Nowy rok to czas kiedy warto wprowadzić coś nowego. My zaczynamy nowy cykl artykułów przygotowanych przez dr. Szczepana Wiecha, który jest specjalistą zajmującym się badaniami wydolnościowymi sportowców, zarówno profesjonalistów jak i amatorów takich jak my.
Zapraszamy do lektury 🙂
W bieganiu jak i w każdej konkurencji sportowej pojawia się rywalizacja. Jest ona obecna chyba u większości z nas i niekoniecznie musi dotyczyć wyniku sportowego. Rywalizujemy bowiem z samym sobą chcąc wykonać założenia treningowe. Większość biegaczy amatorów i tych bardziej doświadczonych zastanawia się nad aspektami fizycznymi biegania. Zadajemy sobie pytania „dlaczego byliśmy gorsi, dlaczego nie mogę biec szybciej”.
Od czego więc zależą nasze możliwości wysiłkowe i wynik sportowy?
W fizjologii sportowej przyjęło się dzielić wydolność fizyczną na tzw. tlenową i beztlenową. Za wydolność beztlenową uważamy zdolność organizmu do wykonywania wysiłków krótkotrwałych o dużej mocy jak sprint, krótki podbieg, skoki, itp. Dla biegów powyżej 800 metrów zdecydowanie ważniejszą staje się wydolność tlenowa. Wszystko sprowadza się do poziomu poszczególnych włókien mięśniowych i szeregu procesów biochemicznych odpowiedzialnych za produkcję energii potrzebnej do skurczu mięśni. W dużym uproszczeniu, jeśli wysiłek ma dużą intensywność i jest krótkotrwały zapotrzebowanie na energię jest bardzo duże i wówczas uruchamiane są procesy beztlenowe (energia powstaje bez udziału tlenu). Minusem tych reakcji jest wytwarzanie dużej ilości jonów wodorowych H+, które powodują obniżanie pH komórkowego (zakwaszenie) prowadząc szybko do zmęczenia pracujących mięśni i układu nerwowego.
Jeśli jednak zapotrzebowanie na energię jest niższe gdyż intensywność wysiłku jest mniejsza, energia czerpana jest w przewadze z metabolizmu tlenowego. Wydolność tlenową określamy na podstawie pomiaru maksymalnego minutowego poboru tlenu (VO2max). Im więcej tlenu możemy pobrać z otoczenia tym większy mamy potencjał. Oczywiście na najwyższym poziomie sportowym wartości VO2max nie gwarantują wygranej, ale istotnie korelują z wynikami sportowymi. Pobór tlenu zależy od intensywności wysiłku i rośnie praktycznie proporcjonalnie do jego intensywności. Jego maksymalne wartości osiągane są w końcowej fazie badania wydolnościowego, podobnie jak wartości maksymalne tętna. Wartości poboru tlenu wyraża się w litrach na minutę lub bardziej adekwatnie w mililitrach na kilogram masy ciała na minutę wysiłku (ml/kg/min). Każdy z nas ma określone limity w poborze tlenu. W sporcie wyczynowym najwyższe wartości osiągają przedstawiciele narciarstwa biegowego, kolarstwa i biegów długich. Rekordowe wartości zanotowano u jednego z norweskich biegaczy narciarskich i wynosiły 94 ml/kg/min. Wśród biegaczy długodystansowych i rekordzistów (tych zbadanych i udokumentowanych) warto przytoczyć Stevena Prefontain i jego 84,4 ml/kg/min, Davea Bedforda i osiągnięte przez niego 85 ml/kg/min oraz Josephat Machuka z 84,8 ml/kg/min i Kipchoge Keino z 82 ml/kg/min. Dla najlepszych kenijskich maratończyków, członków kadry narodowej średnie wartości wynosiły 79,9 ml/kg/min (na podstawie badań Saltin i wsp. 1995). Co ciekawe wartości te nie odbiegały od tych osiągniętych przez europejską elitę gdzie stwierdzono wartości na poziomie 79,2 ml/kg/min.
U przeciętnego nietrenującego kowalskiego w wieku 20-30 lat wartości poboru tlenu są dużo niższe i rzadko przekraczają 50 ml/kg/min. Są niemal o połowę niższe od tych obserwowanych u najlepszych na naszym globie. Z tego względu nie ma się co dziwić, że są wśród nas i tacy którzy mogą pokonać trasę maratonu ze średnim tempem poniżej 3 minut na kilometr! Osoby mające VO2max na poziomie 40-50 ml/kg/min pokonają ten dystans w tempie mniej więcej dwukrotnie wolniejszym 6 min/km.
Ekonomia biegu
Najogólniej mówiąc za ekonomię biegu uważamy zużycie energii na zaspokojenie określonej intensywności biegu. Podobnie jak samochód potrzebuje określoną ilość paliwa, aby przejechać z daną prędkością kilometr tak biegacz potrzebuje określoną ilość energii na pokonanie jednego kilometra dystansu w danym tempie. Naukowcy w większości są zgodni, że to właśnie ekonomia biegu (niski koszt fizjologiczny wysiłku) jest gwarancją sukcesu. U przeciętnie wytrenowanego mężczyzny koszt fizjologiczny wynosi około 180-200 mililitrów pobranego tlenu na kilogram masy ciała, aby pokonać dystans kilometra z prędkością 12 km/h. Dobrze wytrenowany zawodnik z poziom międzynarodowego potrzebuje już tylko 140-150 ml/kg/km biegu, ale z prędkością 16km/h! Dla przykładu podam, że rekordzista świata na jedną milę (Steve Scott) po okresie treningowym miał VO2max na poziomie 77,2 ml/kg/min a jego koszt biegu z prędkością 16 km/h wynosił jedynie 45,3 ml/kg/min. Tym samym odnosząc to do osób średnio wytrenowanych, u których wartości VO2max wynoszą około 45-50 ml/kg/min a biegną z prędkością 13-14 km/h, mamy olbrzymią różnicę właśnie w ekonomii biegu. Ekonomię biegu można zmieniać a monitorowanie tego wskaźnika daje bardzo ważne informacje o postępach treningowych. Wzrost kosztu fizjologicznego jest równoważny ze spadkiem ekonomii biegu i tym samym cofnięciem się w treningu, który nie koniecznie był właściwy.
[singlepic id=751 w=550 h=640 float=center]
[singlepic id=747 w=550 h=640 float=center]
Rycina 1. Koszt fizjologiczny biegu u wyczynowca (jeden z najlepszych polskich zawodników) i początkującego biegacza (trenujący 2 lata). U wyczynowca koszt przebiegnięcia jednego kilometra z daną prędkością biegu jest wyraźnie niższy niż u amatora.
Co wpływa na ekonomię biegu?
Przede wszystkim masa ciała i odpowiedni skład ciała. Niska masa ciała z odpowiednio niskim poziomem tkanki tłuszczowej wydatnie przekładają się na poprawę ekonomii biegu i tym samym wynik sportowy. Kolejnymi czynnikami jest oczywiście technika biegu i budowa ciała. Do tego dochodzi się latami a elementy właściwej techniki biegowej i jej poprawy muszą być nieodłącznym elementem planu treningowego. Są też ciekawe doniesienia naukowe potwierdzające pozytywny wpływ treningu pliometrycznego (ćwiczenia o charakterze skocznościowym o dużej mocy tzw. moc eksplozywna). Tego typu trening m.in. poprawia sprężystość tkanek a nie powoduje zbyt dużej hipertrofii mięśni (wzrostu ich masy). Niektóre z cech są uwarunkowane genetycznie jak budowa i wielkość stopy, elastyczność włókien kolagenowych, co ma wpływ na wielkość sił sprężynowania podczas biegu. W dużym stopniu ekonomia biegu warunkowana jest przez metabolizm mięśniowy. Dobrze wytrenowany biegacz ma w przewadze włókna z grupy tlenowych tzw. wolnokurczliwe-czerwone, również gęstość sieci kapilar mięśniowych czyli najmniejszych naczynek krwionośnych jest większa. Oczywiście każdy z nas może w genetycznie określony sposób zmieniać poprzez trening mięśnie i cały aparat ruchu. Najważniejsza jest tutaj systematyka i dobór odpowiednich bodźców treningowych.
Paliwo do pracy mięśni
Do pracy naszych mięśni możemy wykorzystywać kilka źródeł energetycznych. Ich finalnym produktem jest ATP, ale wejściowe substancje mogą pochodzić z rozpadu cukrów, tłuszczy lub białek. Mięśnie człowieka są trochę jak uniwersalny silnik samochodowy, który może spalać różnego rodzaju paliwo. Podobnie jak w silniku tak i w naszych włóknach mięśniowych ilości produkowanej energii będą zależały od rodzaju spalanego paliwa i jego kaloryczności. Najwydajniej będziemy pracować spalając cukry, czyli glukozę zmagazynowaną w mięśniach w formie ziaren glikogenu. Niestety ta energia wyczerpuje się dosyć szybko i już po około 2h intensywnego biegu zaczyna brakować cukrów do produkcji energii. Innym bardzo ważnym źródłem do pracy mięśni są kwasy tłuszczowe, których produkcja ma pewne ograniczenia wynikające z przemian metabolicznych wątroby. Zasoby tego paliwa są jednak bardzo duże. Minusem jest jednak to, że z kwasów tłuszczowych korzystamy, jeśli intensywność wysiłku jest raczej średnio-niska i zazwyczaj nie przekracza 50-60% VO2max.
Wraz z wytrenowaniem organizm jest w stanie czerpać coraz więcej energii z kwasów tłuszczowych, które u wyczynowców mają wyższy udział w produkcji energii niż u amatorów.
O tym, co aktualnie jest źródłem służącym do produkcji energii przez mitochondria wiemy na podstawie różnicy w zużyciu tlenu i produkcji dwutlenku węgla. W standardowym badaniu wydolnościowym możemy dokładnie ustalić, jakie tętno odpowiada najlepszemu zużyciu kwasów tłuszczowych i po przekroczeniu jakiej intensywności wysiłku paliwem do pracy mięśni są wyłącznie cukry.
[singlepic id=749 w=550 h=640 float=center]
[singlepic id=750 w=550 h=640 float=center]
Rycina 2. Zużycie kwasów tłuszczowych podczas wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności u wyczynowca i amatora. Wytrenowany biegacz zużywa tłuszcze nawet pzy prędkości biegu 16-17 km/h a początkujący biegacz jedynie przy prędkości biegu 9-10 km/h.
Już 9 i 10 stycznia będzie okazja na spotkanie się ze Szczepanem, który będzie w Poznaniu przeprowadzał badania wydolnościowe, na które serdecznie zapraszamy!!
[singlepic id=748 w=550 h=640 float=center]
Autorem art. jest:
dr. Szczepan Wiecha
Sportslab.pl
[singlepic id=705 w=220 h=240 float=left]