Что такое уровень vo2 max

Пол. Женщины имеют более низкий VO2 мах, чем мужчины. Это связано с тем, что последние имеют более крупные легкие и сердца, что позволяет им перекачивать больше крови и потреблять больше кислорода.

Возраст. Представители обеих полов в возрасте от 18 до 25 лет имеют максимальное значение VO2 мах, которое постепенно уменьшается по мере взросления. Примерно с 25 лет показатель VO2 max снижается примерно на 1 процент в год.

Генетика. Наследственность напрямую влияет на то, какой тип мышечных волокон будет преобладать в вашем сердце и какого размера будут сердце и легкие. Исследователи Cerritos College (Калифорния) установили, что генетика на 20- 30 процентов определяет величину VO2 max.

Высота над уровнем моря. Низкое давление воздуха на больших высотах делает кислород менее доступным, также снижается напряжение кислорода в артериальной крови.

Температура. В горячем воздухе содержится меньше кислорода, что повышает риск гипоксии и тоже может влиять на значение VO2 max.

Примеры тренировок для увеличения VO2 max

Интервальный бег 30/30 или 60/60

Этот метод создан французским физиологом Вероникой Биллат и прекрасно подойдет начинающим бегунам и тем, кто имеет скромную физическую форму.

Выполните легкий 10-минутный бег трусцой, затем бегите в течение 30 секунд в соревновательном темпе или же в самом быстром темпе, который вы сможете поддерживать 6 минут, затем снова перейдите на легкий бег. Продолжайте чередовать быстрые и медленные 30-секундные отрезки пока не сделаете 12-20 раз.

Более сложный вариант тренировки включает в себя увеличение времени интервалов до 60 секунд.

Интервальный бег в гору

Короткие отрезки в гору продолжительностью 20-90 секунд прекрасно подходят для развития мощности, силы и скорости, более длинные (120-180 с) – для повышения VO2 max.

Затем, в зависимости от вашего уровня подготовки, выполните бег в гору в течение 2-3 минут. Вернитесь в исходную точку легким, восстановительным бегом. Сделайте 3-4 повторения. Старайтесь рассчитать силы таким образом, что бы все отрезки выполнялись в одном темпе.

Интервальный бег на уровне анаэробного порога

Бег на уровне ПАНО требует хорошей физической формы и рекомендуется продвинутым любителям.

Выполните в общей сложности около 5000м быстрого бега (6-7 х 800м, 5 х 1000м или 4 х 1200м).

Старайтесь преодолевать все интервалы с равномерной интенсивностью.

Источник

Ваш показатель VO2 max – что означает, от чего зависит и как его улучшать?

Значение VO2 max – это маркер вашей физической формы, ключевой фактор оценки, понимания и управления её уровнем. Это показатель аэробной подготовленности и выносливости атлета, влияющий на его результаты в длительном забеге или велозаезде. Определять этот показатель, важнейший для спортсмена любого уровня подготовки, способно большинство умных часов Garmin – все современные модели серий fenix, MARQ, Forerunner, vivoactive. А в уникальных спортивных часах Garmin MARQ Athlete шкала VO2 max расположена на кольце вокруг циферблата – достаточно одного взгляда, чтобы оценить свой прогресс.

Каковы значения VO2 max?

С технической точки зрения параметр VO2 max определяет максимальный объём кислорода, который может быть получен организмом, далее транспортирован в мышцы и использован для эффективной выработки аэробной энергии за минуту. Соответственно, V обозначает объём, O2 – кислород, max – максимальное. Этот параметр выражается в относительной скорости в миллилитрах кислорода на килограмм тела массы в минуту

Как интерпретировать этот показатель? Низкое значение VO2 max соответствует низкому уровню, а высокое – высокому уровню спортивной формы. VO2 max также зависит от возраста, уменьшаясь с каждым годом на 1%, при этом излишний вес также его уменьшает. У женщин этот показатель ниже, чем у мужчин в одинаковой спортивной форме. Его значение у обычных мужчин в возрасте 20 – 40 лет может составлять примерно от 31 до 42 мл/кг/мин, у спортсменов-олимпийцев – выше 80.

Как измеряют VO2 max?

Воздух, который мы вдыхаем, попадает в лёгкие, где из него извлекается и поступает в кровь кислород. Сердце прокачивает насыщенную кислородом кровь через артерии к мышцам. Кислород служит катализатором, ускоряющим превращение питательных веществ в «топливо» для работающих мышц. Отслеживание вашей способности использовать кислород (или ваших аэробных возможностей) даёт ценную информацию об эффективности ваших тренировок.

В лабораторных условиях спортсмен в специальной респираторной маске совершает пробежку на беговой дорожке или крутит педали велотренажера. Состав выдыхаемых газов проходит через газоанализатор; производится расчёт вдыхаемого, выдыхаемого и усвоенного организмом кислорода. По мере возрастания интенсивности нагрузки потребление спортсменом кислорода увеличивается до определённого предела, пока не происходит выхода на плато. Если потребление кислорода перестаёт расти с увеличением ваших усилий, это означает, что вы приблизились к своей максимальной способности использовать кислород, т. е. достигли максимального значения VO2.

Однако, посещение лаборатории для регулярного измерения VO2 max дорого и непрактично даже для профессиональных спортсменов. Если вы является обладателем смарт-часов Garmin, вам доступен гораздо более простой и удобный способ регулярного контроля этого важного показателя. Устройство Garmin использует косвенный подход к оценке вашего VO2 max с помощью расширенного анализа производительности от Firstbeat – системы, оценивающей взаимосвязь между тренировочными нагрузками и физиологией человека.

Внутренняя рабочая нагрузка – показатель того, насколько усердно работает ваше тело по отношению к максимальной нагрузке – определяется путём анализа данных вашего сердечного ритма в реальном времени. Внешняя рабочая нагрузка показывает ваши спортивные достижения. Чтобы рассчитать VO2 max во время занятий циклическими видами спорта (бег, велоспорт и др.), данные внешней рабочей нагрузки – ваша мощность – измеряются в ваттах. Существует прямая связь между внешней и внутренней рабочими нагрузками. По мере того, как ваша кардиореспираторная подготовленность (VO2 max) улучшается, для выработки одинакового количества ватт мощности требуется меньший процент вашей внутренней рабочей нагрузки.

Влияние окружающей среды на показатель VO2 max

Значительное изменение таких параметров как температура воздуха, влажность, высота над уровнем моря, как по отдельности, так и в совокупности, может отрицательно повлиять на ваши спортивные результаты. Например, повышение температуры и влажности заставляет ваше тело работать интенсивнее, чтобы ваши физиологические и спортивные показатели оставались в пределах нормы. На больших высотах воздух содержит меньше кислорода, необходимого организму для выработки аэробной энергии.

Обычно, рано или поздно, наш организм адаптируется к изменениям окружающей среды. Проходит процесс акклиматизации, и наше тело в новых сложных условиях учится работать всё лучше и лучше. Учитывая влияние факторов окружающей среды на вашу производительность, становится возможным отслеживать, насколько вы адаптированы к текущей ситуации.

Ваши часы Garmin способны распознавать разницу между изменением вашей производительности, вызванным неадекватным восстановлением или снижением работоспособности, и снижением производительности из-за внезапного изменения температуры воздуха, высоты или других факторов окружающей среды.

Заставьте показатель VO2 max работать на вас

VO2 max – это не просто число, которое живет в ваших часах или велокомпьютере. VO2 max играет важную роль в определении тренировочной нагрузки, которая оптимальна для вас в настоящее время. Чем лучше вы подготовлены, тем выше ваш VO2 max. При этом чем выше ваше значение VO2 max, тем сложнее поддерживать и улучшать свой уровень физической подготовки. Важно уметь правильно интерпретировать значение этого показателя, гибко дозируя тренировочную нагрузку, избыток которой увеличивает риск выгорания или травмы.

Если ваш статус тренировки обозначен как продуктивный, это означает, что ваши тренировки достаточно сложны для вас и приносят свои плоды в виде улучшения аэробных возможностей. Непродуктивный статус позволяет понять, когда ваша производительность снижается. Возможно, в эти периоды нужно немного расслабиться, запланировать больше времени между тяжелыми тренировками, чтобы облегчить восстановление. Полезно следить за уровнем стресса, питанием и другими аспектами жизни, которые могут мешать вашему прогрессу.

Также вы можете видеть, поддерживаете ли вы свой текущий уровень, увеличиваете его или наоборот, восстанавливаетесь или достигаете пика, благодаря возможности количественно определять и анализировать вашу физическую форму и нагрузки.

Как улучшить ваш VO2 max?

Тренировка, которую вы выполняете, должна соответствовать вашим амбициям. К примеру, если вы хотите улучшить максимальный жим лёжа, вам нужно испытать себя с большим весом. Точно так же вы сосредотачиваетесь и на усилиях, которые оказывают наибольшее влияние на развитие вашего VO2 max и аэробных характеристик. Усилия низкой интенсивности улучшают восстановление и поддерживают развитие других аспектов производительности, таких как мышечная выносливость. Но именно интенсивная работа на тренировке, которую вы выполняете, повышает вашу максимальную способность вырабатывать энергию аэробно.

Однако, важно помнить, что VO2 max – это количество кислорода, которое ваше тело может использовать за одну минуту на килограмм веса. Это означает, что избыточный вес и ожирение делает практически невозможным достижение верхних пределов вашего максимального потенциала VO2.

Как и для большинства других параметров, связанных с физической формой, эффективность, с которой организм использует кислород, определяется генетикой. Генетические факторы ответственны примерно за 50% вашего текущего максимума VO2 и его потенциального роста – того, как ваша физическая форма изменяется в ответ на тренировку.

С другой стороны, максимальный показатель VO2 max является динамической величиной, которая реагирует на образ жизни и тренировки. Сложнее всего повысить VO2 max хорошо подготовленным спортсменам, которые, вероятно, уже достигли своего наивысшего индивидуального потенциала. Однако, при правильном подходе практически каждый человек может улучшить этот показатель, создавая себе регулярную и достаточно интенсивную физическую нагрузку.

Динамика VO2 max наиболее актуальна для начинающих и для спортсменов среднего уровня. При регулярных аэробных тренировках, будь то бег, спортивная ходьба, велоспорт, триатлон, лыжи, значение VO2 max будет увеличиваться, являясь одним из объективных показателей эффективности тренировочного процесса. Ежедневно нося часы Garmin, вы можете не только отслеживать VO2 max, но и получать статистику изменений.

Источник

Анатомия бега: Дыхание и концепция VO2max

Первая часть серии научных материалов о беге и дыхании, из которой вы узнаете, что такое VO2max и кислородный каскад, какие манипуляции физиологическими параметрами проводят бегуны в погоне за выносливостью, и какие выводы из всего этого может сделать бегун-любитель.

После дебютного текста Евгения Суборова на нашем сайте, многие читатели проявили заинтересованность в научных статьях о беге и физиологических процессах, с ним связанных. Поэтому мы продолжим публиковать статьи на эту тему, а вы — продолжайте задавать вопросы в комментариях и делиться своим мнением.

Сегодня предлагаем вам прочесть первую часть большого материала, из которой вы узнаете, что такое VO2max и кислородный каскад, какие манипуляции физиологическими параметрами проводят бегуны в погоне за выносливостью, и какие выводы из всего этого может сделать среднестатистический бегун-любитель.

Бегуны всех уровней, от увлечённых любителей до профессионалов, ищут пути для повышения эффективности тренировок, улучшения результатов и установления новых рекордов. Бег на длинные дистанции требует от спортсменов большого объёма тренировок на выносливость для преодоления постоянного физиологического стресса. Различные способы манипуляции физиологическими параметрами для улучшения выносливости и эффективности бегунов ведутся вот уже более 30 лет, хотя остаётся достаточное количество вопросов (1). Большинство методик, известных сегодня, появились в результате многочисленных проб и ошибок, а чёткое научное обоснование получили лишь некоторые из них (2, 3, 4).

Длительное время показатель максимального потребления кислорода (VO2max) используется в качестве некой «магической пули», позволяя выстраивать тренировки на основании его значения и проводить анализ производительности и прогресса атлета. Но так ли он хорош, всем ли подходит и можно ли на него полагаться? Считается, что для каждого увлечённого бегом человека, показатель VO2max (или VDOT у Дэниелса) фактически определяет его талант или потенциал. Величина VO2max определяет максимальное потребление кислорода, и это один из наиболее часто используемых показателей для отслеживания прогресса в тренировках.

Все мы слышали про невероятные цифры VO2max у многих профессиональных спортсменов: Лэнс Армстронг (84 мл/кг/мин), Стив Префонтейн (84,4 мл/кг/мин), Бьорн Дэли (96 мл/кг/мин) и многих других. Но нужно ли уделять такое пристальное внимание этим цифрам? Если говорить вкратце, то нет.

В противоположность бытующему мнению, VO2max — это просто измерение, оно не характеризует тренированность или потенциал атлета. Фактически среди нескольких тренированных бегунов невозможно определить быстрейшего, основываясь только на показателе VO2max. Измерение VO2max не очень точно отражает важнейшие процессы транспорта и утилизации кислорода в мышцах. Попробуем для начала внимательно рассмотреть этот показатель, его составляющие, а также влияние, которое различные этапы транспорта кислорода оказывают на VO2max.

КОНЦЕПЦИЯ VO2max

Термин «максимальное потребление кислорода» впервые был описан и использован A.V. Hill (5) и R. Herbst (6) в 1920-х годах (7). Основные положения теории VO2max гласили:
— Существует верхняя граница потребления кислорода.
— Существует естественная разница в значениях VO2max.
— Высокий VO2max необходим для успешного участия в забегах на средние и длинные дистанции.
— VO2max ограничен способностью сердечно-сосудистой системы переносить кислород к мышцам.

Показатель VO2max характеризует максимальное количество используемого кислорода, и рассчитывается путём вычитания количества выдохнутого кислорода из количества поглощённого кислорода (8). Поскольку VO2max используется для количественного описания ёмкости аэробной системы, показатель находится под влиянием большого количества факторов на длинном пути кислорода от окружающей среды до митохондрий в мышцах. Формула для расчета VO2max такова:

Это уравнение принимает в расчёт объём крови, перекачиваемый нашим сердцем (сердечный выброс = ударный объём х частота сердечных сокращений), а также разницу между уровнем кислорода в крови, притекающей в мышцы, и уровнем кислорода в крови, оттекающей от мышц к сердцу и лёгким. По сути, разница (CaO2–CvO2) представляет собой количество кислорода, поглощённого мышцами. Хотя для практических целей измерение VO2max имеет небольшое значение, развитие способности более эффективно потреблять и утилизировать кислород влияет на производительность бегуна. Поглощение и утилизация кислорода, в свою очередь, зависят от целого ряда факторов, которые встречаются на длинном пути кислорода.

Движение кислорода от атмосферного воздуха до митохондрий называется кислородным каскадом. Вот его основные этапы:
1. Потребление кислорода:
— поступление воздуха в лёгкие,
— движение по трахеобронхиальному дереву до альвеол и капилляров, где кислород поступает в кровь.
2. Транспорт кислорода:
— сердечный выброс — кровь поступает к органам и тканям,
— концентрация гемоглобина,
— объём крови,
— капилляры, из которых кислород поступает в мышцы.
3. Утилизация кислорода:
— транспорт в митохондрии,
— использование в аэробном окислении и цепи переноса электронов.

ПОТРЕБЛЕНИЕ КИСЛОРОДА

Количество поступающего в капилляры кислорода зависит как от наличия разницы давлений между альвеолами и капиллярами (содержание кислорода в альвеолах больше, чем в капиллярах), так и от общего количества капилляров. Количество капилляров играет определённую роль, особенно у хорошо тренированных атлетов, поскольку позволяет большему объёму крови протекать через альвеолы, способствуя поступлению большего количества кислорода в кровь.

Рис. 1. Строение лёгких и газообмен в альвеоле

Использование или потребность в кислороде зависит от скорости бега. При повышении скорости, большее количество клеток в мышцах ног активизируется, мышцам необходимо больше энергии для поддержания проталкивающего движения, а значит, они потребляют кислород с более высокой скоростью. Фактически потребление кислорода линейно связано со скоростью бега (выше скорость — больше кислорода потребляется, Рис. 2).

Рис. 2. Зависимость VO2max и скорости бега. По горизонтальной оси — скорость (км/ч), по вертикальной оси — потребление кислорода (мл/кг/мин). HR — частота сердечных сокращений

Средний бегун, развивающий скорость 15 км/ч, скорее всего, будет потреблять кислород со скоростью 50 мл на килограмм веса в минуту (мл/кг/мин). При 17,5 км/ч скорость потребления вырастет почти до 60 мл/кг/мин. Если бегун способен развить скорость 20 км/ч, потребление кислорода будет ещё выше — около 70 мл/кг/мин.

Тем не менее, показатель VO2max не может расти бесконечно. В своём исследовании Hill описывает ряд изменений VO2 у атлета, бегущего по травяному треку с разной скоростью (9). После 2,5 минут бега на скорости 282 м/мин, его VO2 достиг значения 4,080 л/мин (или 3,730 л/мин выше измеренного значения в покое). Поскольку VO2 при скоростях 259, 267, 271 и 282 м/мин не возрастал выше значения, полученного при скорости бега 243 м/мин, это подтвердило предположение, что при высоких скоростях VO2 достигает максимума (плато), превысить который невозможно, как бы ни увеличилась скорость бега (Рис.3).

Рис. 3. Достижение «равновесного состояния» (плато) для потребления кислорода при разных темпах бега с постоянной скоростью. Горизонтальная ось — время от начала каждого забега, вертикальная ось — потребление кислорода (л/мин), превышающее значение в покое. Скорости бега (снизу вверх) 181, 203, 203 и 267 м/мин. Три нижние кривые представляют истинное равновесное состояние, тогда как на верхней кривой потребность в кислороде превосходит измеряемое потребление

Сегодня общепринят факт существования физиологической верхней границы возможностей организма потреблять кислород. Это наилучшим образом было проиллюстрировано на классическом графике P.O. Åstrand и B. Saltin (10), показанном на Рисунке 4.

Рис. 4. Повышение потребления кислорода во время тяжёлой работы на велоэргометре с течением времени. Стрелки показывают время, при котором атлет остановился из-за усталости. Так же показана выходная мощность (W) для каждой из работ. Атлет может продолжать выполнение работы при выходной мощности 275 W более 8 минут

Говоря про интенсивность работы, необходимо уточнить один факт. Даже при высокой интенсивности, насыщение крови кислородом не падает ниже 95% (это на 1–3% ниже показателя здорового человека в состоянии покоя). Этот факт используется как показатель того, что потребление и транспорт кислорода из лёгких в кровь не являются ограничивающими факторами производительности, поскольку насыщение крови остаётся высоким. Однако у некоторых тренированных атлетов описан феномен, известный как «артериальная гипоксемия (гипоксемия — низкий уровень кислорода в крови, кислородное голодание), вызванная физической нагрузкой» (11). Это состояние характеризуется падением насыщения кислорода на 15% при выполнении упражнений, относительно уровня покоя. Падение кислорода на 1% при насыщении кислородом ниже 95% приводит к снижению VO2max на 1–2% (12). Причина развития этого феномена следующая. Высокий сердечный выброс тренированного атлета приводит к ускорению кровотока через лёгкие, и кислород попросту не успевает насытить протекающие через лёгкие кровь. Для аналогии, представьте поезд, проходящий через небольшой городок в Индии, где люди часто запрыгивают в поезда на ходу. При скорости поезда 20 км/ч в него смогут запрыгнуть, скажем, 30 человек, тогда как при скорости поезда 60 км/ч — только 2–3 человека в лучшем случае. Поезд — это сердечный выброс, скорость поезда — это кровоток через лёгкие, пассажиры — это кислород, старающийся попасть из лёгких в кровь. Таким образом, у некоторых тренированных атлетов потребление и диффузия кислорода из альвеол в кровь всё-таки может влиять на величину VO2max.

Помимо диффузии, сердечного выброса и количества капилляров, на VO2max и насыщение крови кислородом может влиять сам процесс дыхания, точнее мышцы, участвующие в процессе дыхания. Так называемая «кислородная цена» дыхания оказывает значимое влияние на VO2max. У «обычных» людей при умеренно интенсивной физической активности на дыхание тратится примерно 3–5% от поглощённого кислорода, а при высокой интенсивности эти затраты вырастают до 10% от величины VO2max (13). Другими словами, на процесс дыхания (работу дыхательных мышц) затрачивается какая-то часть от поглощенного кислорода. У тренированных атлетов в ходе интенсивных нагрузок на дыхание тратится 15–16% от VO2max (14). Более высокая цена дыхания у хорошо тренированных атлетов подтверждает предположение о том, что потребность в кислороде и факторы, ограничивающие производительность у тренированных и нетренированных людей, разные.

Другая возможная причина того, что процесс дыхания может ограничивать производительность атлета, это существующая «конкуренция» за кровоток между дыхательными мышцами (в основном диафрагмой) и скелетными мышцами (например, мышцы ног). Грубо говоря, диафрагма может «оттягивать» на себя часть крови, которая не попадает из-за этого в мышцы ног. Из-за такого соперничества, усталость диафрагмы может произойти при уровне интенсивности выше 80% от VO2max (15). Другими словами, при условно-средней интенсивности бега, диафрагма может «устать» и работать менее эффективно, что приводит к обеднению организма кислородом (поскольку диафрагма отвечает за вдох, при усталости диафрагмы его эффективность снижается, и лёгкие начинаю работать хуже). В проведённом обзоре Sheel и соавторы показали, что после включения в тренировочный цикл специальных дыхательных упражнений, атлеты показали улучшение производительности (16). Эту гипотезу подтвердило исследование, проведённое на велосипедистах, когда во время 20- и 40-километровых отрезков у спортсменов развивалась глобальная усталость мышц вдоха (17). После тренировки дыхательных мышц у атлетов было обнаружено улучшение производительности на 20- и 40-километровых отрезках на 3,8% и 4,6%, соответственно, а также уменьшение усталости дыхательных мышц после отрезков.

Таким образом, дыхательные мышцы влияют на VO2max, причём степень этого влияния зависит от уровня тренированности. Для атлетов более высокого уровня важными ограничивающими факторами будут утомление дыхательных мышц и гипоксемия (недостаток кислорода), вызванная физической активностью. В связи с этим, хорошо тренированные спортсмены должны использовать дыхательную тренировку, тогда как бегуны начального уровня, скорее всего, не получат от неё такого же эффекта.

Самым простым способом тренировки дыхательных мышц, применяющимся и в клиниках, является выдох через неплотно сжатые губы. Необходимо почувствовать, что выдыхаешь всей диафрагмой, начать с медленных и глубоких вдоха и выдоха, постепенно наращивая скорость выдоха.

ТРАНСПОРТ КИСЛОРОДА

Со времён первых экспериментов A.V. Hill по измерению VO2max, транспорт кислорода всегда считался главным ограничивающим фактором для показателя VO2max (18). Было подсчитано, что транспорт кислорода (то есть весь путь от поступления кислорода в кровь до его поглощения мышцами) влияет на VO2max примерно на 70-75% (19). Одним из важных компонентов транспорта кислорода является его доставка к органам и тканям, которая также подвержена влиянию большого количества факторов.

Адаптация сердечно-сосудистой системы
Сердечный выброс (СВ) — это количество крови, выбрасываемой сердцем в минуту, он также считается важным фактором, ограничивающим VO2max. Сердечный выброс зависит от двух факторов: частоты сердечных сокращений (ЧСС) и ударного объёма (УО). Следовательно, для увеличения максимального СВ, один из этих факторов должен быть изменён. Максимальная ЧСС не меняется под влиянием тренировок на выносливость, тогда как УО у спортсменов повышается как в состоянии покоя, так и при выполнении работы любой интенсивности. Повышение УО происходит за счёт увеличения размеров и сократимости сердца (20). Эти изменения в сердце вызывают улучшение способности быстро заполнять камеры сердца. Согласно закону Франка-Старлинга, при увеличении растяжения камеры сердца перед сокращением, само сокращение будет более сильным. Для аналогии можно представить себе полоску резины, которую растягивают. Сильнее растяжение — быстрее сокращение. Это означает, что заполнение камер сердца у атлетов вызовет более быстрое сокращение сердца, а значит, приведёт к увеличению ударного объёма. В дополнение к этому, у бегунов на длинные дистанции появляется способность быстро заполнять камеры сердца при высокой интенсивности нагрузки. Это достаточно важное физиологическое изменение, поскольку в норме при увеличении частоты сердечных сокращений остаётся меньше времени на заполнение камер сердца.

Гемоглобин
Другим важным фактором в транспорте кислорода является способность крови переносить кислород. Эта способность зависит от массы красных кровяных телец, эритроцитов, а также концентрации гемоглобина, который служит основным переносчиком кислорода в организме.

Повышение гемоглобина должно улучшить производительность благодаря повышению транспорта кислорода к мышцам. Исследования чётко показывают эту взаимосвязь, изучая, как снижение уровня гемоглобина повлияет на производительность (21). Например, снижение уровня гемоглобина при анемии приводит к снижению VO2max (22). Так, в одном из исследований после снижения уровня гемоглобина наблюдалось снижение VO2max, гематокрита и выносливости. Однако после двух недель было отмечено восстановление начального значения VO2max, а гемоглобин и выносливость оставались сниженными (23). Факт сохранения нормальных значений VO2max при низком уровне гемоглобина поднимает ряд вопросов и демонстрирует обширные адаптационные возможности организма, напоминая о том, что существует огромное количество способов оптимизировать доставку кислорода для повышения VO2max. Кроме того, возвращение VO2max, но не выносливости, к нормальным показателям, может говорить о том, что VO2max и выносливость не являются синонимами.

На другом конце спектра исследования искусственно повышался уровень гемоглобина. Эти работы показали повышение как VO2max, так и производительности (24). Одиннадцать элитных бегунов, включенных в одно из исследований, продемонстрировали значительное удлинение времени до момента наступления истощения и VO2max после переливания крови и повышения уровня гемоглобина со 157 г/л до 167 г/л (25). В исследовании с кровяным допингом, который приводит к искусственному повышению гемоглобина, отмечалось улучшение VO2max на 4–9% (Gledhill 1982). Соединённые воедино, все вышеперечисленные факты свидетельствуют о том, что уровень гемоглобина оказывает значимое влияние на VO2max.

Объём крови
С повышением гемоглобина кровь становится более вязкой, поскольку большая часть крови содержит эритроциты, а не плазму. При повышении количества эритроцитов увеличивается вязкость и растёт такой показатель, как гематокрит. Для аналоги представьте себе, как текут по трубам одного и того же диаметра вода (это аналог крови с нормальным гемоглобином и гематокритом) и кисель (гемоглобин и гематокрит повышен).

Гематокрит определяет отношение между эритроцитами и плазмой. При высокой вязкости крови кровоток замедляется, затрудняя, а иногда и полностью прекращая доставку кислорода и нутриентов к органам и тканям. Причина — кровь с высокой вязкостью очень «лениво» течёт, а в самые маленькие сосуды (капилляры) может и не попасть, попросту закупоривая их. Следовательно, чересчур высокий гематокрит может потенциально снизить производительность через нарушение доставки кислорода и нутриентов к тканям.

При тренировках на выносливость нормальной ситуацией является повышение как объёма крови, так и гематокрита с гемоглобином, причём увеличение объёма крови может доходить до 10% (26). В медицине достаточно много раз менялась концепция так называемого оптимального гематокрита, и до сих пор не утихают споры, какой же уровень этого показателя считать оптимальным. Очевидно, что однозначного ответа на этот вопрос не существует, и для каждого атлета уровень гематокрита, при котором достигается максимальная выносливость и работоспособность, можно считать оптимальным. Однако необходимо помнить, что высокий гематокрит — это не всегда хорошо.

Атлеты, использующие запрещённые препараты, например, эритропоэтин (ЭПО) для искусственного повышения уровня эритроцитов, будут отличаться очень хорошей выносливостью и работоспособностью. Обратной стороной медали при этом может являться опасно высокий уровень гематокрита, а также повышение вязкости крови (27). С другой стороны, есть атлеты с хорошей выносливостью, которые бегают с низким уровнем гематокрита и гемоглобина, что в обычной жизни может быть признаком анемии. Вполне возможно, что подобные изменения являются ответом на высотную адаптацию спортсменов.

Адаптация к высокогорью может быть трёх разных видов (28):
— Эфиопия — поддержание баланса между насыщением крови и гемоглобином.
— Анды — повышение уровня эритроцитов со снижением насыщения крови кислородом.
— Тибет — нормальная концентрация гемоглобина со снижением насыщения крови кислородом.

Несколько вариантов адаптации говорят о том, что существует несколько способов оптимизировать показатели крови.

Ответа на вопрос, у какого же из вариантов (низкий или высокий гематокрит) в спорте лучше показатель доставки кислорода, до сих пор нет. Скорее всего, как бы банально это ни звучало, ситуация с каждым из атлетов индивидуальная.

Важнейшим параметром, играющим роль во время бега, является так называемое шунтирование крови. Этот механизм полезен, когда мышцам необходимо больше крови и кислорода с нутриентами. Если в покое скелетная мускулатура получает только 15–20% от общего объёма крови, то при интенсивной физической нагрузке примерно 80–85% от общего объёма крови идут к мышцам. Процесс регулируется расслаблением и сокращением артерий. Кроме того, при тренировках на выносливость повышается плотность капилляров, по которым все необходимые вещества поступают в кровь. Доказано также, что плотность капилляров напрямую связана с VO2max (29).

УТИЛИЗАЦИЯ КИСЛОРОДА

Как только кислород поступил к мышцам, он должен быть утилизирован. За утилизацию кислорода отвечают «энергетические станции» наших клеток — митохондрии, в которых кислород используется для производства энергии. О том, как много кислорода поглотили мышцы, можно судить по «артериовенозной разнице», то есть разнице между содержанием кислорода в притекающей к мышце (артериальной) крови и содержанием кислорода в оттекающей от мышцы (венозной) крови. Другими словами, если притекает 100 единиц кислорода, а оттекает 40, тогда артериовенозная разница составит 60 единиц — именно столько усвоилось мышцами.

Артериовенозная разница не является фактором, ограничивающим величину VO2max, по ряду причин. Во-первых, эта разница достаточно схожа как у элитных бегунов, так и у непрофессионалов (30). Во-вторых, если посмотреть на артериовенозную разницу, то видно, что кислорода в вене остаётся очень немного. Содержание кислорода в крови, притекающей к мышцам примерно равняется 200 мл кислорода на 1 литр крови, а в оттекающей венозной крови кислорода содержится всего около 20–30 мл на литр крови (29). Интересно, что показатель артериовенозной разницы может улучшаться в ходе тренировок, что означает большее поглощение кислорода мышцами. В нескольких исследованиях было показано увеличение показателя артериовенозной разницы примерно на 11% под влиянием систематических тренировок на выносливость (31). Учитывая все эти факты, можно сказать, что хотя артериовенозная разница не является ограничивающим VO2max фактором, но во время тренировок на выносливость происходят важные и полезные изменения данного показателя, свидетельствующие о большем поглощении кислорода мышцами.

Кислород заканчивает свой длинный путь в митохондриях клетки. Митохондрии скелетной мускулатуры — это место выработки аэробной энергии. В самих митохондриях кислород участвует в цепи переноса электронов, или дыхательной цепи. Таким образом, количество митохондрий играет важную роль в генерации энергии. В теории, чем больше митохондрий, тем больше кислорода может утилизироваться в мышцах. Исследования показали, что количество митохондриальных ферментов увеличивается при тренировках, однако рост VO2max при этом небольшой. Роль митохондриальных ферментов заключается в усилении реакции в митохондриях для значительного увеличения продукции энергии. В одном исследовании, изучавшем изменения во время и после прекращения тренировок, мощность митохондрий увеличивалась на 30% в ходе тренировок, тогда как VO2max повышался всего на 19%. Однако, после прекращения тренировок показатель VO2max сохранялся дольше, чем мощность митохондрий (32).

ВЫВОДЫ:

1) Показатель VO2max характеризует максимальное количество используемого кислорода.
2) VO2max используется для количественного описания ёмкости аэробной системы.
3) Для практических целей измерение VO2max имеет небольшое значение, однако развитие способности более эффективно потреблять и утилизировать кислород влияет на производительность бегуна.
4) При повышении скорости бега мышцы потребляют кислород с более высокой скоростью.
5) Для показателя VO2max есть конечная точка роста, после чего он выходит на плато, или равновесное состояние.
6) Сам процесс дыхания значимо влияет на VO2max.
7) Дыхательные мышцы влияют на VO2max, причём степень этого влияния зависит от уровня тренированности.
8) Максимальная частота сердечных сокращений не меняется под влиянием тренировок на выносливость, тогда как ударный объём у спортсменов повышается как в состоянии покоя, так и при выполнении работы любой интенсивности.
9) Уровень гемоглобина оказывает значимое влияние на VO2max.
10) Чересчур высокий гематокрит может потенциально снизить производительность через нарушение доставки кислорода и нутриентов к тканям.

Источник

• ← в каком году родится ребенок нумерология
• сервера на майнкрафт alpha →