Тест для определения анаэробного порога (АнП)

Материал взят из книги Джо Фрила 

«Библия велосипедиста»

Спортсменам на выносливость необходимо тренировать способность своего организма поддерживать высокий уровень интенсивности и скорости на протяжении всей дистанции соревнований, чтобы проходить ее настолько жестко и настолько быстро, насколько это возможно. На короткой гонке мы способны поддерживать более высокий темп, чем на длиной - почему? Многое в ответе на этот вопрос связано с анаэробным порогом (или АнП). Организм человека может поддерживать скорость выше АнП не более часа, после чего кумулятивный эффект высокого уровня лактата начинает ухудшать работоспособность. Чем короче гонка, тем больше лактата может быть накоплено в организме.

Таким образом, для поддержания высокой скорости в соревнованиях на выносливость, особенно тех, что длятся более часа, важно иметь высокий АнП. Для того, чтобы повысить АнП, необходимо тренироваться по ЧСС на уровне или чуть ниже АнП.  ПАНО -  порог  анаэробного обмена.

Тест.

Задача: Оценить величину анаэробного порога и использовать данный уровень интенсивности, а также субъективное восприятие нагрузки и темп, соответствующие уровню, в тренировках.
Необходимое оборудование: 

Монитор сердечного ритма, журнал для записи данных – пройденной дистанции, времени, средней ЧСС во время нагрузки, субъективные ощущения во время нагрузки (по шкале от 1 до 10, где 10 – максимальное усилие).
Выполнение: 

Выберите место и метод тестирования.
Бег – 5-10 км.
Велосипед – 25-40 км.
Перед началом теста разомнитесь в течение 15 минут с умеренной интенсивностью.
Пройдите дистанцию с максимальной скоростью, которую можете поддерживать без потери темпа (это самая трудновыполнимая задача в тесте). Если чувствуете, что замедляетесь, значит; вы начали в темпе, который превышает ваш АнП.

Прекратите тест и повторите его на следующей неделе, начав в более низком темпе.

Засеките время прохождения дистанции.

После 5-ти мин работы ЧСС должна стабилизироваться. ЧСС, которой вы достигнете через 5 мин и которую сможете поддержать в течение всей оставшейся дистанции будет являться ЧСС на уровне АнП.
Сделайте 15-ти минутную разминку после теста.
Большинство тренировок в «четвертой зоне» лучше проводить на пульсе на 5-10 ударов ниже АнП. Преждевременные высокоинтенсивные тренировки, вероятнее всего, приведут к раннему пику формы, либо вовсе его не достижению.

Еще один метод по определению максимального пульса.

Перед тестом сделайте разминку продолжительностью не менее 20 минут и хорошо растянитесь. От вас требуется хорошая скорость и мотивация при выполнении нагрузки. Используйте пульсометр, который обеспечит точность и легкость измерения ЧСС. При использовании монитора вы сможете в ходе теста определить свой анаэробный порог, если зафиксируете ЧСС в тот момент, когда почувствуете явную нехватку кислорода.

Не выполняйте нижеприведенные тесты, если вам больше 35 лет, если вы не проходили медицинское обследование с нагрузочным тестом или если вы находитесь в плохой форме.

Бег: беговой тест заключается в пробегании 1,6 км дистанции по равнинной трассе или атлетической дорожке с максимально возможной скоростью. Последнюю четверть дистанции необходимо пробежать изо всех сил. Засеките время бега. На него вы сможете потом ориентироваться процессе дальнейшей подготовки. На финише остановитесь, и сразу же подсчитайте пульс. Это будет ваша ЧСС max.
Велосипед: Велотест включает педалирование на велотренажере или велоргометре (лучше использовать свой велосипед) с максимально возможной скоростью в течение 5 минут. Последние 30 с теста необходимо педалировать изо всех сил, затем остановиться и немедленно подсчитать пульс. Полученное значение будет являться вашей ЧСС max.

Узнав ЧСС max и ЧCC в покое можно приступить к расчету уровней интенсивности (тренировочных зон). 

Метод, который Р. Слимейкера и Р. Браунинга.

Для начала надо найти Резерв ЧСС по формуле: ЧСС max – ЧСС в покое. А затем полученное число умножаем:
1 уровень – 0,60-0,70
2 уровень – 0,71-0,75
3 уровень – 0,76-0,80
4 уровень – 0,81-0,90
5 уровень – 0,91-1,00

ЛДГ или лактатдегидрогеназа, лактат – фермент, участвующий в процессе окисления глюкозы и образовании молочной кислоты. Лактат (соль молочной кислоты) образуется в клетках в процессе дыхания. ЛДГ содержится почти во всех органах и тканях человека, особенно много его в мышцах.
При полноценном снабжении кислородом лактат в крови не накапливается, а разрушается до нейтральных продуктов и выводится. В условиях гипоксии (недостатка кислорода) накапливается, вызывает чувство мышечной усталости, нарушает процесс тканевого дыхания. Анализ биохимии крови на ЛДГ проводят для диагностики заболеваний миокарда (сердечной мышцы), печени, опухолевых заболеваний.

При выполнении ступенчатого теста имеет место явление, которое принято называть аэробным порогом (АэП). Появление АэП свидетельствует о рекрутировании всех ОМВ (окислительные мышечные волокна). По величине внешнего сопротивления можно судить о силе ММВ, которую они могут проявить при ресинтезе АТФ и КрФ за счет окислительного фосфорилирования.

Дальнейшее увеличение мощности требует рекрутирования более высокопороговых двигательных единиц (МВ), это усиливает процессы анаэробного гликолиза, больше выходит лактата и ионов Н в кровь. При попадании лактата в ОМВ он превращается обратно в пируват с помощью фермента лактатдегидрогиназа по сердечному типу (ЛДГ Н). Однако мощность митохондриальной системы ОМВ имеет предел. Поэтому сначала наступает предельное динамическое равновесие между образованием лактата и его потреблением в ОМВ и ПМВ, а затем равновесие нарушается, и некомпенсируемые метаболиты — лактат, Н, СО2 — вызывают резкую интенсификацию физиологических функций. Дыхание один из наиболее чувствительных процессов, реагирует очень активно. Кровь при прохождении легких в зависимости от фаз дыхательного цикла должна иметь разное парциальное напряжение СО2. «Порция» артериальной крови с повышенным содержанием СО2 достигает хеморецепторов и непосредственно модулярных химочувствительных структур ЦНС, что и вызывает интенсификацию дыхания. В итоге СО2 начинает вымываться из крови так, что в результате средняя концентрация углекислого газа в крови начинает снижаться. При достижении мощности, соответствующей АнП, скорость выхода лактата из работающих гликолитических МВ сравнивается со скоростью его окисления в ОМВ. В этот момент субстратом окисления в ОМВ становятся только углеводы (лактат ингибирует окисление жиров), часть из них составляет гликоген ОМВ, другую часть — лактат, образовавшийся в гликолитических МВ. Использование углеводов в качестве субстратов окисления обеспечивает максимальную скорость образования энергии (АТФ) в митохондриях ОМВ. Следовательно, потребление кислорода или (и) мощность на анаэробном пороге (АнП) характеризует максимальный окислительный потенциал (мощность) ОМВ.

Дальнейший рост внешней мощности делает необходимым вовлечение все более высокопороговых ДЕ, иннервирующих гликолитические МВ. Динамическое равновесие нарушается, продукция Н, лактата начинает превышать скорость их устранения. Это сопровождается дальнейшим увеличением легочной вентиляции, ЧСС и потребления кислорода. После АнП потребление кислорода в основном связано с работой дыхательных мышц и миокарда. При достижении предельных величин легочной вентиляции и ЧСС или при локальном утомлении мышц потребление кислорода стабилизируется, а затем начинает уменьшаться. В этот момент фиксируют МПК.

Изменение потребления кислорода (VO2) и увеличение концентрации лактата в крови при постепенном увеличении скорости бега.

На графике изменения лактата (La) можно найти момент начала рекрутирования гликолитических мышечных волокон. Он получил название — аэробный порог (AeT). Затем, при достижении концентрации лактата 4 мМ/л или при обнаружении резкого ускорения накопления лактата находят анаэробный порог (AnT) или момент предельного динамического равновесия между продукцией лактата частью гликолитических мышечных волокон и потреблением его в окислительных мышечных волокнах, сердце и дыхательных мышцах. В этот же момент интенсифицируется дыхание и выделение углекислого газа. Концентрация норадреналина (NAd) изменяется с ростом напряженности выполнения физического упражнения, с ростом психического напряжения. Ve — легочная вентиляция (л/мин), HR — частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), MaeC — максимальное потребление кислорода.

Таким образом, МПК есть сумма величин потребления кислорода окислительными МВ тестируемых мышц, дыхательными мышцами и миокардом.

Энергообеспечение мышечной активности в упражнениях длительностью более 60 секунд в основном идет за счет запасов гликогена в мышце и в печени. Однако продолжительность выполнения упражнений с мощностью от 90 % максимальной аэробной мощности (МАМ) до мощности АнП не связана с исчерпанием запасов гликогена. Только в случае выполнения упражнения с мощностью АнП отказ от поддержания заданной мощности возникает в связи с исчерпанием в мышце запасов гликогена.

Таким образом, для оценки запасов в мышцах гликогена необходимо определить мощность АнП и выполнять такое упражнение до предела. По длительности поддержания мощности АнП можно судить о запасах гликогена в мышцах.

Увеличение мощности АнП, иначе говоря, рост митохондриальной массы ММВ, приводит к адаптационным процессам увеличению количества капилляров и их плотности (последнее вызывает увеличение транзитного времени крови). Это дает основание к предположению, что увеличение мощности АнП одновременно говорит о росте как массы ОМВ, так и степени капилляризации ОМВ.

Прямые показатели функционального состояния спортсменов.

Функциональное состояние спортсмена определяется морфологической и (или) функциональной адаптацией систем организма для выполнения основного соревновательного упражнения. Самые заметные изменения происходят в таких системах организма, как сердечнососудистая, дыхательная, мышечная (опорно-двигательный аппарат), эндокринная, иммунная.

Производительность мышечной системы зависит от следующих параметров. Мышечная композиция по типу мышечного сокращения (процент быстрых и медленных мышечных волокон), которая определяется активностью фермента АТФ-аза. Процент этих волокон генетически детерминирован, т.е. в процессе тренировки не меняется. К изменяемым показателям относятся количество митохондрий и миофибрилл в окислительных, промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, различающихся между собой плотностью митохондрий около миофибрилл и активностью ферментов митохондрий сукцинатдегидргеназы и лактатдегидргеназы по мышечному и сердечному типу; структурные параметры эндоплазматической сети; количество лизосом, количество субстратов окисления в мышцах: гликогена, жирных кислот в скелетных мышцах, гликогена в печени.

Доставка кислорода к мышцам и выведение продуктов обмена определяется минутным объемом крови и количеством гемоглобина в крови, который определяет способность переносить кислород определенным объемом крови. Минутный объем крови рассчитывается как произведение текущего ударного объема сердца на текущую частоту сердечных сокращений. Максимальная ЧСС по литературным данным и нашим исследованиям, лимитирована определенным количеством ударов в минуту, порядка  190—200, после чего общая производительность сердечнососудистой системы резко снижается (уменьшается минутный объем крови) из-за возникновения такого эффекта как дефект диастолы, при котором происходит резкое снижение ударного объема крови. Из этого следует, что изменение максимального ударного объема крови в прямой пропорциональности изменяет минутный объем крови. Ударный объем крови связан с размерами сердца и степенью дилатации левого желудочка и является производной двух составляющих — генетической и процесса адаптации к тренировкам. Увеличение ударного объема, как правило, наблюдается у спортсменов, специализирующихся в видах спорта, связанных с проявлением выносливости.

Производительность дыхательной системы определяется жизненной емкостью легких и плотностью капилляризации внутренней поверхности легких.

В процессе спортивной тренировки эндокринные железы претерпевают изменения, связанные, как правило, с увеличением их массы и синтеза большего количества гормонов, необходимых для адаптации к физическим нагрузкам (при правильной тренировке и системе восстановления). В следствие воздействия с помощью специальных физических упражнений на железы эндокринной системы и повышения синтеза гормонов, происходит воздействие на иммунную систему, тем самым улучшая иммунитет спортсмена.

---Янсен П. ЧСС, лактат и тренировки на выносливость. Пер. с англ.- Мурманск: Издательство «Тулома», 2006.- 160 с.

---Отчет по теме № 732а «Разработка информационных технологий описания биологических процессов у спортсменов»

---A. Seireg, A. Arvikar. The prediction of muscular load sharing and joint forces in the lower extremities during walking. // J. of Biomech., 1975. — 8. — P. 89 — 105.

---P. N. Sperryn, L. Restan. Podiatry and Sports Physician — An Evaluation of Orthoses // British Journal of Sports Medicine. — 1983. — Vol. 17. — No. 4. — P. 129 — 134.

---A. J. Van den Bogert, A. J. Van Soest. Optimisation of power production in cycling using direct dynamics simulations. // IV int. Sym. Biom., 1993.

Метаболическая система снабжает мышцы топливом в виде углеводов, жиров и белков. В мышцах источники топлива превращаются в более полезную с точки зрения энергии форму, именуемую аденозинтрифосфат (АТФ). Этот процесс может происходить как в аэробной, так и в анаэробной форме.

Аэробное производство энергии возникает при легком и ненапряженном катании. Основным источником энергии здесь служат жиры. В процессе принимает участие кислород, необходимый для преобразования топлива в АТФ. Чем медленнее вы ездите, тем больше жиров расходует организм и больше углеводов накапливается в мышцах. По мере ускорения темпа организм постепенно отказывается от жиров и переходит к углеводам как основному источнику энергии. При напряженных усилиях организму начинает требоваться больше кислорода, чем он получает при обычном катании, вследствие чего АТФ начинает производиться в анаэробной форме (то есть буквально «без участия кислорода»).

Анаэробные упражнения связаны с углеводами как основным источником топлива. По мере превращения углеводов в АТФ в мускулы попадает и побочный продукт, называемый молочной кислотой. Это приводит к возникновению наверняка знакомого вам по напряженным упражнениям ощущения жжения и тяжести в конечностях. По мере того как молочная кислота просачивается из мышечных клеток в кровоток, от нее отделяется молекула водорода, вследствие чего кислота преобразуется в лактат. Лактат накапливается в крови, и его уровень можно измерить с помощью пробы из пальца или мочки уха. Молочная кислота производится организмом всегда.

Порог анаэробного обмена — это показатель представляет собой уровень напряжения, при котором обмен веществ, или метаболизм, переходит из аэробной формы в анаэробную. Вследствие этого лактат начинает производиться так быстро, что организм оказывается не в состоянии эффективно от него избавиться. Если я (автор ДЖО ФРИЛ — «Библия велосипедиста») буду медленно наливать воду в картонный стакан с отверстием в дне, она будет выливаться так же быстро, как я ее наливаю. Именно это происходит с лактатом в нашем организме при низком уровне напряжения. Если же я буду наливать воду быстрее, то она начнет накапливаться в стакане, невзирая на то, что какая-то ее часть будет, как и прежде, выливаться. Именно этот момент и является аналогией ПАНО, возникающего при более высоком уровне напряжения. ПАНО — крайне важный показатель.

Спортсмены целесообразно научиться тому, как можно грубо оценить уровень своего ПАНО в полевых условиях. Для этого ему следует контролировать свой уровень напряжения и отслеживать момент возникновения жжения в ногах.

Ступенчатый тест на велосипедном тренажере

Тест:

+Провести разминку 5-10 минут

+В течение всего теста вы должны поддерживать заранее заданный уровень мощности или скорости. Начните с уровня 24 км в час или 100 ватт и повышайте каждую минуту скорость на 1,5 км в час или мощность на 20 ватт до тех пор, пока вам хватает сил. Оставайтесь в седле на протяжении всего теста. Переключать передачи можете в любое время.

+По окончании каждой минуты сообщайте ассистенту (или запоминайте сами, или диктуйте на диктофон) показатель вашего напряжения, определяя его с помощью шкалы Борга (предварительно разместив ее в удобном месте).

+По истечении каждой минуты записывается уровень выходной мощности, показатель напряжения и величину ЧСС. После чего повышается мощность на новый уровень.

+Ассистент (или вы сами) внимательно наблюдает за вашим дыханием и отмечает момент, в который оно становится стесненным. Этот момент обозначается аббревиатурой VT (вентиляторный порог).

+Продолжайте упражнение до тех, пока вы можете выдерживать заданный уровень мощности на протяжении хотя бы 15 секунд.

+Полученные по итогам теста данные будут выглядеть примерно так.

6 — 7 = Чрезвычайно легкое
8 — 9 = Очень легкое
10 — 11 = Сравнительно легкое
12 — 13 = Отчасти тяжелое
14 — 15 = Тяжелое
16 — 17 = Очень тяжелое
18 — 20 = Чрезвычайно тяжелое

Тестирование критической мощности

Проведите пять индивидуальных гонок на время, желательно в течение нескольких дней.
- 12 секунд
- 1 минута
- 6 минут
- 12 минут
- 30 минут

В ходе каждого теста вы должны прилагать максимум усилий на всем протяжении. Не исключено, что для определения правильного темпа потребуется предпринять две или три попытки на протяжении нескольких дней или даже недель.

Расчеты для большей продолжительности – в 60, 90 и 180 минут – могу быть произведены с помощью графика путем продления вправо прямой, проведенной через точки КМ12 и КМ30, и отметки на ней нужных точек.

Вы можете также оценить значения для этих дополнительных данных с помощью простых математических вычислений. Для расчета мощности 60-минутного интервала отнимите 5% от величины мощности для 30-минутного интервала. Для примерного расчета мощности 90-минутного интервала отнимите 2,5% от показателя мощности для 60-минутного интервала. Если же вы отнимите 5% от показателя мощности для 90-минутного интервала, то получите мощность для 180-минутного интервала.

Примерная схема прилагается (у каждого свои показатели)

График Тестирования критической мощности

Материал взят из книги Джо Фрила 

«Библия велосипедиста»