Aerob ytelse- dette er kroppens evne til å utføre arbeid, som gir energiforbruk på grunn av oksygen absorbert direkte under arbeidet.
Oksygenforbruket under fysisk arbeid øker med alvorlighetsgraden og varigheten av arbeidet. Men for hver person er det en grense over hvilken oksygenforbruket ikke kan øke. Den største mengden oksygen som kroppen kan konsumere på 1 minutt under ekstremt hardt arbeid, kalles ofte maksimalt oksygenforbruk(IPC). Dette arbeidet bør vare i minst 3 minutter, fordi... en person kan nå sitt maksimale oksygenforbruk (VO2) bare i det tredje minuttet.
MPK er en indikator på aerob ytelse. MOC kan bestemmes ved å sette en standard belastning på et sykkelergometer. Når du kjenner størrelsen på belastningen og beregner hjertefrekvensen, kan du bruke et spesielt nomogram for å bestemme nivået av MOC. For de som ikke driver med idrett er MOC-verdien 35-45 ml per 1 kg vekt, og for idrettsutøvere er den basert på spesialisering 50-90 ml/kᴦ. Det høyeste nivået av VO2 max oppnås hos idrettsutøvere som er involvert i idretter som krever stor aerob utholdenhet, som langdistanseløping, langrenn, hurtigløp på skøyter (langdistanse) og svømming (langdistanse). I disse idrettene avhenger resultatet 60-80 % av nivået av aerob ytelse, ᴛ.ᴇ. jo høyere MPC-nivå, jo høyere sportsresultat.
Nivået av BMD avhenger i sin tur av egenskapene til to funksjonelle systemer: 1) oksygentilførselssystemet, inkludert respiratoriske og kardiovaskulære systemer; 2) et system som utnytter oksygen (som sikrer absorpsjon av oksygen av vev).
Oksygenforespørsel.
For å utføre noe arbeid, samt å nøytralisere metabolske produkter og gjenopprette energireserver, er oksygen nødvendig. Mengden oksygen som kreves for å utføre et bestemt arbeid kalles ofte oksygenbehov.
Det skilles mellom totalt og minutt oksygenbehov.
Totalt oksygenbehov- dette er mengden oksygen, som er ekstremt viktig for å gjøre alt arbeidet (for eksempel for å løpe hele distansen).
Minutt forespørsel om oksygen- dette er mengden oksygen som kreves for å utføre en gitt jobb på et gitt minutt.
Det minutt oksygenbehovet avhenger av kraften i arbeidet som utføres. Jo høyere effekt, jo høyere minuttforespørsel. Den når sin største verdi på korte avstander. For eksempel når du løper 800 m er det 12-15 l/min, og når du løper maraton er det 3-4 l/min.
Jo lengre driftstid, jo større er den totale forespørselen. Når man løper 800 m er det 25-30 liter, og når man løper maraton er det 450-500 liter.
Samtidig overstiger ikke MOC for idrettsutøvere i internasjonal klasse 6-6,5 l/min og bør oppnås først i det tredje minuttet. Hvordan sikrer kroppen, under slike forhold, utførelsen av arbeid, for eksempel med et minutt oksygenbehov på 40 l/min (100 m løp)? I slike tilfeller foregår arbeidet under oksygenfrie forhold og leveres av anaerobe kilder.
Anaerob ytelse.
Anaerob ytelse- dette er kroppens evne til å utføre arbeid under forhold med mangel på oksygen, og gir energiforbruk fra anaerobe kilder.
Arbeidet leveres direkte av ATP-reserver i musklene, samt gjennom anaerob resyntese av ATP ved bruk av CrF og anaerob nedbrytning av glukose (glykolyse).
Oksygen er nødvendig for å gjenopprette ATP- og CrP-reserver, samt for å nøytralisere melkesyre dannet som følge av glykolyse. Men disse oksidative prosessene kan oppstå etter endt arbeid. For å utføre noe arbeid, kreves oksygen, bare på korte avstander jobber kroppen på gjeld, og utsetter oksidative prosesser for gjenopprettingsperioden.
Mengden oksygen som kreves for oksidasjon av metabolske produkter dannet under fysisk arbeid kalles vanligvis - oksygengjeld.
Oksygengjeld kan også defineres som forskjellen mellom oksygenbehov og mengden oksygen kroppen forbruker under arbeid.
Jo høyere minuttoksygenbehov og jo kortere driftstid, jo større oksygengjeld i prosent av totalbehovet. Størst oksygengjeld vil være ved avstander på 60 og 100 m, hvor minuttbehovet er ca 40 l/min, og driftstiden regnes i sekunder. Oksygengjelden på disse avstandene vil utgjøre ca. 98 % av forespørselen.
Ved middels avstand (800 - 3000m) øker driftstiden, kraften reduseres, og derfor. oksygenforbruket øker under arbeid. Som et resultat reduseres oksygengjelden i prosent av etterspørselen til 70 - 85 %, men på grunn av en betydelig økning i det totale oksygenbehovet på disse avstandene, øker dens absolutte verdi, målt i liter.
Indikatoren for anaerob ytelse er - maksimum
oksygengjeld.
Maksimal oksygengjeld- dette er den maksimalt mulige akkumuleringen av anaerobe metabolske produkter som krever oksidasjon, hvor kroppen fortsatt er i stand til å utføre arbeid. Jo høyere treningsnivå, jo større er maksimalt oksygeninnhold. Så, for eksempel, for folk som ikke driver med sport, er den maksimale oksygengjelden 4-5 liter, og for høyklassesprintere kan den nå 10-20 liter.
Det er to fraksjoner (deler) av oksygengjelden: melkesyre og laktat.
Alaktat gjeldsbrøken går til å gjenopprette reservene av CrP og ATP i musklene.
Laktat fraksjon (laktater - melkesyresalter) - det meste av oksygengjelden. Det går til å eliminere melkesyre akkumulert i musklene. Oksydasjonen av melkesyre produserer vann og karbondioksid, som er ufarlige for kroppen.
Den alaktiske fraksjonen dominerer i fysiske øvelser som varer ikke mer enn 10 sekunder, når arbeidet utføres hovedsakelig på grunn av reservene av ATP og CrP i musklene. Laktat dominerer under anaerobt arbeid av lengre varighet, når prosessene med anaerob nedbrytning av glukose (glykolyse) fortsetter intensivt med dannelsen av en stor mengde melkesyre.
Når en idrettsutøver jobber under forhold med oksygengjeld, akkumuleres en stor mengde metabolske produkter (primært melkesyre) i kroppen og pH-verdien skifter til den sure siden. For at en idrettsutøver skal kunne utføre arbeid med betydelig kraft under slike forhold, må vevet hans tilpasses til å fungere med mangel på oksygen og en endring i pH. Dette oppnås ved å trene for anaerob utholdenhet (korte høyhastighetsøvelser med høy kraft).
Anaerob prestasjonsnivå er viktig for idrettsutøvere, arbeid
som ikke varer mer enn 7-8 minutter. Jo lengre arbeidstid, jo mindre innvirkning har anaerob kapasitet på atletisk ytelse.
Anaerob metabolismeterskel.
Med intenst arbeid som varer i minst 5 minutter, kommer et øyeblikk da kroppen ikke klarer å dekke det økende oksygenbehovet. Opprettholdelse av oppnådd arbeidskraft og ytterligere økning sikres av anaerobe energikilder.
Utseendet i kroppen av de første tegnene på anaerob resyntese av ATP kalles vanligvis terskelen for anaerob metabolisme (TAT). I dette tilfellet inkluderes anaerobe energikilder i resyntesen av ATP mye tidligere enn kroppen bruker opp sin evne til å gi oksygen (ᴛ.ᴇ. før den når MIC). Dette er en slags "sikkerhetsmekanisme". Dessuten, jo mindre trent kroppen er, jo raskere begynner den å "forsikre seg".
PAHO beregnes som en prosentandel av MIC. Hos utrente mennesker kan de første tegnene på anaerob ATP-resyntese (ANR) observeres når bare 40 % av nivået for maksimalt oksygenforbruk er nådd. For idrettsutøvere, basert på deres kvalifikasjoner, er PANO lik 50-80 % av MPC. Jo høyere PANO, jo flere muligheter har kroppen til å utføre hardt arbeid ved å bruke aerobe kilder, som er mer energimessig fordelaktig. Av denne grunn vil en idrettsutøver som har en høy PANO (65 % av MPC og over), alt annet likt, ha et høyere resultat på middels og lang avstand.
Fysiologiske egenskaper ved fysisk trening.
Fysiologisk klassifisering av bevegelser
(ifølge Farfel B.C.).
I. Stereotypiske (standard) bevegelser.
1. Bevegelser av kvantitativ verdi.
Syklisk.
Arbeidskrefter: Bevegelsestyper:
‣‣‣ maksimum - bevegelser utført av bena;
‣‣‣ submaksimal - bevegelser utført med
‣‣‣ mye hjelp fra hendene dine.
‣‣‣ moderat.
2. Bevegelser av kvalitativ betydning.
Typer idrett: Vurderte egenskaper:
Sport og kunstnerisk - styrke;
gymnastikk; - hastighet;
Akrobatikk; -koordinasjon;
Kunstløp; - balanse;
dykking; - fleksibilitet;
Freestyle osv. - ustøttet;
Uttrykksevne.
En stor gruppe fysiske øvelser utføres under strengt konstante forhold og er preget av streng kontinuitet i bevegelsene. Dette er en standardgruppe (stereotypiske) bevegelser. Slike fysiske øvelser er dannet i henhold til prinsippet om en motorisk dynamisk stereotyp.
Ved å gjøre ikke-standard bevegelser det er ingen rigid stereotypi. I idretter med ikke-standardiserte bevegelser er det visse stereotyper - teknikker for forsvar og angrep, men grunnlaget for bevegelsene er responsen på stadig skiftende forhold. Idrettsutøverens handlinger er relatert til å løse problemene i et bestemt øyeblikk.
3. Faktorer som bestemmer aerob ytelse
Den viktigste av alle de vurderte parametrene til bioenergetiske mekanismer er indikatoren på kraften til aerobe mekanismer - MIC-indikatoren, som i stor grad bestemmer den generelle fysiske ytelsen. Bidraget fra denne indikatoren til spesiell fysisk ytelse i sykliske idretter, i avstander, fra mellomdistanser, varierer fra 50 til 95%, i lagsport og kampsport - fra 50 til 60% eller mer. I hvert fall i alle idretter, ifølge A.A. Guminsky (1976), bestemmer MPC-verdien den såkalte "generell treningsytelse".
MOC hos fysisk uforberedte menn i alderen 20-30 år er gjennomsnittlig 2,5-3,5 l/min eller 40-50 ml/kg.min (ca. 10 % mindre hos kvinner). Hos fremragende idrettsutøvere (løpere, skiløpere, etc.) når MOC 5-6 l/min (opptil 80 ml/kg/min og høyere). Bevegelsen av atmosfærisk oksygen i kroppen fra lungene til vevet bestemmer deltakelsen i oksygentransporten til følgende kroppssystemer: det ytre respirasjonssystemet (ventilasjon), blodsystemet, det kardiovaskulære systemet (sirkulasjonen), kroppens oksygenutnyttelsessystem .
Å øke og forbedre (øke effektiviteten) aerobe ytelse (AP) under trening er først og fremst forbundet med å øke ytelsen til ventilasjonssystemer, deretter sirkulasjon og utnyttelse; deres inkludering skjer ikke parallelt og gradvis på en gang, men heterokront: i det innledende tilpasningsstadiet dominerer ventilasjonssystemet, deretter sirkulasjonen, og på stadiet med høyere sportsånd - brukssystemet (S.N. Kuchkin, 1983, 1986) .
Generell størrelsen på økningen i AP bestemmes av forskjellige forfattere fra 20 til 100 %, men studier i laboratoriet for fysiologi ved All-Russian State Academy of Physical Culture (S.N. Kuchkin, 1980, 1986) viste at den totale økningen i den relative MIC-indikatoren er i gjennomsnitt 1/3 av det initiale (genetisk bestemte nivået) - dvs. ca 35 %. På stadiet av innledende trening er økningen i VO2 maks dessuten mest merkbar og utgjør opptil 20 % (halvparten av den totale økningen), på stadiet med sportsforbedring (stadium II tilpasning) økningen i VO2 maks/vekt bremser ned og utgjør ca. 10%, og på stadiet med høyere idrettsmesterskap (trinn III-tilpasning) er økningen minimal - opptil 5-7%.
Dermed er den første tilpasningsperioden den mest gunstige for å trene aerobe evner, og slutten av dette stadiet er viktig for å bestemme utsiktene til en gitt idrettsutøver i forhold til aerob ytelse.
La oss kort vurdere de viktigste endringene i kroppssystemene som er ansvarlige for oksygentransport under utviklingen av utholdenhet.
I ytre åndedrettssystem Først av alt øker kraftreservene - dette er indikatorer på vital kapasitet, MVL, styrke og utholdenhet i åndedrettsmusklene. Derfor, for høyt kvalifiserte svømmere og akademiske roere, kan vitale kapasitetsindikatorer nå 8-9 liter, og MVL - opptil 250-280 l/min og høyere. Kraftreserver er reservene til det første sjiktet, og de er inkludert i økningen i AC allerede i de innledende stadiene av tilpasning. Derfor kan alle nybegynnere idrettsutøvere og i begynnelsen av den generelle forberedelsesperioden trygt anbefale en rekke pusteøvelser, som vil bidra til bedre aerob tilpasning.
På senere stadier av tilpasning forbedres evnen til å mobilisere kraftreserver, og senere øker effektiviteten (effektiviteten) av ekstern respirasjon (S.N. Kuchkin, 1983, 1986, 1991). Dermed kan mesteridrettsutøvere bruke vital kapasitet med 60-70 % under hardt arbeid (mot 30-35 % for nybegynnere). Oksygen absorberes mer effektivt fra innåndingsluften (med tanke på oksygenutnyttelsesfaktor, ventilasjonsekvivalent etc.), noe som sikrer høye MIC-verdier med ventilasjon på «bare» 100-120 l/min og lav respirasjonsfrekvens. Mekanismer for mer effektivt arbeid bidrar også til dette. vevsdeponeringssystemer oksygen i arbeidende muskler, som kan bruke nesten 100 % av oksygenet som leveres til dem.
I blodsystemet Som regel er det ikke økt innhold av røde blodlegemer og hemoglobin. Men en økning i utvekslingen av sirkulerende blod (hovedsakelig på grunn av plasma), fremveksten av den såkalte hemokonsentrasjon(økende hemoglobininnhold på grunn av frigjøring av en del av plasmaet i vevet), som et resultat av at sirkulerende blod under drift har 10-18% mer hemoglobin, noe som fører til en økning i den s.k. oksygenkapasitet i blodet.
Betydelige endringer under utviklingen av utholdenhet skjer i sirkulasjonssystem - kardiovaskulært system. Først og fremst påvirker dette økningen i kraftreserver - hjerteytelse (systolisk volum kan nå 180-210 ml, som med en effektiv hjertefrekvens på 180-190 slag/min kan gi en IOC på 32-38 liter/min. ). Dette skyldes en obligatorisk økning i hjertets totale volum fra 750 ml til 1200 ml eller mer, forårsaket av arbeidshypertrofi og tonogen dilatasjon (utvidelse) av hjertehulene.
Reserver av reguleringsmekanismer bestå i dannelsen av hvilebradykardi og relativ arbeidsbradykardi når du utfører aerobt arbeid. Sammenlign: pulsreserven for trente personer er: , og for utrente er den:
. Det vil si at bare med tanke på puls vil reserven med trening være 164 %.
En annen viktig reguleringsmekanisme: mye mer blod passerer gjennom karene til arbeidende muskler hos trente mennesker, og inn i ikke-arbeidende muskler. V.V. Vasilyeva (1986) viste at dette skyldes endringer i lumen i blodårene i de tilsvarende musklene. Forbedring resirkuleringssystemer assosiert i stor grad med endringer i arbeidende muskler: en økning i antall langsomme muskelfibre med aerobe mekanismer for energiproduksjon; arbeidshypertrofi av sarkoplasmatisk type og en økning i antall mitokondrier; betydelig høyere kapillarisering, og følgelig høyere oksygentilførsel; betydelige aerobe biokjemiske endringer i musklene (øker kapasiteten og kraften til den aerobe mekanismen på grunn av en økning i innholdet og aktiviteten til oksidative metabolismeenzymer med 2-3 ganger, en økning i myoglobininnholdet med 1,5-2 ganger, også som glykogen og lipider med 30-50 %, etc. .).
Dermed forårsaker utholdenhetstrening følgende funksjonelle hovedeffekter:
Øke og forbedre alle kvalitative og kvantitative indikatorer for den aerobe energiforsyningsmekanismen, som manifesterer seg under maksimalt aerobt arbeid.
Øke effektiviteten av kroppens aktivitet, som manifesteres i en reduksjon i kostnadene per arbeidsenhet og i mindre funksjonelle endringer under standardbelastninger (puls, ventilasjon, laktat, etc.).
Økende motstand - kroppens evne til å motstå endringer i det indre miljøet i kroppen, opprettholde homeostase, kompensere for disse endringene.
Forbedring av termoregulering og økende reserver av energiressurser.
Øke effektiviteten av koordinering av motoriske og autonome funksjoner med direkte regulering gjennom nervøse og humorale mekanismer.
Begrensning av aerob ytelse er assosiert med lav oksygentilførselshastighet til muskler, utilstrekkelig diffusjonskapasitet og oksidativt potensial i muskler, og overdreven akkumulering av metabolitter av anaerob glykolyse.
Oksygentilførsels- og utnyttelsessystemet er ganske komplekst og inkluderer flere stadier. Ikke rart det det er ikke mulig å identifisere en enkelt "hoved" årsak, begrense aerob ytelse til personer med ulike nivåer av funksjonell kondisjon. Problemet med å identifisere faktorer som begrenser aerob ytelse blir spesielt relevant når det kommer til høyt trente idrettsutøvere som jobber med ekstrem spenning i systemene for autonom støtte av muskelaktivitet.
For tiden er den mest brukte parameteren som karakteriserer aerob ytelse MOC. På samme tid det har vist seg mange ganger sportsresultater over lange avstander (arbeid som varer mer enn 3-4 minutter) avhenger av kraften som utvikles på PANO-nivå.
Med økende trening øker frekvensen av laktatutnyttelse av arbeidende muskler, noe som er ledsaget av en reduksjon i laktatkonsentrasjonen i blodet. Jo høyere den aerobe kapasiteten til idrettsutøveren er, jo lavere er bidraget til anaerob glykolyse når han nekter å jobbe under en test med økende belastning. Det følger at en situasjon er mulig når oksygenforbruket på ANSP-nivået kommer svært nær maksimumsverdien (MIC).
Forutsatt at spesifikt oksygenforbruk (oksygenforbruk delt på muskelvekt) nærmer seg en maksimal verdi, så kan ytterligere økninger i oksygenforbruk (arbeidskraft) bare oppnås ved å øke aktiv muskelmasse. Det er logisk å anta at den mest effektive måten i dette tilfellet er å øke oksygenforbruket ved å øke volumet av muskelfibre med høye oksidative evner, det vil si, primært type I-fibre (langsomme muskelfibre).
Disse betraktningene antydet at PANO hovedsakelig skulle avhenge av det totale volumet av type I-fibre i muskelen, det vil si langsomme muskelfibre.
Konklusjoner:
- Når du arbeider med en liten muskelmasse (for eksempel: forlengelse av et ben i kneleddet), fører en økning i belastning alltid til en proporsjonal økning i blodtilførselen til den arbeidende muskelen og oksygenforbruket i kroppen. Ved arbeid med en stor muskelmasse (for eksempel: arbeid på et sykkelergometer), når maksimal kraft er nådd, når kroppens oksygenforbruk og blodtilførsel til den arbeidende muskelen et platå, og perifere mekanismer når ikke påvirke denne effekten.
- Når du arbeider med en stor muskelmasse, faller kraften som blodtilførselen til den arbeidende muskelen reduserer sammen med terskelen for anaerob metabolisme, men hos halvparten av trente mennesker skjer intensiveringen av anaerob glykolyse uten reduksjon i blodtilførselen.
- Hos høyt kvalifiserte utholdenhetsutøvere ble det funnet en negativ korrelasjon (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).
- Hos idrettsutøvere som trener utholdenhet, når de jobber med stor muskelmasse (for eksempel: arbeider på et sykkelergometer), korrelerer oksygenforbruket på PANO-nivået (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).
- Lavintensiv styrketrening (50 % av maksimal frivillig styrke) uten avspenning fører til en økning i størrelsen på overveiende type I (langsomme) muskelfibre. Dermed gjør denne treningsteknikken det mulig å øke aerobe ytelse (oksygenforbruk på nivå med ANNO) ytterligere hos idrettsutøvere med lave laktatkonsentrasjoner ved maksimal aerob belastning.
Informasjonskilde: basert på materialer fra Popov D.V. (2007)
GRUNNLEGGENDE FOR ANAEROBISK YTELSESANALYSE Når man vurderer driftsytelsen til ulike energigenereringssystemer, er det viktig å forstå forskjellen mellom systemkapasitet og kraft. Energikapasitet er den totale mengden energi som brukes til å utføre arbeid og produseres i et gitt energisystem. Energikraften til et system er den maksimale mengden ATP-energi som genereres under belastning per tidsenhet av et gitt energisystem.
METABOLISKE PROSESSER FOR ENERGIDANNELSE OG DERES INTEGRERING □ Kreatinfosfokinase (alaktat) - en øyeblikkelig mekanisme for etterfylling av ATP (ATP-Cr. F-system); regenerering av ATP fra ATP-Cr-systemet. F gjennom kreatinkinase- og adenylatkinaseveiene fører ikke til dannelse av laktat og kalles alaktisk. □Glykolytisk, laktat (glykogen til laktat konverteringssystem) representerer fosforyleringen av adenosindifosfat (ADP) gjennom glykogenolyse- og glykolyseveiene, fører til produksjon av laktat og kalles laktat. Generering av ATP-energi i disse prosessene skjer uten bruk av oksygen og er derfor definert som anaerob energiproduksjon.
Høyintensivt anaerobt arbeid kan forårsake en 1000 ganger økning i glykolysehastigheten sammenlignet med hviletilstanden. ATP-påfylling under maksimal vedvarende trening oppnås aldri kun av ett energiproduksjonssystem, men er snarere et resultat av en koordinert metabolsk reaksjon der alle energisystemer bidrar forskjellig til kraftuttaket.
PRAKTISKE TILNÆRINGER Det er mer mulig å måle topp driftsytelse over perioder som strekker seg fra noen få sekunder til nesten 90 sekunder. Med en slik varighet av arbeidet avhenger ATP-resyntese hovedsakelig av de alaktiske og laktat anaerobe banene. Enkle estimater av anaerobe energiforbruk kan fås fra testresultater, supplert om mulig med biokjemiske eller fysiologiske
1. Muskel-ATP-reserver antas å støtte bare noen få sammentrekninger og vurderes bedre ved muskelstyrke og maksimale øyeblikkelige kraftmålinger. 2. Det antas at maksimal trening som varer i flere minutter eller lenger primært er aerob og krever informasjon om aerob metabolisme. Hvis det er nødvendig å samle inn data om de anaerobe komponentene i den spesielle ytelsen til idrettsutøvere som utfører i idretter der varigheten av maksimal innsats er omtrent 2 minutter eller litt mer, er det nødvendig å ta hensyn til interaksjonen
KORTSIKTIG ANAEROB ARBEIDSKAPASITET Denne komponenten er definert som den totale arbeidsytelsen under en maksimal kraftutøvelsesvarighet på opptil 10 s. Det kan betraktes som et mål på alaktisk anaerob ytelse, som hovedsakelig leveres av muskel-ATP-konsentrasjon, ATP-Cr-systemet. F og lett anaerob glykolyse. Høyeste arbeidsproduktivitet per sekund i prosess
MELLOM ANAEROB ARBEID YTELSE Denne komponenten er definert som den totale arbeidsytelsen i løpet av en maksimal treningsperiode på opptil 30 s. Under slike forhold er arbeidsytelsen anaerob med en hovedlaktat (ca. 70 %), betydelige laktatkomponenter (ca. 15 %) og aerobe (ca. 15 %) komponenter. Arbeidskraften i løpet av de siste 5 s av testen kan betraktes som en indirekte vurdering av laktat anaerob kraft.
KONTINUERLIG ANAEROB ARBEID YTELSE Definert som den totale arbeidsytelsen under en maksimal arbeidsbelastning på opptil 90 s. Karakteriserer grensen for varigheten av arbeidet, som kan brukes til å vurdere den anaerobe kapasiteten til energiforsyningssystemet til idrettsutøvere. Fordelene med disse testene er at de gjør det mulig å vurdere den totale driftsytelsen til anaerobe systemer med maksimale krav til dem og å kvantifisere reduksjonen i driftsytelse fra en del av testen til den neste (for eksempel de første 30 s kontra de siste 30
ALDER, KJØNN OG MUSKELMASSE Anaerob ytelse øker med alderen under vekst hos gutter og jenter. De maksimale verdiene for denne typen ytelse oppnås i en alder av 20 til 29 år, og deretter begynner den gradvise nedgangen. Nedgangen med alderen er lik hos menn og kvinner. Denne nedgangen ser ut til å være nesten lineær med alderen, og utgjør 6 % per tiår. Menn presterer bedre enn kvinner på 10-, 30- og 90-sekunders maksimaltester, og arbeidsytelsen per kilo kroppsvekt hos kvinner er omtrent 65 % av arbeidsytelsen per kilo kroppsvekt hos menn. Lignende
Maksimal ytelse er assosiert med: anaerob kroppsstørrelse, spesielt mager muskelmasse. Noen alders- og kjønnsspesifikke forskjeller i maksimal anaerob ytelse er mer relatert til endringer i muskelmasse enn til andre faktorer.
STRUKTURELLE OG FUNKSJONELLE FAKTORER SOM PÅVIRKER ANAEROB YTELSE. Muskelstruktur og fibersammensetning Muskelstruktur spiller en betydelig rolle i kraftnivået og mengden arbeid den kan generere. Graden av polymerisering av aktin- og myosinfilamenter, deres arrangement, sarkomerlengde, muskelfiberlengde, muskeltverrsnittsareal og total muskelmasse er strukturelle elementer som ser ut til å bidra til muskelytelse under anaerobe forhold, spesielt for absolutt arbeidsytelse. Forholdet mellom muskelfibersammensetning og anaerob ytelse er ikke enkelt. Idrettsutøvere som spesialiserer seg på idretter som er anaerob i naturen eller idretter som krever høy anaerob kraft og kapasitet, viser en høyere andel hurtigtrekkfibre (FTF). Jo flere BS-fibre eller jo større areal de opptar, jo høyere er evnen til å utvikle 1
2. TILGJENGELIGHET AV UNDERLAGET Energiproduksjonen for maksimal trening av svært kort varighet forklares hovedsakelig av nedbrytningen av endogene energirike fosfager, men det ser ut (i hvert fall hos mennesker) at genereringen av maksimal trening selv i svært korte perioder er gitt av samtidig nedbrytning av CP og glykogen. Uttømming av reserver F begrense anaerob ytelse under maksimal kraft og svært kortvarig belastning. Men hovedrollen til Kr. Ph i muskel er rollen til en buffer mellom konsentrasjonene av ATP og ADP.
3. AKKUMULERING AV REAKSJONSPRODUKTER Anaerob glykolyse utfolder seg med en svært kort forsinkelse etter begynnelsen av muskelkontraksjonen og er ledsaget av akkumulering av laktat og følgelig en økning i konsentrasjonen av hydrogenioner (H+) i kroppsvæsker. Muskellaktatkonsentrasjoner øker betydelig etter kortvarig trening og kan nå verdier på ca. 30 mmol kg-1 våtvekt under utmattelse. Muskelbuffersystemer lager en delvis buffer for hydrogenioner. For eksempel synker muskelbikarbonatkonsentrasjonen fra 100 mmol L-1 flytende media
Imidlertid kan muskelen ikke buffere hydrogenionene som produseres lenge, og p. Muskelen H synker fra 7,0 før belastningen til 6,3 etter maksimal belastning, noe som forårsaker utmattelse. Nedgang i elv Sarkoplasmatisk H forstyrrer interaksjonen mellom Ca 2+ og troponin, som er nødvendig for utvikling av sammentrekning og forklares av konkurransen fra hydrogenioner (H+) om kalsiumbindingssteder. Dermed avtar frekvensen av dannelse av actomyosin-kryssbroer med synkende p. H og også hastigheten på syntese og nedbrytning av energi reduseres (i henhold til tilbakemeldingsprinsippet og på grunn av forstyrrelse av aktiviteten til katalysatorer og enzymer) Evnen til å motstå acidose øker
EFFEKTIVITET AV METABOLISKE VEIER Bestemmes av hastigheten på utplasseringen av energiprosessen. Hastigheten av kreatinkinasereaksjonen bestemmes av aktiviteten til kreatinkinase. Aktiviteten som øker med en reduksjon i ATP i muskelen og akkumulering av ADP. Intensiteten av glykolysen kan stimuleres eller forsinkes av ulike signaler (hormoner, ioner og metabolitter). Reguleringen av glykolyse bestemmes i stor grad av de katalytiske og regulatoriske egenskapene til to enzymer: fosfofruktokinase (PFK) og fosforylase. Som nevnt ovenfor fører høyintensiv trening til en overdreven økning i H+ og en rask nedgang i p. N muskler. Konsentrasjonen av ammoniakk, som er et derivat av deamineringen av adenosin 5"-monofosfat (AMP), i skjelettmuskulaturen øker under maksimal trening. Denne økningen er enda mer uttalt hos personer med høy prosentandel av BS-fibre. Ammoniakk er imidlertid anerkjent som en aktivator av PPA og kan skape buffer for noen endringer i intracellulær pH. In vitro-studier har vist at fosforylase og PPK er nesten fullstendig hemmet når pH-nivåer nærmer seg 6,3. og dermed svekke evnen til å fortsette å utføre mekanisk arbeid på grunn av den anaerobe banen
Avhenger av kvaliteten og kvantiteten av muskelfibre: BS-fibre er rike på ATP, CK og glykolytiske enzymer sammenlignet med langsomme fibre. Fra denne oppsummeringen er det klart at trening maksimerer anaerob ytelse fordi de fleste av de begrensende faktorene tilpasser seg i deres interaksjon som respons på høyintensiv trening.
Kjennetegn på muskler som er nødvendige for å oppnå et høyt nivå av anaerob ytelse og resultatene av effekten av høyintensiv trening på indikatorene som bestemmer IT-egenskapene til muskelfaktorer for anaerob ytelsesverdi av ATP CP-glykogen BU-gjæringskapasitet maksimalt laktat p. N ved utmattelse Andel BS-fibre Rekruttering av BS-fibre CK-aktivitet Fosforylaseaktivitet FFK-aktivitet Ja Sannsynligvis nei Sannsynligvis ja Sannsynligvis nei Ja Ja Ja Sannsynligvis ja Ja Effekt av trening = eller = eller ↓ = = eller
OXYGEN TILLEVNINGSSYSTEM Alle andre faktorer er like, oksygentilførsels- og utnyttelsessystemer gir sannsynligvis et svært betydelig bidrag til topp driftsytelse under belastningsvarigheter på 90 sekunder eller lenger. Jo lengre belastningen er, jo større er viktigheten av det oksidative systemet. Under forhold med kortere maksimale belastninger vil oksygentilførselssystemet ikke fungere på sitt maksimale nivå, og oksidative prosesser i den siste delen av arbeidet
Under arbeid med en belastning med maksimal intensitet som varer fra 60 til 90 s, vil oksygenmangelen knyttet til begynnelsen av arbeidet overvinnes og oksidasjon av substrater i mitokondrier ved slutten av arbeidet vil føre til en økning i andelen av aerobe prosesser i energiforsyningen til arbeid. I dette tilfellet vil individer som raskt kan mobilisere oksygentilførsels- og utnyttelsessystemer og har en tilsvarende høy aerob kraft ha en fordel under forhold med middels varighet og
ARV Det er nå slått fast at et individs genotype i stor grad bestemmer forutsetningene for høy aerob kraft og utholdenhetskapasitet, samt høy eller lav respons på trening. Vi vet mye mindre om arven til anaerob ytelse. Kortvarig anaerob arbeidsytelse (basert på 10 sekunders maksimal arbeidsytelse på et sykkelergometer) hadde en signifikant genetisk påvirkning på omtrent 70 % når data ble uttrykt per kilo mager masse. Nylig ble flere studier av sprint som involverer tvillinger og deres familier, utført i Japan og Øst-Europa, analysert. Arvelighetsestimater for sprintytelse varierte fra 0,5 til 0,8 Disse dataene tyder på at en persons genotype har en betydelig effekt på kortsiktig anaerob arbeidsytelse. Det er ennå ingen pålitelige bevis angående arvelighetens rolle i langsiktig anaerob arbeidsytelse. På den annen side har vi nylig fått bevis på genetiske påvirkninger på distribusjonen av fibertyper og
TRENING Trening øker kraft og kapasitet ved kortvarig, mellomlang og langvarig anaerobt arbeid. Variasjoner i treningsrespons (treningsevne) til et spesifikt anaerobt treningsregime har blitt studert omfattende. Responsen på kortvarig anaerob prestasjonstrening var ikke signifikant avhengig av genotypen til individer, mens responsen på langvarig anaerob prestasjonstrening i stor grad ble bestemt av genetiske faktorer. Treningsevne for generell 90-sekunders arbeidsytelse var preget av genetisk påvirkning som sto for omtrent 70 % av variasjonen i respons på trening. Disse dataene er av stor betydning for trenere. Basert på testresultater er det lettere å finne dyktige folk for kortvarig anaerobt arbeid enn for langvarig anaerobt arbeid. MED
Aerob utholdenhet- dette er evnen til å utføre (lavt arbeid) i lang tid og motstå tretthet. Mer spesifikt bestemmes aerob utholdenhet av laktatterskel. Jo høyere , jo større er aerob utholdenhet.
Den aerobe terskelen er punktet for den høyeste aerobe kapasiteten til kroppen, når de når hvilke anaerobe "energikanaler" begynner å jobbe med formasjonen. Det oppstår når du når omtrent 65 % av maksimal hjertefrekvens, som er omtrent 40 slag under den anaerobe terskelen.
Aerob utholdenhet er delt inn i typer:
- Kort - fra 2 til 8 minutter;
- Gjennomsnittlig - fra 8 til 30 minutter;
- Lang - fra 30 eller mer.
Aerob utholdenhet trenes ved hjelp av kontinuerlig og.
- Kontinuerlig trening hjelper til med å forbedre;
- Intervalltrening er nødvendig for å forbedre hjertets muskelaktivitet.
Grunnleggende artikkel om aerob utholdenhetstrening:
Metoder for å måle aerob kapasitet
Dessverre er det umulig å direkte anslå den totale mengden som resyntetiseres på grunn av aerobe reaksjoner i arbeidende muskler og til og med i en individuell muskel. Imidlertid er det mulig å måle en indeks proporsjonal med mengden ATP som resyntetiseres i aerobe reaksjoner.
For indirekte å vurdere hastigheten på ATP-resyntese under muskelarbeid, brukes følgende hovedmetoder:
- direkte måling av oksygenforbruk;
- indirekte kalorimetri;
- 1H og 31P magnetisk resonansspektroskopi;
- positronemisjonstomografi;
- infrarød spektrometri.
Det skal bemerkes at bare de mest populære metodene som brukes til å studere energi under muskelarbeid er notert her.
Direkte måling av oksygenforbruk. Oksygenforbruk (OC) er lik produktet av blodstrømmen og den arteriovenøse forskjellen i oksygen i et gitt område. Lokal blodstrøm i området som studeres bestemmes av termofortynning, etikettfortynning eller ultralydteknikker. Som regel brukes Fick-metoden til å bestemme PC i en separat arbeidsmuskel (for eksempel i et isolert preparat) eller i et eget område (for eksempel i benvev). Dette er en fordel med denne metoden. Ulempene med metoden er invasivitet og betydelig metodisk kompleksitet ved gjennomføring av målinger, knyttet både til prosedyren for kateterisering av arterier og vener, og med metodiske vanskeligheter med å bestemme lokal blodstrøm og gassspenning i blodprøver. I tillegg, hvis målinger ikke utføres på et isolert preparat, bør det tas i betraktning at det analyserte venøse blodet ikke bare kommer fra arbeidsmuskelen, men også fra inaktivt vev, noe som kan forvrenge de virkelige resultatene. Bestemmelsen av PC ifølge Fick brukes likevel aktivt i maksimaltester under lokalt arbeid (for eksempel ved forlengelse av benet ved kneleddet) og ved arbeid med stor muskelmasse (sykkelergometri).
Indirekte kalorimetri (gassanalyse av innåndet og utåndet luft). Total PC er proporsjonal med den totale mengden ATP som resyntetiseres på grunn av oksidasjonsreaksjoner i kroppen. PC beregnes som produktet av lungeventilasjonsindikatoren, normalisert til standardforhold, ved forskjellen mellom andelen oksygen i innåndet og utåndet luft. Ved å beregne respirasjonskvotienten (forholdet mellom frigjort karbondioksid og forbrukt oksygen) er det mulig å bestemme hvilket substrat som brukes ved oksidasjon. Deretter, ved å bruke kaloriekvivalenten til oksygen, kan mengden energi oppnådd av kroppen fra oksidasjonen av et gitt substrat beregnes.
Fordelen med denne metoden er dens ikke-invasivitet, brukervennlighet og evnen til å ta målinger i nesten alle typer muskelaktivitet. Mulighetene for å bruke metoden har utvidet seg betydelig med bruken av bærbare gassanalysatorer. Ulempene med gassanalyse inkluderer følgende. Ved å bruke indirekte kalorimetri er det mulig å beregne PC- og energiforbruk kun for hele organismen.
Dette betyr at det er umulig å fastslå hvor mye av oksygenet som brukes til å drive aktive muskler, hjertet, luftveismusklene og annet vev. Denne oppgaven blir spesielt relevant når du jobber der liten muskelmasse er involvert. I dette tilfellet kan oksygenforbruket i hjertet og åndedrettsmusklene gi et betydelig bidrag til det totale oksygenforbruket.
1 H og 31 P magnetisk resonansspektroskopi. Metoden er basert på å måle den elektromagnetiske responsen til hydrogenatomkjernene til deres eksitasjon ved en viss kombinasjon av elektromagnetiske bølger i et konstant magnetfelt med høy intensitet. Metoden tillater ikke-invasiv vurdering av endringer i konsentrasjonen av hydrogenioner, uorganisk fosfor, kreatinfosfat, ATP og deoksymyoglobin i et spesifikt område av vevet som studeres. Denne metoden er standarden for å vurdere endringer i makroerg energi både under hvileforhold og under fysisk aktivitet. Under noen forhold er endringen i kreatinfosfatkonsentrasjon direkte proporsjonal med aerob ATP-resyntese. Derfor brukes denne metoden aktivt for å vurdere aerob metabolisme.
For tiden, ved bruk av denne metoden, isoleres også et signal proporsjonalt med konsentrasjonen av deoksygenert myoglobin, og partialtrykket av oksygen i myoplasmaet beregnes. Endringen i partialtrykket av oksygen og den absolutte verdien av denne indikatoren er en karakteristikk av endringen i forholdet mellom oksygentilførsel til mitokondriet/oksygenutnyttelse av mitokondriet og et kriterium for tilstrekkeligheten av driften av oksygentilførselssystemet til mitokondriet. Til tross for de utvilsomme fordelene med metoden, er bruken betydelig begrenset av de svært høye kostnadene for utstyret og enhetens omfang, samt det sterke magnetfeltet som skapes under målingen.
Positron emisjonstomografi. Metoden er basert på å registrere et par gammastråler produsert under utslettelse av positroner. Positroner oppstår fra positron beta-nedbrytning av en radioisotop som er en del av et radiofarmasøytisk middel som introduseres i kroppen før studien. Ved hjelp av en spesiell skanner overvåkes fordelingen av biologisk aktive forbindelser merket med kortlivede radioisotoper i kroppen. For å vurdere oksygenforbruket i vevet brukes det å puste en gassblanding med et merket oksygenmolekyl - O 2 -. Oksygenforbruk av arbeidende muskler beregnes som produktet av oksygenkonsentrasjonen i arterielt blod, den regionale ekstraksjonskoeffisienten og den regionale perfusjonskoeffisienten. Begrensningene til metoden er forbundet med de høye kostnadene for en skanner og en syklotron, en enhet som er nødvendig for produksjon av radioisotoper.
Infrarød spektrometri. Metoden er basert på at biologisk vev er permeabelt for lys i området nær infrarødt. Lyskilden og mottakeren er plassert på kroppsoverflaten i en avstand på 3-5 cm. Gjennomsnittlig dybde av lysinntrengning vil være lik halvparten av avstanden mellom dem. Endringer i konsentrasjonen av oksygenert og deoksygenert hemoglobin i det målte vevet (muskelen) kan beregnes ved hjelp av forskjellige bølgelengder i det infrarøde området (600-900 nm), hvor lyset hovedsakelig absorberes av oksygenert eller deoksygenert hemoglobin og myoglobin. Siden konsentrasjonen av hemoglobin er flere (4-5) ganger høyere enn konsentrasjonen av myoglobin, vil hovedendringene registrert ved bruk av denne metoden primært være assosiert med endringer i oksygeneringen av hemoglobin. Det registrerte signalet vil inneholde informasjon om den totale endringen i oksygenering av alt vev som befinner seg i måleområdet.
Forutsatt en konstant lineær hastighet på blodstrømmen eller i fravær av blodstrøm (okklusjon), vil endringer i konsentrasjonen av oksygenert hemoglobin være direkte proporsjonale med endringer i PC i det målte området. Ved å summere endringene i oksygenert og deoksygenert hemoglobinkonsentrasjon, kan endringer i hemoglobinkonsentrasjon beregnes. Denne indikatoren gjenspeiler blodtilførselen til det målte området. Metoden lar deg også beregne den totale oksygeneringsindeksen for vev - forholdet mellom oksygenert hemoglobin og total - uttrykt i prosent.
Fordelene med infrarød spektrometri inkluderer ikke-invasivitet, brukervennlighet og evnen til å utføre målinger i nesten alle typer fysisk aktivitet, både i laboratorie- og feltforhold, ved bruk av bærbare enheter. Ulempen med metoden er den integrerte vurderingen av oksygenering av vev som ligger i måleområdet. For eksempel kan et betydelig lag med hud og fett i stor grad forvrenge signalet fra aktivt muskelvev.
Treningstester for å studere aerob kapasitet
For å bestemme kroppens aerobe evner under laboratorieforhold, brukes simulering av ekte muskelaktivitet - belastningstester. Hovedkravene til disse testene bør være pålitelighet, informasjonsinnhold og spesifisitet. Det siste kravet er spesielt viktig, siden det ved valg av test er nødvendig at øvelsen som brukes involverer de samme muskelgruppene som i konkurransebevegelsen, og også bruker et bevegelsesmønster som er så nært som mulig til reelle forhold (konkurrerende bevegelse) . For eksempel bør en løper testes mens han løper på en tredemølle, og en roer bør testes mens du jobber på et spesielt roergometer. Det gir ingen mening å bestemme den generelle fysiske formen til en svømmer i en test på et sykkelergometer (benarbeid), mens de viktigste arbeidsmusklene i denne begivenheten er musklene i armene og overkroppen.
Alle tester som brukes i fysiologien til muskelaktivitet kommer ned til å måle fysiologiske reaksjoner som respons på en gitt eller valgt belastning. I veksten av enhver fysiologisk indikator som svar på en økning i belastningen, er det et stadium med rask vekst (0,5-2 min), et stadium med langsom økning (kvasi-stabil tilstand) og et stadium av indikatoren som når en sann stabil stat. Ved maksimal belastning er det tredje trinnet ikke alltid oppnåelig. For å tydelig beskrive kroppens respons på en bestemt belastning, er det nødvendig å oppnå fysiologiske indikatorer som når en ekte stabil tilstand eller maksimalt nivå. Som regel kan det ta 5-15 minutter å nå en sann steady state for forskjellige indikatorer, selv med en relativt liten (10-15% av maksimalverdien) økning i belastningen.
Ideelt sett, når du tester, er det nødvendig å bestemme hvordan visse fysiologiske indikatorer endres som respons på belastninger med forskjellige intensiteter, opp til det maksimale. I dette tilfellet, jo mindre økningen i belastningen er, desto mer nøyaktig vil dynamikken til endringer i den studerte indikatoren oppnås. Men hvis du venter til indikatoren når en ekte stabil tilstand, vil testen ta for lang tid.
På bakgrunn av disse betraktningene foreslås en testmetode med trinnvis økende belastning. Denne testmodellen lar deg evaluere kroppens respons over hele spekteret av belastninger fra minimal til maksimal aerob belastning. Heretter vil maksimal aerob belastning (effekt) forstås som maksimal effekt oppnådd i testen under økende belastning, d.v.s. effekt som kan sammenlignes med effekten (MPC) oppnås ved.
Deretter dukket det opp en analog av denne testen - en test med en kontinuerlig økende belastning. Begge metodene for å stille inn belastningen har blitt utbredt og er nesten universelt aksepterte modeller for testing av aerob ytelse.
Ulempene med disse modellene er tilstedeværelsen av en etterslepperiode mellom økningen i belastningen og økningen i den fysiologiske indikatoren, siden den fysiologiske indikatoren i dette tilfellet ikke har tid til å nå en ekte stabil tilstand. Derfor vil testresultatene (indikator relatert til effekt) være noe oppblåst i forhold til en lang test med konstant belastning. Etterslepperioden er spesielt uttalt ved lav belastning og er noe sterkere i testen med kontinuerlig økende belastning enn i testen med trinnvis økende belastning.
På den annen side har en kontinuerlig økende lasttest en rekke fordeler. Ulike fysiologiske indikatorer har forskjellige hastigheter på å nå en kvasi-stabil tilstand, derfor, med en brå økning i belastningen, er heterogenitet uunngåelig: for eksempel vil økningen i oksygenforbruket i dette tilfellet være høyere enn økningshastigheten i karbon dioksidutslipp. Dette kan forvrenge enkelte beregninger, for eksempel den aerobe-anaerobe overgangen bestemt ved hjelp av V-slope-metoden. I tillegg, hvis i en test med en trinnvis økende belastning størrelsen på effektøkningen er ganske stor (50 W), kan idrettsutøveren nekte å jobbe på siste trinn uten noen gang å nå sitt individuelle maksimum. Derfor blir tester med kontinuerlig økende belastning stadig mer populære for å vurdere kroppens aerobe kapasitet.
Indikatorer som karakteriserer kroppens aerobe evner
I litteraturen diskuteres mange indikatorer som et kriterium for aerob prestasjon, i en eller annen grad knyttet til idrettsresultater på distanser som varer mer enn 5 minutter, dvs. hvor ATP-resyntese under arbeid først og fremst tilveiebringes av aerobe reaksjoner. For å kontrollere informasjonsinnholdet til det valgte kriteriet, bestemmes som regel forholdet til sportsresultatet og dets bidrag til variansen vurderes. I tillegg til tilstrekkelig informasjonsinnhold, bør en viktig egenskap for en metode for å vurdere aerob kapasitet være dens ikke-invasivitet og brukervennlighet. Derfor vil denne delen først og fremst vurdere rutinemessige metoder for vurdering av aerob kapasitet. I moderne litteratur kan følgende mest populære tilnærminger for å teste aerob ytelse identifiseres:
- vurdering av maksimale indikatorer som karakteriserer ytelsen til oksygentransportsystemet;
- direkte vurdering av den maksimale effekten som en kvasi-steady state observeres mellom produksjon og bruk av glykolytiske produkter;
- indirekte vurdering av aerob-anaerob overgang.
Indikatorer som karakteriserer den maksimale ytelsen til oksygentransportsystemet. De maksimale egenskapene til oksygentransportsystemet bestemmes vanligvis i en maksimal test med økende belastning under global drift. De mest brukte maksimalmålene er maksimal hjertevolum (CO) og VO2 maks.
Hjertevolum (CO) er en svært informativ indikator som karakteriserer aerob ytelse, siden den bestemmer tilførselen av oksygen til alt aktivt vev (ikke bare arbeidende muskler). Ifølge en rekke forfattere er maksimal CO en nøkkelfaktor som bestemmer kroppens aerobe evner.
Maksimal SV kan bestemmes enten ved direkte Fick-metoden eller indirekte. Den direkte metoden er invasiv og kan derfor ikke bli rutine. Av de ikke-invasive metodene har den mest pålitelige (sammenligning med den direkte metoden r = 0,9-0,98) vist seg å være metoden for å inhalere en gassblanding som inneholder løselige og lite løselige (biologisk inerte) gasser. Testprosedyren er å puste med en gassblanding (6-25 pustesykluser), som kan organiseres enten etter type returpust eller etter type pusting i en åpen krets (utånding til atmosfæren). Metoden er basert på prinsippet om massebalanse: forbrukshastigheten av løselig gass (acetylen, karbonmonoksid), tatt i betraktning løselighetskoeffisienten, er proporsjonal med blodstrømmen i lungesirkelen. I de første respirasjonssyklusene avhenger mengden av det totale forbruket av løselig gass ikke bare av dens løselighet i blodet, men også av dens blanding med alveolær luft. Derfor, for å korrigere det totale forbruket av løselig gass, brukes en biologisk inert gass (helium, svovelheksofluorid) som en markør som karakteriserer fullstendig fylling av alveolvolumet med respirasjonsgassblandingen. Metoden har ikke blitt utbredt på grunn av de høye kostnadene ved gassmassespektrometre, de best egnede måleinstrumentene for denne teknikken.
Dette er en integrert indikator som karakteriserer PC av hele kroppen (ikke bare arbeidende muskler), dvs. den totale mengden ATP resyntetisert gjennom oksidasjon. MIC kan bestemmes ikke-invasivt ved indirekte kalorimetri (gassanalyse). Takket være den utbredte bruken av gassanalysatorer, har MIC blitt et av de mest populære kriteriene som karakteriserer kroppens aerobe evner.
Ulempene med disse to indikatorene (maksimal SV og MIC) er integrativitet. Det er kjent at under global aerob trening skjer hovedandelen av blodstrømmen og oksygenforbruket i arbeids- og åndedrettsmusklene. Dessuten avhenger fordelingen av oksygen mellom disse to muskelgruppene av belastningen og ved maksimal belastning er henholdsvis 75-80 % og 10-15 %. Ved submaksimalt arbeid kan lungeventilasjonen øke eksponentielt. Energi er nødvendig for å sikre funksjonen til åndedrettsmusklene. Diafragma - hovedpustemuskelen - har høye oksidative evner/behov, så energitilførselen til mellomgulvet skjer primært gjennom den aerobe banen. Dette betyr at andelen oksygen som forbrukes av åndedrettsmusklene kan øke nøyaktig ved slutten av arbeidet. Denne antakelsen ble bekreftet i studier som vurderte kraften utviklet av åndedrettsmuskulaturen under aerob trening av varierende intensitet opp til maksimum, og i eksperimenter hvor PC-en til åndedrettsmusklene ble bestemt ved simulering av det arbeidende åndedrettsmønsteret i hvile. Omfordelingen av blodstrømmen fra arbeidende til åndedrettsmuskulatur kan forenkles av metaborefleksen, som oppstår når åndedrettsmusklene blir slitne.
Det er også umulig å utelukke muligheten for ytterligere omfordeling av blodstrømmen fra de viktigste arbeidsmusklene til muskler som i tillegg aktiveres ved maksimal belastning. Som et resultat av virkningen av disse faktorene, kan andelen av blodstrøm/oksygenforbruk som kan tilskrives arbeidende muskler, reduseres kraftig nøyaktig ved nesten maksimale og maksimale aerobe belastninger. Endringer i maksimal CO og VO2 maks vil imidlertid ikke nødvendigvis reflektere endringer i oksygenforbruket til de viktigste arbeidende musklene. En annen ulempe med maksimal CO- og MOC-indikatorer bør betraktes som selve testprosedyren. For å oppnå virkelig maksimal ytelse, må faget være svært motivert og fast bestemt på å prestere på maksimalt nivå, noe som ikke alltid er mulig. Denne betingelsen pålegger ytterligere begrensninger på kvaliteten på maksimale tester og hyppigheten av deres implementering.
Indikator for maksimal steady state av blodlaktat. Under lavintensiv arbeid skjer ATP-resyntese i aktive muskler nesten utelukkende på grunn av aerobe reaksjoner. Sluttproduktene av oksidasjon er karbondioksid og vann. Karbondioksid diffunderer inn i blodet, binder seg til hemoglobin og fjernes fra kroppen gjennom lungene. Fra en viss kraft sikres ATP-resyntese ikke bare ved oksidasjon, men også ved glykolyse. Produktet er pyruvat og hydrogen. Pyruvat, under påvirkning av enzymet pyruvatdehydrogenase, kan omdannes til acetyl-CoA og gå inn i trikarboksylsyresyklusen. Hvis muskelfiber har høy aktivitet av muskel-type laktatdehydrogenase, blir pyruvat omdannet til laktat. Hvis det er høy aktivitet av hjerte-type laktat-dehydrogenase-enzymet i en muskelcelle, blir laktat omdannet til pyruvat og blir videre brukt som et substrat for trikarboksylsyresyklusen.
Laktat som samler seg i cytoplasmaet kan frigjøres til interstitium ved diffusjon eller ved hjelp av spesielle bærere. Fra det intercellulære rommet går den inn i nabofibre, hvor den kan gå inn i trikarboksylsyresyklusen, i alle fall når laktatkonsentrasjonen i interstitium er lav, d.v.s. under lavintensivt arbeid, eller i blodet. I blodet transporteres laktat til aktive skjelettmuskler og annet vev (for eksempel hjerte, lever, skjelettmuskulatur), hvor det kan utnyttes. Hvis produksjonen av laktat og hydrogenioner (melkesyre) i cellen er større enn deres utnyttelse og fjerning, så begynner laktatkonsentrasjonen i muskelfiberen å øke og synke. En økning i laktatkonsentrasjon bidrar til en økning i osmotisk trykk inne i cellen (en av mekanismene for arbeidshemokonsentrasjon). Ifølge noen forfattere har ikke laktat en direkte negativ effekt på kontraktiliteten til muskelfiber. Laktat kan imidlertid indirekte bidra til en nedgang i pH ved å påvirke Na+/H+ og Na+/Ca2+ metabolismen i cellen. Det er vist i dyremuskler at laktationer er i stand til å hemme funksjonen til kalsiumkanaler og aktivere ATP-avhengige kaliumkanaler i sarkoplasmatisk retikulum og cellemembran, noe som også indirekte kan påvirke muskelfiberens kontraktilitet.
På den annen side påvirker en økning i den intracellulære konsentrasjonen av hydrogenioner negativt kontraktiliteten til muskelfiberen. Som kjent, ved alvorlig muskeltretthet kan pH inne i fiberen synke til 6,17-6,5. Det antas at i dette tilfellet kan hydrogenioner påvirke prosessen med binding av myosin-kryssbroer til aktin ved å redusere troponins følsomhet for kalsium. Dette fører til en reduksjon i kraften til sammentrekning av muskelfiberen, og i ekstreme tilfeller, med en uttalt reduksjon i pH, til et betydelig tap av kontraktilitet. I tillegg har en reduksjon i pH en hemmende effekt på aktiviteten til noen enzymer av anaerob metabolisme, spesielt nøkkelleddet i glykolyse, fosfofruktokinase.
Trettheten som oppstår under muskelarbeid bør ikke bare være forbundet med akkumulering av hydrogenioner og laktat. Mest sannsynlig har utviklingen av tretthet en kompleks natur, forårsaket av endringer i konsentrasjonen av forskjellige metabolitter og ioner, endringer i størrelsen på membranpotensialer og eksitabilitet. Likevel er disse endringene direkte eller indirekte assosiert med en uttalt intensivering av glykolyse.
Indirekte kan graden av aktivitet av muskelglykolyse under arbeidet med stor muskelmasse vurderes ved å bestemme konsentrasjonen av laktat eller blodets pH, siden transporten av protoner og laktat fra muskelfiberen er proporsjonal med deres dannelse. Dessuten ble det funnet en signifikant sammenheng mellom konsentrasjonen av laktat i muskelvev og i blodet etter dynamisk trening. Å vurdere aktiviteten til glykolyse ved endringer i pH og laktatkonsentrasjon i blodet gir gyldige resultater kun når man arbeider med stor muskelmasse. Ellers er endringer i blodlaktatkonsentrasjonen små. Man kan selvsagt ikke sette likhetstegn mellom konsentrasjonen av laktat i blodet eller blodets pH med aktiviteten til glykolyse, siden en del av laktatet kan utnyttes av annet vev (lever, hjerte, etc.). Derfor er den mest objektive metoden for å vurdere aktiviteten til glykolyse å beregne den totale laktatproduksjonen fra cellene som produkt av blodstrømmen og den veno-arterielle forskjellen i laktat, men dette er en invasiv metode som ikke egner seg for rutinetesting.
Endringer i konsentrasjonen av laktat- og/eller hydrogenioner under trening vurderes også direkte i interstitium eller i selve muskelfiberen, ved hjelp av mikrodialyse- eller nålebiopsimetoder og den ikke-invasive metoden 1 H og 31 P magnetisk resonansspektroskopi. Moderne mikrodialyseteknologi gjør det mulig å evaluere dynamikken i interstitiell kjemi direkte under statisk og dynamisk arbeid. En studie med parallelle målinger av laktat i interstitium og veneblod under en økende belastningstest viste lignende dynamikk for disse indikatorene. Dessuten skilte ikke konsentrasjonen av laktat i venøst blod i andre halvdel av testen seg fra konsentrasjonen av laktat i interstitium 1H og 31P magnetisk resonansspektroskopi gjør det også mulig å evaluere endringen direkte under arbeidet, men på grunn av metodologiske begrensninger , målinger er kun mulig under lokalt arbeid.
Hvis glykolyseaktiviteten er lav under langtidsarbeid (10-30 minutter) ved konstant kraft, vil det etter en tid etableres en balanse i muskelcellen mellom produksjon og utnyttelse av glykolytiske metabolitter. Med større kraft vil glykolytisk aktivitet øke og likevekt etableres på et nytt forhøyet nivå. På et tidspunkt vil en økning i kraft føre til en uttalt økning i aktiviteten til anaerobe reaksjoner: produksjonen av metabolitter vil være større enn deres utnyttelse. Konsentrasjonen av hydrogen og laktation i cellen, interstitium og blod vil begynne å øke kontinuerlig ved konstant driftseffekt. Til syvende og sist vil pH i cellen synke til ekstremt lave verdier, muskelens kontraktile evner vil avta, og personen vil bli tvunget til å nekte å fortsette å jobbe (vedlikeholde et gitt kraftnivå).
Disse argumentene ble bekreftet i forsøk med menneskelige deltakere, da laktat og/eller blod-pH ble målt under arbeid med konstant belastning. Laktatkonsentrasjoner som respons på treningsstart endres raskt i løpet av de første 1-4 minuttene. Så når indikatoren sakte et platå. De fleste forfattere bruker et empirisk kriterium for å vurdere om denne indikatoren når et platå: en økning i laktatkonsentrasjon på mindre enn 0,025-0,05 mmol/l/min i perioden fra 15. til 20. minutt av en test med konstant belastning. Kraften ved hvilken den maksimale stabile tilstanden observeres mellom frigjøring i blodet og utnyttelse av glykolyseprodukter (avhengigheten av laktatkonsentrasjon på driftstiden ved en gitt effekt når et platå) kalles den maksimale stabile tilstanden for laktat. Som regel er det ikke mulig å nøyaktig velge belastningen som tilsvarer kraften til maksimal steady state for laktat. Derfor utføres to eller tre belastninger med en empirisk valgt effekt, og ved ekstrapolering bestemmes kraften som den kritiske hastigheten for laktatvekst observeres.
Det viste seg at befolkningens gjennomsnittlige laktatkonsentrasjon ved maksimal steady state er 4 mmol/l. I dette tilfellet kan det observeres ganske store variasjoner (2-7 mmol/l). Det var ikke mulig å identifisere en sammenheng mellom laktatkonsentrasjon ved maksimal steady state og treningsnivå. Det er imidlertid identifisert et klart forhold mellom kraften som maksimal steady state for laktat er manifestert ved og nivået av aerobisk ytelse: jo høyere en persons kondisjon, jo større kraft som maksimal steady state for laktat oppnås ved. Fra synspunktet til treningsidrettsutøvere, karakteriserer den maksimale stabile tilstanden til laktat den maksimale kraften (bevegelseshastigheten langs en distanse) som en idrettsutøver er i stand til å opprettholde i flere titalls minutter. I dette tilfellet vurderes ikke ultralange (maraton) distanser, der en av faktorene som begrenser ytelsen kan være utarming av karbohydratreserver.
Indikatorer som indirekte vurderer den aerobe-anaerobe overgangen. Til tross for den åpenbare prognostiske betydningen av maksimal steady state-indikator for laktat, har denne metoden for å vurdere aerob kapasitet en betydelig ulempe - den er mer arbeidskrevende og stressende. Dette setter alvorlige begrensninger på bruken av denne testen som et rutinemessig diagnostisk verktøy. Tatt i betraktning det faktum at de fleste fysiologiske indikatorer endres raskt som svar på en økning i belastning - i løpet av de første ett eller to minuttene, er det mulig å evaluere overgangen fra "rent" aerob til aerob-anaerob metabolisme i en test med en trinnvis økende belastning med en trinnvarighet på 2-3 minutter. Deretter ble det til samme formål brukt en test med kontinuerlig økende last med tilsvarende lastøkningsgradient. Mange forfattere har forsøkt å foreslå sine egne kriterier for å identifisere kraften (oksygenforbruket) som den aerobe-anaerobe overgangen skjer ved. De mest populære kriteriene for å vurdere den aerobe-anaerobe overgangen er diskutert nedenfor.
Som allerede nevnt, er den økende belastningstesten en modell som lar deg evaluere hele spekteret av fysiologiske responser på belastninger fra minimal til maksimal. For en rimelig tolkning av de oppnådde resultatene, er det nødvendig å forestille seg hva som skjer i kroppen når kraften endres fra minimum til maksimum. Det antas at ved en økende belastningstest rekrutteres muskelfibre i henhold til Hennemans regel. Ved begynnelsen av testen, ved minimumsstyrke, aktiveres overveiende type I muskelfibre. Med en økning i kraft er motorenheter med høyere terskel involvert i arbeid, dvs. type IIA og II B fibre er inkludert Selv om direkte målinger under dynamisk arbeid i menneskelige eksperimenter ikke kan gjøres, er det mye indirekte bevis som bekrefter riktigheten av denne antagelsen. Under arbeid på et sykkelergometer med konstant belastning av moderat intensitet ble det påvist glykogenmangel i muskler