sposobnost tijela da se odupre promjenama u unutarnjem okruženju tijela, održavajući homeostazu, kompenzirajući te promjene.
Poboljšanje termoregulacije i povećanje rezervi energetskih resursa.
Povećanje učinkovitosti koordinacije motoričkih i autonomnih funkcija s izravnom regulacijom kroz živčane i humoralne mehanizme.
Ograničenje aerobne izvedbe povezano je s niskom brzinom dostave kisika u mišiće, nedovoljnom difuzijskom sposobnošću i oksidativnim potencijalom mišića te prekomjernim nakupljanjem metabolita anaerobne glikolize.
Sustav za dovod i korištenje kisika prilično je složen i sastoji se od nekoliko faza. Nije ni čudo da nije moguće identificirati jedan, "glavni" razlog, ograničavajući aerobni učinak ljudi različitih razina funkcionalne spremnosti. Problem identifikacije čimbenika koji ograničavaju aerobnu izvedbu postaje posebno relevantan kada se radi o visoko treniranim sportašima koji rade s ekstremnom napetošću u sustavima autonomne podrške mišićnoj aktivnosti.
Trenutno, najčešće korišteni parametar koji karakterizira aerobnu izvedbu je MOC. U isto vrijeme mnogo se puta pokazalo da sportski rezultati na velikim udaljenostima (rad duži od 3-4 minute) ovise o snazi razvijenoj na razini PANO.
Povećanjem treninga povećava se stopa iskorištenja laktata od strane mišića koji rade, što je popraćeno smanjenjem koncentracije laktata u krvi. Dakle, što je veći aerobni kapacitet sportaša, manji je doprinos anaerobne glikolize pri odbijanju rada tijekom testa s rastućim opterećenjem. Iz toga slijedi da je moguća situacija kada se potrošnja kisika na razini ANSP-a vrlo približi maksimalnoj vrijednosti (MIC).
Pod pretpostavkom da se specifična potrošnja kisika (potrošnja kisika podijeljena s težinom mišića) približava maksimalnoj vrijednosti, tada se daljnja povećanja potrošnje kisika (radne snage) mogu postići samo povećanjem aktivne mišićne mase. Logično je pretpostaviti da je u ovom slučaju najučinkovitiji način povećanje potrošnje kisika povećanjem volumena mišićnih vlakana s visokom oksidativnom sposobnošću, tj. prvenstveno vlakna tipa I (sporih mišićnih vlakana).
Ova razmatranja sugeriraju da bi PANO trebao ovisiti uglavnom o ukupnom volumenu vlakana tipa I u mišiću, to jest sporih mišićnih vlakana.
Zaključci:
- Kod rada s malom mišićnom masom (na primjer: istezanje noge u zglobu koljena), povećanje opterećenja uvijek dovodi do proporcionalnog povećanja opskrbe krvlju radnog mišića i potrošnje kisika u tijelu. U slučaju rada velike mišićne mase (primjerice: rad na biciklističkom ergometru), za neke ljude, kada se postigne maksimalna snaga, tjelesna potrošnja kisika i opskrba mišića koji radi dostiže plato, a periferni mehanizmi ne utjecati na ovaj učinak.
- Pri radu s velikom mišićnom masom, snaga pri kojoj se smanjuje opskrba krvlju radnog mišića podudara se s pragom anaerobnog metabolizma, međutim, kod polovice treniranih ljudi dolazi do intenziviranja anaerobne glikolize bez smanjenja opskrbe krvlju.
- Kod visokokvalificiranih sportaša izdržljivosti utvrđena je negativna korelacija (r=-0,83; p<0,05) между ПАНО, определяющим уровень тренированности, и концентрацией лактата в крови при максимальной аэробной нагрузке. У 20% высококвалифицированных спортсменов порог анаэробного обмена практически совпадает с максимальной мощностью, достигнутой в тесте. Соответственно, потребление кислорода достигает максимума при низкой концентрации лактата в крови (5,6±0,4 ммоль/л).
- Kod sportaša koji treniraju izdržljivost, pri radu s velikom mišićnom masom (primjerice: rad na biciklističkom ergometru), potrošnja kisika na razini PANO korelira (r=0,7; p<0,05) с объемом волокон I типа (медленных) в основной рабочей мышце и не зависит от объема волокон II типа (быстрых).
- Trening snage niskog intenziteta (50% maksimalne voljne snage) bez opuštanja dovodi do povećanja veličine pretežno mišićnih vlakana tipa I (sporih). Dakle, ova tehnika treninga omogućuje daljnje povećanje aerobnih performansi (potrošnja kisika na razini ANNO) kod sportaša s niskom koncentracijom laktata pri maksimalnom aerobnom opterećenju.
Izvor informacija: na temelju materijala Popova D.V. (2007)
OSNOVE ANALIZE ANAEROBNE PERFORMANSE Kada se procjenjuje radna učinkovitost različitih sustava za proizvodnju energije, važno je razumjeti razliku između kapaciteta i snage sustava. Energetski kapacitet je ukupna količina energije koja se koristi za obavljanje rada i koja se proizvodi u određenom energetskom sustavu. Energetska snaga sustava je maksimalna količina ATP energije koju pod opterećenjem generira određeni energetski sustav po jedinici vremena.
METABOLIČKI PROCESI STVARANJA ENERGIJE I NJIHOVA INTEGRACIJA □ Kreatin fosfokinaza (alaktat) - trenutni mehanizam za nadoknadu ATP-a (ATP-Cr. F sustav); regeneracija ATP-a iz ATP-Cr sustava. F kroz puteve kreatin kinaze i adenilat kinaze ne dovodi do stvaranja laktata i naziva se alaktičnim. □Glikolitički, laktatni (sustav pretvorbe glikogena u laktat) predstavlja fosforilaciju adenozin difosfata (ADP) putem putova glikogenolize i glikolize, dovodi do stvaranja laktata i naziva se laktat. Stvaranje ATP energije u tim se procesima odvija bez upotrebe kisika i stoga se definira kao anaerobna proizvodnja energije.
Anaerobni rad visokog intenziteta može uzrokovati 1000 puta povećanje stope glikolize u usporedbi sa stanjem mirovanja. Nadopunjavanje ATP-a tijekom maksimalnog kontinuiranog vježbanja nikad se ne postiže samo jednim sustavom za proizvodnju energije, već je to rezultat koordinirane metaboličke reakcije u kojoj svi energetski sustavi različito doprinose izlaznoj snazi.
PRAKTIČNI PRISTUPI Izvodljivije je mjeriti vršne radne performanse u razdobljima u rasponu od nekoliko sekundi do gotovo 90 sekundi. Uz takvo trajanje rada, resinteza ATP-a ovisi uglavnom o alaktičkom i laktatnom anaerobnom putu. Jednostavne procjene anaerobne potrošnje energije mogu se dobiti iz rezultata testa, dopunjenih ako je moguće biokemijskim ili fiziološkim
1. Pretpostavlja se da mišićne rezerve ATP podržavaju samo nekoliko kontrakcija i bolje se procjenjuju pomoću mjerenja snage mišića i maksimalne trenutne snage. 2. Pretpostavlja se da je maksimalna tjelovježba koja traje nekoliko minuta ili duže prvenstveno aerobna i zahtijeva informacije o aerobnom metabolizmu. Ukoliko je potrebno prikupiti podatke o anaerobnim komponentama posebne izvedbe sportaša koji nastupaju u sportovima u kojima je trajanje maksimalnog napora oko 2 minute ili nešto više, potrebno je uzeti u obzir interakciju
KRATKOTRAJNI ANAEROBNI RADNI KAPACITET Ova se komponenta definira kao ukupni učinak rada tijekom maksimalnog trajanja vježbe snage do 10 s. Može se smatrati mjerom alaktičke anaerobne izvedbe, koja se uglavnom osigurava koncentracijom ATP-a u mišićima, ATP-Cr sustavom. F i blago anaerobna glikoliza. Najveća radna produktivnost po sekundi u procesu
SREDNJI ANAEROBNI RADNI UČINAK Ova se komponenta definira kao ukupni učinak rada tijekom maksimalnog razdoblja vježbanja do 30 s. U takvim uvjetima, radna izvedba je anaerobna s glavnim laktatnim (oko 70%), značajnim alaktičnim (oko 15%) i aerobnim (oko 15%) komponentama. Radna snaga tijekom zadnjih 5 s testa može se smatrati neizravnom procjenom anaerobne snage laktata.
KONTINUIRANI ANAEROBNI RADNI UČINAK Definira se kao ukupni učinak rada tijekom maksimalnog radnog opterećenja do 90 s. Karakterizira granicu trajanja rada, koja se može koristiti za procjenu anaerobnog kapaciteta sustava opskrbe energijom sportaša. Prednosti ovih testova su u tome što omogućuju procjenu ukupnog radnog učinka anaerobnih sustava pri maksimalnim zahtjevima za njih i kvantificiranje smanjenja radnog učinka od jednog dijela testa do sljedećeg (na primjer, prvih 30 s u odnosu na posljednjih 30
DOB, SPOL I MIŠIĆNA MASA Anaerobni učinak raste s godinama tijekom rasta kod dječaka i djevojčica. Maksimalne vrijednosti ove vrste performansi postižu se u dobi od 20 do 29 godina, a zatim počinje njezin postupni pad. Pad s godinama je isti kod muškaraca i žena. Čini se da je ovaj pad gotovo linearan s dobi, iznoseći 6% po desetljeću. Muškarci postižu bolje rezultate od žena na maksimalnim testovima od 10, 30 i 90 sekundi, a radni učinak po kilogramu tjelesne težine kod žena je približno 65% radnog učinka po kilogramu tjelesne težine kod muškaraca. Sličan
Maksimalna izvedba povezana je s: anaerobnom veličinom tijela, posebno nemasnom masom mišićnom masom. Neke razlike specifične za dob i spol u maksimalnoj anaerobnoj izvedbi više su povezane s promjenama u mišićnoj masi nego s drugim čimbenicima.
STRUKTURNI I FUNKCIONALNI ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA ANAEROBNE IZVEDBE. Struktura mišića i sastav vlakana Struktura mišića igra značajnu ulogu u razini snage i količini rada koju može generirati. Stupanj polimerizacije aktinskih i miozinskih filamenata, njihov raspored, duljina sarkomera, duljina mišićnih vlakana, površina poprečnog presjeka mišića i ukupna mišićna masa strukturni su elementi za koje se čini da doprinose izvođenju mišića u anaerobnim uvjetima, posebno za apsolutnu izvedbu rada. Odnos između sastava mišićnih vlakana i anaerobnog učinka nije jednostavan. Sportaši koji se specijaliziraju za sportove koji su anaerobne prirode ili sportove koji zahtijevaju veliku anaerobnu snagu i kapacitet pokazuju veći udio brzih vlakana (FTF). Što je više BS vlakana ili što veću površinu zauzimaju, to je veća sposobnost razvoja 1
2. DOSTUPNOST SUPSTRATA Izlaz energije za maksimalno vježbanje vrlo kratkog trajanja objašnjava se uglavnom razgradnjom endogenih fosfagena bogatih energijom, ali čini se (barem kod ljudi) da je stvaranje maksimalnog vježbanja čak i za vrlo kratka razdoblja osigurava istodobna razgradnja CP i glikogena. Iscrpljenost rezervi F ograničavaju anaerobnu izvedbu pod maksimalnom snagom i vrlo kratkotrajnim opterećenjem. No glavna uloga Kr. Ph u mišićima ima ulogu pufera između koncentracija ATP-a i ADP-a.
3. NAKUPLJANJE REAKCIJSKIH PRODUKATA Anaerobna glikoliza odvija se s vrlo kratkom odgodom nakon početka mišićne kontrakcije i praćena je nakupljanjem laktata i sukladno tome povećanjem koncentracije vodikovih iona (H+) u tjelesnim tekućinama. Koncentracije mišićnog laktata značajno se povećavaju nakon kratkotrajnog vježbanja i mogu doseći vrijednosti od oko 30 mmol kg-1 mokre težine tijekom iscrpljenosti. Sustavi mišićnog pufera stvaraju djelomični pufer za ione vodika. Na primjer, koncentracija bikarbonata u mišićima smanjuje se od 100 mmol L-1 tekućeg medija
Međutim, mišić ne može dugo zadržati proizvedene vodikove ione, a p. Mišić H se smanjuje sa 7,0 prije opterećenja na 6,3 nakon maksimalnog opterećenja, što uzrokuje iscrpljenost. Smanjenje rijeke Sarkoplazmatski H remeti interakciju Ca 2+ s troponinom, koja je neophodna za razvoj kontrakcije, a objašnjava se kompeticijom vodikovih iona (H+) za mjesta vezanja kalcija. Dakle, učestalost stvaranja aktomiozinskih poprečnih mostova opada sa smanjenjem p. H, a također se smanjuje brzina sinteze i razgradnje energije (prema principu povratne sprege i zbog poremećaja aktivnosti katalizatora i enzima) Povećava se sposobnost otpornosti na acidozu
UČINKOVITOST METABOLIČKIH PUTOVA Određena brzinom raspoređivanja energetskog procesa. Brzina reakcije kreatin kinaze određena je aktivnošću kreatin kinaze. Čija se aktivnost povećava smanjenjem ATP-a u mišićima i nakupljanjem ADP-a. Intenzitet glikolize može se stimulirati ili odgoditi različitim signalima (hormoni, ioni i metaboliti). Regulacija glikolize uvelike je određena katalitičkim i regulatornim svojstvima dvaju enzima: fosfofruktokinaze (PFK) i fosforilaze. Kao što je gore spomenuto, vježbanje visokog intenziteta dovodi do pretjeranog povećanja H+ i brzog smanjenja p. N mišići. Koncentracija amonijaka, koji je derivat deaminacije adenozin 5"-monofosfata (AMP), u skeletnim mišićima raste tijekom maksimalnog vježbanja. Taj porast je još izraženiji kod osoba s visokim postotkom BS vlakana. Međutim, amonijak je prepoznat kao aktivator PPA i može stvoriti pufer za neke promjene u intracelularnom pH-u. In vitro studije su pokazale da su fosforilaze i PPK gotovo potpuno inhibirani kada se razine pH približavaju 6,3. čime se narušava sposobnost nastavka obavljanja mehaničkog rada zbog anaerobnog puta
Ovisi o kvaliteti i količini mišićnih vlakana: BS vlakna su bogata ATP-om, CK i glikolitičkim enzimima u usporedbi sa sporim vlaknima. Iz ovog sažetka jasno je da trening maksimizira anaerobnu izvedbu jer se većina ograničavajućih čimbenika prilagođava u svojoj interakciji kao odgovor na trening visokog intenziteta.
KARAKTERISTIKE MIŠIĆA POTREBNE ZA POSTIZANJE VISOKE RAZINE ANAEROBNE PERFORMANSE I REZULTATI UTJECAJA VISOKOG INTENZITETA NA POKAZATELJE KOJI GA ODREĐUJU Karakteristike mišića Čimbenici anaerobne učinkovitosti Vrijednost ATP CP Glikogen Bu Kapacitet fermenta Maksimalni laktat str. N u slučaju iscrpljenosti Udio BS vlakana Regrutacija BS vlakana Aktivnost CK Aktivnost fosforilaze Aktivnost FFK Da Vjerojatno ne Vjerojatno da Vjerojatno ne Da Da Da Vjerojatno da Da Učinak treninga = ili = ili ↓ = = ili
SUSTAV ZA ISPORUKU KISIKA Ako su svi ostali faktori jednaki, sustavi za isporuku i korištenje kisika vjerojatno daju vrlo značajan doprinos vršnim radnim performansama tijekom trajanja opterećenja od 90 sekundi ili dulje. Očito, što je duže opterećenje, to je veća važnost oksidativnog sustava. U uvjetima kraćeg trajanja maksimalnih opterećenja sustav za dovod kisika neće funkcionirati na maksimalnoj razini, a oksidacijski procesi u završnom dijelu rada
Tijekom rada s opterećenjem maksimalnog intenziteta u trajanju od 60 do 90 s nadilazit će se nedostatak kisika vezan uz početak rada, a oksidacija supstrata u mitohondrijima na kraju rada dovodi do povećanja udjela aerobnih procesa. u opskrbi energijom rada. U ovom slučaju, pojedinci koji su sposobni brzo mobilizirati sustave za isporuku i iskorištavanje kisika te imaju odgovarajuću visoku aerobnu snagu imat će prednost u uvjetima srednjeg trajanja i
NASLJEĐE Sada je utvrđeno da genotip pojedinca uvelike određuje preduvjete za visoku aerobnu snagu i kapacitet izdržljivosti, kao i visoku ili nisku razinu odgovora na trening. Puno manje znamo o nasljeđivanju anaerobnih performansi. Kratkotrajna anaerobna radna izvedba (temeljena na maksimalnoj radnoj izvedbi od 10 sekundi na bicikl-ergometru) imala je značajan genetski utjecaj od približno 70% kada su podaci izraženi po kilogramu nemasne mase. Nedavno je analizirano nekoliko studija o sprintanju blizanaca i njihovih obitelji, provedenih u Japanu i istočnoj Europi. Procjene nasljednosti za sprintersku izvedbu kretale su se od 0,5 do 0,8. Ovi podaci sugeriraju da genotip pojedinca ima značajan učinak na kratkoročnu izvedbu anaerobnog rada. Još nema pouzdanih dokaza o ulozi nasljeđa u dugoročnom anaerobnom radu. S druge strane, nedavno smo dobili dokaze o genetskim utjecajima na distribuciju vrsta vlakana i
TRENING Treningom se povećava snaga i kapacitet tijekom kratkotrajnog, srednjeg i dugotrajnog anaerobnog rada. Varijacije u odgovoru na trening (sposobnosti treniranja) na određeni režim anaerobnog treninga opsežno su proučavane. Odgovor na kratkotrajni anaerobni trening nije značajno ovisio o genotipu pojedinaca, dok je odgovor na dugotrajni anaerobni trening uvelike određen genetskim čimbenicima. Sposobnost obučavanja za ukupni radni učinak od 90 sekundi karakterizirana je genetskim utjecajem koji je odgovoran za približno 70% varijacija u odgovoru na trening. Ovaj podatak je od velike važnosti za trenere. Na temelju rezultata testiranja lakše je pronaći talentirane ljude za kratkotrajni anaerobni rad nego za dugotrajni anaerobni rad. S
Aerobna izdržljivost- ovo je sposobnost dugotrajnog obavljanja (niskog rada) i otpornosti na umor. Točnije, aerobna izdržljivost određena je laktatnim pragom. Što je veći, to je veća aerobna izdržljivost.
Aerobni prag je točka vršnog aerobnog kapaciteta tijela, nakon čijeg dostizanja anaerobni "energetski kanali" počinju raditi s formacijom. Javlja se kada dosegnete oko 65% vašeg maksimalnog broja otkucaja srca, što je oko 40 otkucaja ispod anaerobnog praga.
Aerobna izdržljivost se dijeli na vrste:
- Kratko - od 2 do 8 minuta;
- Prosjek - od 8 do 30 minuta;
- Dugo - od 30 ili više.
Aerobna izdržljivost trenira se kontinuiranim i.
- Kontinuirana obuka pomaže u poboljšanju;
- Intervalni trening je neophodan za poboljšanje mišićne aktivnosti srca.
Osnovni članak o aerobnom treningu izdržljivosti:
Metode mjerenja aerobnog kapaciteta
Nažalost, nemoguće je izravno procijeniti ukupnu količinu ponovno sintetiziranu zbog aerobnih reakcija u radnim mišićima, pa čak iu pojedinačnom mišiću. Međutim, moguće je izmjeriti indeks proporcionalan količini ATP-a ponovno sintetiziranog u aerobnim reakcijama.
Za neizravnu procjenu brzine resinteze ATP-a tijekom rada mišića koriste se sljedeće glavne metode:
- izravno mjerenje potrošnje kisika;
- neizravna kalorimetrija;
- 1H i 31P spektroskopija magnetske rezonancije;
- pozitronska emisijska tomografija;
- infracrvena spektrometrija.
Treba napomenuti da su ovdje navedene samo najpopularnije metode koje se koriste za proučavanje energije tijekom rada mišića.
Izravno mjerenje potrošnje kisika. Potrošnja kisika (OC) jednaka je umnošku protoka krvi i arteriovenske razlike u kisiku u određenom području. Lokalni protok krvi u području koje se proučava određuje se termodilucijom, razrjeđivanjem oznake ili ultrazvučnim tehnikama. U pravilu se Fickova metoda koristi za određivanje PC-a u zasebnom radnom mišiću (na primjer, u izoliranom pripravku) ili u zasebnom području (na primjer, u tkivu nogu). To je prednost ove metode. Nedostaci metode su invazivnost i značajna metodološka složenost u provedbi mjerenja, povezana kako s postupkom kateterizacije arterija i vena, tako i s metodološkim poteškoćama u određivanju lokalnog protoka krvi i napetosti plina u uzorcima krvi. Osim toga, ako se mjerenja ne provode na izoliranom preparatu, tada treba uzeti u obzir da analizirana venska krv ne dolazi samo iz mišića koji radi, već i iz neaktivnih tkiva, što može iskriviti stvarne rezultate. Ipak, određivanje PC-a prema Ficku aktivno se koristi u maksimalnim testovima tijekom lokalnog rada (na primjer, pri produžavanju noge u zglobu koljena) i pri radu s velikom mišićnom masom (biciklistička ergometrija).
Indirektna kalorimetrija (plinska analiza udahnutog i izdahnutog zraka). Ukupni PC proporcionalan je ukupnoj količini ATP-a ponovno sintetiziranog uslijed oksidacijskih reakcija u tijelu. PC se izračunava kao umnožak pokazatelja plućne ventilacije, normaliziranog na standardne uvjete, s razlikom udjela kisika u udahnutom i izdahnutom zraku. Izračunom respiratornog kvocijenta (omjer oslobođenog ugljičnog dioksida i utrošenog kisika) moguće je odrediti koji se supstrat koristi u oksidaciji. Zatim se pomoću kalorijskog ekvivalenta kisika može izračunati količina energije koju tijelo dobije oksidacijom određenog supstrata.
Prednost ove metode je njezina neinvazivnost, jednostavnost korištenja i mogućnost mjerenja u gotovo svim vrstama mišićne aktivnosti. Mogućnosti korištenja metode značajno su proširene pojavom prijenosnih analizatora plina. Nedostaci plinske analize uključuju sljedeće. Pomoću neizravne kalorimetrije moguće je procijeniti PC i potrošnju energije samo za cijeli organizam.
To znači da je nemoguće odrediti koliko se kisika koristi za napajanje aktivnih mišića, srca, dišnih mišića i drugih tkiva. Ovaj zadatak postaje posebno relevantan kada se radi o maloj mišićnoj masi. U tom slučaju potrošnja kisika od strane srca i dišnih mišića može dati značajan doprinos ukupnoj potrošnji kisika.
1 H i 31 P spektroskopija magnetske rezonancije. Metoda se temelji na mjerenju elektromagnetskog odgovora jezgri atoma vodika na njihovu ekscitaciju određenom kombinacijom elektromagnetskih valova u konstantnom magnetskom polju visokog intenziteta. Metoda omogućuje neinvazivnu procjenu promjena u koncentraciji vodikovih iona, anorganskog fosfora, kreatin fosfata, ATP-a i deoksimioglobina u određenom području tkiva koje se proučava. Ova metoda je standard za procjenu promjena u makroergnoj energiji kako u uvjetima mirovanja tako i tijekom tjelesne aktivnosti. Pod nekim uvjetima, promjena koncentracije kreatin fosfata izravno je proporcionalna aerobnoj resintezi ATP-a. Stoga se ova metoda aktivno koristi za procjenu aerobnog metabolizma.
Trenutno se ovom metodom također izolira signal proporcionalan koncentraciji deoksigeniranog mioglobina i izračunava parcijalni tlak kisika u mioplazmi. Promjena parcijalnog tlaka kisika i apsolutna vrijednost ovog pokazatelja karakteristika su promjene omjera isporuke kisika u mitohondriju/iskorištenja kisika od strane mitohondrija i kriterij za primjerenost rada sustava za isporuku kisika. do mitohondrija. Unatoč nedvojbenim prednostima metode, njezina uporaba značajno je ograničena vrlo visokom cijenom opreme i glomaznošću uređaja, kao i jakim magnetskim poljem koje nastaje tijekom mjerenja.
Pozitronska emisijska tomografija. Metoda se temelji na snimanju para gama zraka nastalih tijekom anihilacije pozitrona. Pozitroni nastaju beta raspadom pozitrona radioizotopa koji je dio radiofarmaka koji se unosi u tijelo prije ispitivanja. Posebnim skenerom prati se raspodjela biološki aktivnih spojeva obilježenih kratkoživućim radioizotopima u tijelu. Za procjenu potrošnje kisika tkiva koristi se udisanje plinske smjese s označenom molekulom kisika - O 2 . Potrošnja kisika mišićima koji rade izračunava se kao umnožak koncentracije kisika u arterijskoj krvi, koeficijenta regionalne ekstrakcije i koeficijenta regionalne perfuzije. Ograničenja metode povezana su s visokom cijenom skenera i ciklotrona, uređaja potrebnog za proizvodnju radioizotopa.
Infracrvena spektrometrija. Metoda se temelji na činjenici da je biološko tkivo propusno za svjetlo u području bliskom infracrvenom. Izvor svjetlosti i prijemnik nalaze se na površini tijela na udaljenosti od 3-5 cm, prosječna dubina prodiranja svjetlosti bit će jednaka polovici udaljenosti između njih. Promjene u koncentraciji oksigeniranog i deoksigeniranog hemoglobina u mjerenom tkivu (mišiću) mogu se izračunati korištenjem različitih valnih duljina u infracrvenom području (600-900 nm), pri čemu svjetlost pretežno apsorbiraju oksigenirani ili deoksigenirani hemoglobin i mioglobin. Budući da je koncentracija hemoglobina nekoliko (4-5) puta veća od koncentracije mioglobina, glavne promjene zabilježene ovom metodom bit će povezane prvenstveno s promjenama u oksigenaciji hemoglobina. Snimljeni signal sadržavat će informacije o ukupnoj promjeni oksigenacije svih tkiva u području mjerenja.
Uz pretpostavku konstantne linearne brzine protoka krvi ili u odsutnosti protoka krvi (okluzija), promjene u koncentraciji deoksigeniranog hemoglobina bit će izravno proporcionalne promjenama u PC-u u mjerenom području. Zbrajanjem promjena u koncentracijama oksigeniranog i deoksigeniranog hemoglobina mogu se izračunati promjene u koncentraciji hemoglobina. Ovaj pokazatelj odražava opskrbu krvlju izmjerenog područja. Metoda vam također omogućuje izračunavanje ukupnog indeksa oksigenacije tkiva - omjera oksigeniranog hemoglobina i ukupnog - izraženog u postocima.
Prednosti infracrvene spektrometrije su neinvazivnost, jednostavnost korištenja i mogućnost provođenja mjerenja u gotovo svakoj vrsti tjelesne aktivnosti, kako u laboratorijskim tako iu terenskim uvjetima, pomoću prijenosnih uređaja. Nedostatak metode je integralna procjena oksigenacije tkiva u području mjerenja. Na primjer, značajan sloj kože i masti može uvelike iskriviti signal iz aktivnog mišićnog tkiva.
Testovi vježbanja za proučavanje aerobnog kapaciteta
Za određivanje aerobnih sposobnosti tijela u laboratorijskim uvjetima koristi se simulacija stvarne mišićne aktivnosti – testovi opterećenja. Glavni zahtjevi za te testove trebali bi biti pouzdanost, sadržaj informacija i specifičnost. Posljednji zahtjev je posebno važan, budući da je pri odabiru testa potrebno da vježba koja se koristi uključuje iste mišićne skupine kao u natjecateljskom pokretu, te da koristi obrazac kretanja koji je što bliži stvarnim uvjetima (natjecateljski pokret) . Primjerice, trkača treba testirati dok trči na traci za trčanje, a veslača dok radi na posebnom veslačkom ergometru. Nema smisla određivati opću tjelesnu spremnost plivača u testu na bicikl-ergometru (rad nogu), dok su glavni radni mišići u ovoj disciplini mišići ruku i trupa.
Svi testovi koji se koriste u fiziologiji mišićne aktivnosti svode se na mjerenje fizioloških reakcija kao odgovora na zadano ili odabrano opterećenje. U rastu bilo kojeg fiziološkog pokazatelja kao odgovor na povećanje opterećenja, postoji faza brzog rasta (0,5-2 min), faza sporog porasta (kvazistabilno stanje) i faza u kojoj pokazatelj dostiže pravu ravnotežu. država. Pri maksimalnim opterećenjima treći stupanj nije uvijek ostvariv. Kako bi se jasno opisao odgovor tijela na određeno opterećenje, potrebno je postići da fiziološki pokazatelji dosegnu pravo stabilno stanje ili maksimalnu razinu. U pravilu, postizanje pravog stabilnog stanja može trajati 5-15 minuta za različite pokazatelje, čak i uz relativno malo (10-15% maksimalne vrijednosti) povećanje opterećenja.
U idealnom slučaju, prilikom testiranja potrebno je utvrditi kako se pojedini fiziološki pokazatelji mijenjaju kao odgovor na opterećenja različitog intenziteta, do maksimuma. U ovom slučaju, što je manje povećanje opterećenja, dobit će se točnija dinamika promjena proučavanog pokazatelja. Međutim, ako čekate dok indikator ne dosegne stvarno stabilno stanje, test će trajati predugo.
Na temelju ovih razmatranja predlaže se metoda ispitivanja s postupno rastućim opterećenjem. Ovaj testni model omogućuje procjenu odgovora tijela u cijelom rasponu opterećenja od minimalnog do maksimalnog aerobnog opterećenja. U daljnjem tekstu pod maksimalnim aerobnim opterećenjem (snagom) podrazumijevat će se najveća snaga postignuta u testu pod rastućim opterećenjem, tj. snaga usporediva sa snagom pri kojoj se postiže (MPC).
Kasnije se pojavio analog ovog testa - test sa kontinuiranim povećanjem opterećenja. Obje metode određivanja opterećenja postale su raširene i gotovo su univerzalno prihvaćeni modeli za testiranje aerobnih performansi.
Nedostaci ovih modela su prisutnost razdoblja kašnjenja između povećanja opterećenja i povećanja fiziološkog pokazatelja, budući da fiziološki pokazatelj u ovom slučaju nema vremena da postigne pravo ravnotežno stanje. Stoga će rezultati testa (pokazatelj koji se odnosi na snagu) biti donekle napuhan u odnosu na dugi test s konstantnim opterećenjem. Period kašnjenja je posebno izražen kod malih opterećenja i nešto je jači u testu sa kontinuirano rastućim opterećenjem nego u testu sa stepenasto rastućim opterećenjem.
S druge strane, test opterećenja koji se stalno povećava ima niz prednosti. Različiti fiziološki pokazatelji imaju različite stope postizanja kvazistabilnog stanja, stoga je, s naglim povećanjem opterećenja, heterogenost neizbježna: na primjer, stopa povećanja potrošnje kisika u ovom će slučaju biti veća od stope povećanja ugljika. emisije dioksida. To može iskriviti neke izračune, poput aerobno-anaerobnog prijelaza određenog metodom V-nagiba. Osim toga, ako je u testu s postupno rastućim opterećenjem veličina povećanja snage prilično velika (50 W), tada sportaš može odbiti raditi u posljednjoj fazi, a da nikada ne dosegne svoj individualni maksimum. Stoga su testovi sa stalno rastućim opterećenjem sve popularniji za procjenu aerobnog kapaciteta tijela.
Pokazatelji koji karakteriziraju aerobne sposobnosti tijela
U literaturi se raspravlja o mnogim pokazateljima kao kriterijima za aerobnu izvedbu, u jednoj ili drugoj mjeri povezanih sa sportskim rezultatima na udaljenostima duljim od 5 minuta, tj. gdje se resinteza ATP-a tijekom rada osigurava prvenstveno aerobnim reakcijama. Za provjeru informativnosti odabranog kriterija u pravilu se utvrđuje njegov odnos sa sportskim rezultatom i ocjenjuje njegov doprinos varijanci. Uz dostatnu informativnost, bitna karakteristika metode za procjenu aerobnog kapaciteta trebala bi biti njezina neinvazivnost i jednostavnost korištenja. Stoga će ovaj dio prvenstveno razmotriti rutinske metode za procjenu aerobnog kapaciteta. U modernoj literaturi mogu se identificirati sljedeći najpopularniji pristupi testiranju aerobnih performansi:
- procjena maksimalnih pokazatelja koji karakteriziraju performanse sustava za transport kisika;
- izravna procjena maksimalne snage pri kojoj se opaža kvazistacionarno stanje između proizvodnje i upotrebe glikolitičkih proizvoda;
- neizravna procjena aerobno-anaerobnog prijelaza.
Pokazatelji koji karakteriziraju maksimalnu učinkovitost sustava za prijenos kisika. Maksimalne mogućnosti sustava za prijenos kisika obično se određuju u maksimalnom testu s rastućim opterećenjem tijekom globalnog rada. Najviše korištene maksimalne mjere su maksimalni minutni volumen (CO) i VO2 max.
Minutni volumen srca (CO) je vrlo informativan pokazatelj koji karakterizira aerobnu izvedbu, budući da određuje isporuku kisika svim aktivnim tkivima (ne samo radnim mišićima). Prema nizu autora, maksimalni CO je ključni čimbenik koji određuje aerobne sposobnosti tijela.
Maksimalni SV može se odrediti ili izravnom Fickovom metodom ili neizravno. Izravna metoda je invazivna i stoga ne može postati rutina. Od neinvazivnih metoda najpouzdanijom (usporedba s izravnom metodom r = 0,9-0,98) pokazala se metoda inhalacije plinske smjese koja sadrži topive i slabo topive (biološki inertne) plinove. Postupak testiranja je disanje plinskom smjesom (6-25 disajnih ciklusa), koje se može organizirati po tipu povratnog disanja ili po tipu disanja u otvorenom krugu (izdisaj u atmosferu). Metoda se temelji na principu ravnoteže mase: brzina potrošnje topljivog plina (acetilen, ugljikov monoksid), uzimajući u obzir koeficijent topljivosti, proporcionalna je protoku krvi u plućnom krugu. U prvim respiratornim ciklusima količina ukupne potrošnje topljivog plina ne ovisi samo o njegovoj topivosti u krvi, već i o njegovom miješanju s alveolarnim zrakom. Stoga se za korekciju ukupne potrošnje topljivog plina koristi biološki inertni plin (helij, sumporov heksofluorid) kao marker koji karakterizira potpuno ispunjenje alveolarnog volumena respiratornom mješavinom plinova. Metoda nije postala široko rasprostranjena zbog visoke cijene plinskih masenih spektrometra, najprikladnijih mjernih instrumenata za ovu tehniku.
Ovo je integralni pokazatelj koji karakterizira PC po cijelom tijelu (ne samo radnim mišićima), tj. ukupna količina ATP-a ponovno sintetiziranog oksidacijom. MIC se može odrediti neinvazivno neizravnom kalorimetrijom (plinska analiza). Zahvaljujući širokoj upotrebi plinskih analizatora, MIC je postao jedan od najpopularnijih kriterija koji karakteriziraju aerobne sposobnosti tijela.
Nedostaci ova dva pokazatelja (maksimalni SV i MIK) su integrativnost. Poznato je da se tijekom globalnog aerobnog vježbanja glavni udio protoka krvi i potrošnje kisika odvija u radnim i respiratornim mišićima. Štoviše, raspodjela kisika između ove dvije mišićne skupine ovisi o opterećenju i pri maksimalnom opterećenju iznosi 75-80%, odnosno 10-15%. Tijekom submaksimalnog rada, plućna ventilacija se može eksponencijalno povećati. Energija je potrebna za osiguravanje funkcioniranja dišnih mišića. Dijafragma - glavni dišni mišić - ima visoke oksidativne sposobnosti/potrebe, tako da se opskrba dijafragme energijom odvija prvenstveno aerobnim putem. To znači da se udio kisika koji dišni mišići troše može povećati upravo na kraju rada. Ova pretpostavka je potvrđena u studijama koje su procjenjivale snagu koju razvijaju respiratorni mišići tijekom aerobnih vježbi različitog intenziteta do maksimuma, te u eksperimentima u kojima je određen PC respiratornih mišića prilikom simulacije radnog respiratornog obrasca u mirovanju. Preraspodjela protoka krvi od radnih do dišnih mišića može biti olakšana metaborefleksom, koji se javlja kada se dišni mišići umore.
Također je nemoguće isključiti mogućnost dodatne preraspodjele protoka krvi iz glavnih radnih mišića u mišiće koji se dodatno aktiviraju pri maksimalnom opterećenju. Kao rezultat djelovanja ovih čimbenika, udio protoka krvi/potrošnje kisika koji se može pripisati radnim mišićima može se oštro smanjiti upravo pri blizu maksimalnom i maksimalnom aerobnom opterećenju. Međutim, promjene u maksimalnom CO i VO2 max neće nužno odražavati promjene u potrošnji kisika u mišićima koji rade. Još jedan nedostatak maksimalnih pokazatelja CO i MOC treba smatrati samim postupkom ispitivanja. Kako bi se postigao istinski maksimalan učinak, ispitanik mora biti visoko motiviran i odlučan da radi na maksimalnoj razini, što nije uvijek moguće. Ovaj uvjet nameće dodatna ograničenja na kvalitetu maksimalnih testova i učestalost njihove provedbe.
Pokazatelj maksimalnog stabilnog stanja laktata u krvi. Tijekom rada niskog intenziteta, resinteza ATP-a u aktivnim mišićima odvija se gotovo u potpunosti zahvaljujući aerobnim reakcijama. Krajnji produkti oksidacije su ugljikov dioksid i voda. Ugljični dioksid difundira u krv, veže se za hemoglobin i uklanja iz tijela kroz pluća. Počevši od određene snage, resinteza ATP-a osigurava se ne samo oksidacijom, već i glikolizom. Proizvod je piruvat i vodik. Piruvat se pod djelovanjem enzima piruvat dehidrogenaze može pretvoriti u acetil-CoA i ući u ciklus trikarboksilnih kiselina. Ako mišićno vlakno ima visoku aktivnost laktat dehidrogenaze mišićnog tipa, tada se piruvat pretvara u laktat. Ako postoji visoka aktivnost enzima laktat dehidrogenaze srčanog tipa u mišićnoj stanici, tada se laktat pretvara u piruvat i dalje se koristi kao supstrat za ciklus trikarboksilne kiseline.
Laktat nakupljen u citoplazmi može se ispustiti u intersticij difuzijom ili uz pomoć posebnih nosača. Iz međustaničnog prostora ulazi u susjedna vlakna, gdje može ući u ciklus trikarboksilnih kiselina, barem kada je koncentracija laktata u intersticiju niska, tj. tijekom rada niskog intenziteta ili u krv. U krvi se laktat transportira do aktivnih skeletnih mišića i drugih tkiva (na primjer, srca, jetre, skeletnih mišića), gdje se može iskoristiti. Ako je proizvodnja laktata i vodikovih iona (mliječne kiseline) u stanici veća od njihove iskorištenosti i uklanjanja, tada koncentracija laktata u mišićnom vlaknu počinje rasti i padati. Povećanje koncentracije laktata pridonosi povećanju osmotskog tlaka unutar stanice (jedan od mehanizama rada hemokoncentracije). Prema nekim autorima, laktat nema izravan negativan učinak na kontraktilnost mišićnih vlakana. Međutim, laktat može neizravno pridonijeti smanjenju pH utječući na metabolizam Na+/H+ i Na+/Ca2+ u stanici. U životinjskim mišićima je pokazano da laktatni ioni mogu inhibirati funkcioniranje kalcijevih kanala i aktivirati ATP-ovisne kalijeve kanale u sarkoplazmatskom retikulumu i staničnoj membrani, što također može neizravno utjecati na kontraktilnost mišićnih vlakana.
S druge strane, povećanje intracelularne koncentracije vodikovih iona negativno utječe na kontraktilnost mišićnog vlakna. Kao što je poznato, s jakim umorom mišića, pH unutar vlakana može pasti na 6,17-6,5. Pretpostavlja se da u ovom slučaju vodikovi ioni mogu utjecati na proces vezanja miozinskih poprečnih mostova na aktin smanjujući osjetljivost troponina na kalcij. To dovodi do smanjenja snage kontrakcije mišićnog vlakna, au ekstremnim slučajevima, kod izraženog pada pH, do značajnog gubitka kontraktilnosti. Osim toga, pad pH ima inhibicijski učinak na aktivnost nekih enzima anaerobnog metabolizma, posebice ključne karike u glikolizi, fosfofruktokinaze.
Umor koji se javlja tijekom mišićnog rada ne treba povezivati samo s nakupljanjem vodikovih iona i laktata. Najvjerojatnije, razvoj umora ima složenu prirodu, uzrokovanu promjenama koncentracije različitih metabolita i iona, promjenama veličine membranskih potencijala i ekscitabilnosti. Ipak, te su promjene izravno ili neizravno povezane s izraženim intenziviranjem glikolize.
Neizravno, stupanj aktivnosti mišićne glikolize tijekom rada velike mišićne mase može se procijeniti određivanjem koncentracije laktata ili pH krvi, budući da je transport protona i laktata iz mišićnog vlakna proporcionalan njihovom stvaranju. Štoviše, utvrđena je značajna povezanost između koncentracije laktata u mišićnom tkivu i krvi nakon dinamičkog vježbanja. Procjena aktivnosti glikolize promjenama pH i koncentracije laktata u krvi daje valjane rezultate samo pri radu s velikom mišićnom masom. Inače, promjene koncentracije laktata u krvi su male. Naravno, ne može se izjednačiti koncentracija laktata u krvi ili pH krvi s aktivnošću glikolize, budući da dio laktata mogu iskoristiti i druga tkiva (jetra, srce itd.). Stoga je najobjektivnija metoda za procjenu aktivnosti glikolize izračunavanje ukupnog izlaza laktata iz stanica kao produkta protoka krvi i veno-arterijske razlike u laktatu, no to je invazivna metoda koja nije prikladna za rutinsko testiranje.
Promjene u koncentraciji laktatnih i/ili vodikovih iona tijekom vježbanja također se procjenjuju izravno u intersticiju ili u samom mišićnom vlaknu, metodama mikrodijalize ili biopsije iglom te neinvazivnom metodom 1H i 31P magnetske rezonancije spektroskopije. Moderna tehnologija mikrodijalize omogućuje procjenu dinamike intersticijske kemije izravno tijekom statičkog i dinamičkog rada. Studija s paralelnim mjerenjem laktata u intersticiju i venskoj krvi tijekom testa rastućeg opterećenja pokazala je sličnu dinamiku ovih pokazatelja. Štoviše, koncentracija laktata u venskoj krvi u drugoj polovici testa nije se razlikovala od koncentracije laktata u intersticiju. 1H i 31P spektroskopija magnetske rezonancije također omogućuje procjenu promjene izravno tijekom rada, ali zbog metodoloških ograničenja , mjerenja su moguća samo tijekom lokalnog rada.
Ako je tijekom dugotrajnog rada (10-30 minuta) pri konstantnoj snazi aktivnost glikolize niska, tada će se nakon nekog vremena u mišićnoj stanici uspostaviti ravnoteža između proizvodnje i iskorištenja glikolitičkih metabolita. S većom snagom, glikolitička aktivnost će se povećati i ravnoteža će se uspostaviti na novoj povišenoj razini. U nekom trenutku povećanje snage dovest će do izrazitog povećanja aktivnosti anaerobnih reakcija: proizvodnja metabolita bit će veća od njihove iskoristivosti. Koncentracija vodikovih i laktatnih iona u stanici, intersticiju i krvi počet će kontinuirano rasti uz konstantnu radnu snagu. U konačnici će pH stanice pasti na ekstremno niske vrijednosti, kontraktilne sposobnosti mišića će se smanjiti, a osoba će biti prisiljena odbiti nastavak rada (održavanje zadane razine snage).
Ovi su argumenti potvrđeni u eksperimentima s ljudskim sudionicima, kada su mjeren laktat i/ili pH krvi tijekom rada s konstantnim opterećenjem. Koncentracije laktata kao odgovor na početak vježbanja brzo se mijenjaju tijekom prve 1-4 minute. Zatim indikator polako doseže plato. Većina autora koristi empirijski kriterij za procjenu dostiže li ovaj pokazatelj plato: porast koncentracije laktata manji od 0,025-0,05 mmol/l/min u razdoblju od 15. do 20. minute testa s konstantnim opterećenjem. Snaga pri kojoj se opaža maksimalno stabilno stanje između otpuštanja u krv i iskorištavanja produkata glikolize (ovisnost koncentracije laktata o vremenu rada pri danoj snazi doseže plato) naziva se maksimalno stabilno stanje za laktat. U pravilu nije moguće savršeno točno odabrati opterećenje koje odgovara snazi maksimalnog ravnotežnog stanja za laktat. Stoga se izvode dva ili tri opterećenja s empirijski odabranom snagom i ekstrapolacijom se utvrđuje snaga pri kojoj se promatra kritična brzina rasta laktata.
Ispostavilo se da je prosječna populacijska koncentracija laktata u maksimalnom stabilnom stanju 4 mmol/l. U ovom slučaju mogu se uočiti prilično široke varijacije (2-7 mmol/l). Nije bilo moguće identificirati odnos između koncentracije laktata u maksimalnom stabilnom stanju i razine treninga. Međutim, identificiran je jasan odnos između snage pri kojoj se manifestira maksimalno ravnotežno stanje za laktat i razine aerobnih performansi: što je veća kondicija osobe, to je veća snaga pri kojoj se postiže maksimalno stabilno stanje za laktat. Sa stajališta treniranja sportaša, maksimalno ravnotežno stanje laktata karakterizira maksimalnu snagu (brzinu kretanja duž udaljenosti) koju je sportaš u stanju održati nekoliko desetaka minuta. U ovom slučaju se ne uzimaju u obzir ultraduge (maratonske) udaljenosti, gdje jedan od faktora koji ograničava izvedbu može biti iscrpljenost rezervi ugljikohidrata.
Pokazatelji koji neizravno procjenjuju aerobno-anaerobni prijelaz. Unatoč očitom prognostičkom značaju maksimalnog pokazatelja ravnotežnog stanja za laktat, ova metoda procjene aerobnog kapaciteta ima značajan nedostatak - više je radno intenzivna i stresna. Ovo postavlja ozbiljna ograničenja na korištenje ovog testa kao rutinskog dijagnostičkog alata. Uzimajući u obzir činjenicu da se većina fizioloških pokazatelja brzo mijenja kao odgovor na povećanje opterećenja - unutar prve jedne ili dvije minute, moguće je procijeniti prijelaz s "čisto" aerobnog na aerobno-anaerobni metabolizam u testu s postupno rastućim opterećenjem. s trajanjem koraka od 2-3 minute . Nakon toga, za iste svrhe, korišten je test sa kontinuirano rastućim opterećenjem sa sličnim gradijentom povećanja opterećenja. Mnogi su autori pokušali predložiti vlastite kriterije za određivanje snage (potrošnje kisika) pri kojoj se javlja aerobno-anaerobni prijelaz. Najpopularniji kriteriji za procjenu aerobno-anaerobnog prijelaza razmatraju se u nastavku.
Kao što je već navedeno, test povećanja opterećenja je model koji vam omogućuje procjenu cijelog raspona fizioloških odgovora na opterećenja od minimalnog do maksimalnog. Za razumnu interpretaciju dobivenih rezultata potrebno je zamisliti što se događa u tijelu kada se snaga mijenja od minimalne do maksimalne. Pretpostavlja se da se tijekom testa rastućeg opterećenja mišićna vlakna regrutiraju u skladu s Hennemanovim pravilom. Na početku testa, pri minimalnoj snazi, aktiviraju se pretežno mišićna vlakna tipa I. S povećanjem snage u rad se uključuju motoričke jedinice višeg praga, tj. uključena su vlakna tipa IIA i II B. Iako se izravna mjerenja tijekom dinamičkog rada u ljudskim eksperimentima ne mogu provesti, postoji mnogo neizravnih dokaza koji potvrđuju ispravnost ove pretpostavke. Tako je tijekom rada na biciklističkom ergometru uz konstantno opterećenje umjerenog intenziteta dokazana deplecija glikogena u mišićima.