Все наверняка слышали про такое понятие, как пульсовые зоны. Считается, например, что в среднем, для развития выносливости необходимо работать продолжительное время на пульсе до 140 ударов. До 115 ударов – разминаться, а до 170 – выполнять интервальные тренировки. При беге в аэробной зоне нам хватает вдыхаемого кислорода для обслуживания наших мышц. То есть в аэробной зоне мы можем бежать долго.
Возникающий в мышцах лактат успевает расщепляться, но стоит нам прибавить немного нагрузки и сразу появится чувство боли в мышцах
Так где находится эта зона-порог с максимальной эффективностью и минимальными потерями, ведь стоит нам чуть добавить нагрузки и сразу же молочная кислота , скопившаяся в мышцах, выйдет в кровь и существенно понизит эффективность тренировки.
Как организм работает при нагрузке
Чтобы понять, что такое порог анаэробного метаболизма, нужно сначала разобраться, что такое анаэробный метаболизм. Анаэробный обмен - это создание энергии путем сжигания углеводов в отсутствие кислорода. Этот процесс также известен как гликолиз, при котором глюкоза разлагается на простые соединения: лактат и пируват.
Физическую деятельность организма можно условно разделить на аэробную и анаэробную.
Какой из этих двух видов выработки энергии является более актуальным, зависит от интенсивности нагрузки. По большей части всегда рассматривается аэробная деятельность: ходьба, бег, плавание и т.д .
При этих видах деятельности энергия получается путем расщепления жиров и углеводов в присутствии кислорода (аэробные условия) в митохондриях (цикл Кребса или цикл лимонной кислоты). Энергия для тренировок низкой и средней интенсивности получается за счет аэробного метаболизма.
В состоянии покоя 70% энергии получается из жирового обмена, а 30% - из углеводов.
При аэробной активности организм получает большую часть энергии за счет бета-окисления жира в митохондриях. С увеличением интенсивности аэробной активности увеличивается потребление жира. Наибольшее потребление происходит при интенсивности 60-70% VO2 max (максимальное потребление кислорода).
При увеличении интенсивности более 85% от VO2 max роль жира как источника энергии становится минимальной. Резервы глюкозы достаточны для максимальной аэробной активности от 60 до 90 минут, а жировые запасы огромны.
В качестве конечного продукта этих реакций, помимо высвобождаемой энергии, образуются вода и диоксид углерода. Ph (уровень кислотности) в организме существенно не меняется. Даже при аэробных нагрузках концентрация лактата увеличивается, потому что некоторые мышечные волокна работают анаэробно. Концентрация лактата в крови в состоянии покоя составляет 1-2 ммоль / л, а при аэробных нагрузках - до 4 ммоль / л. Молочная кислота разрушается в мышечных волокнах (скелетных мышцах и сердце) и печени, и существует баланс между созданием и разрушением.
Анаэробный гликолиз - работа под нагрузкой
Если организм существенно нагружается, ему нужно больше энергии и, следовательно, увеличивается потребление кислорода. Максимальное потребление кислорода (максимальная аэробная нагрузка) называется V02 max и увеличивается до некоторого предела. Это зависит от способности легких, сердечной функции, способности связывать и транспортировать кислород, метаболической способности клеток, в которых используется кислород.
Анаэробный метаболизм обеспечивает быструю энергию, то есть расщепление глюкозы в цитозоле без присутствия кислорода (в анаэробных условиях). Эта форма производства энергии активируется, когда необходимо обеспечить быструю энергию, но таким образом получается меньше энергии, например, из одной молекулы глюкозы 38 молекул АТФ получается при аэробном метаболизме и только 2 молекулы АТФ при анаэробном метаболизме.
Активность, которую можно назвать анаэробной, - это теннис, гребля, бег, футбол, гандбол и т.д. В результате анаэробного метаболизма образуется большое количество молочной кислоты, которая накапливается в мышцах и крови и вызывает усталость. Когда значение рН в мышцах падает ниже 6,9, мышечная активность блокируется.
Анаэробный порог составляет 50-90% макс. VO2, а концентрация лактата составляет 4 ммоль / л или выше. Когда выработка лактата больше, чем выведение, порог лактата будет превышен. Порог лактата у нетренированных составляет 50-60% макс. VO2 и у тренированных 90% макс.
Далее происходит разложение скопившегося лактата.
Большая часть идет в пируват, который в цикле Кребса разлагается на кислород и углекислый газ. Небольшая часть лактата превращается в гликоген и белки, а часть выводится с мочой и потом. Скорость расщепления молочной кислоты зависит от аэробных способностей (количество митохондрий, концентрация ферментов) и мышечного кровотока.
Аэробный порог составляет 50% макс. VO2 и 60% макс. ЧСС (максимальная частота сердечных сокращений) у обычного спорстмена.
Если VO2 max достигнут, а на организм продолжает увеличиваться интенсивность нагрузки, то организм вступает в анаэробный метаболизм. Вот тут мы и подобрались до понятия «анаэробный обмен», о котором можно наиболее понятно рассказать, используя спортивные примеры.
Порог анаэробного обмена - это интенсивность физической нагрузки, при которой молочная кислота начинает накапливаться в кровотоке. Это означает, что молочная кислота вырабатывается быстрее, чем метаболизм может удалить ее. Этот порог и называют анаэробным порогом.
Когда интенсивность нагрузки падает ниже порога, молочная кислота удаляется из мышц, и не накапливается (не возникает «воспаление» мышц). Анаэробный порог является важным механизмом для определения интенсивности физнагрузки, в частности, в спорте (бег, марафон, кросс-кантри, езда на велосипеде, плавание и т. д.). Однако это значение можно улучшить путем тренировок.
Порог анаэробного окисления и контроль этой зоны
Анаэробный порог составляет примерно от 90 до 95% от максимального импульса (макс. ЧСС). Постоянная тренировка повышает способность организма временно расширять этот порог, а затем восстанавливаться (уменьшая содержание лактата в крови), продолжая при этом выполнять физическую активность ниже порога.
Если говорить о максимальной активности, то ее можно установить. Максимальная нагрузка или максимальная активность определяется, когда выполняются 2 из 4 условий, а именно:
- ЧСС максимальна, то есть приблизительно 220.
- Максимальное потребление кислорода было достигнуто, даже если нагрузка все еще увеличивается.
- Выдыхается больше углекислого газа, чем вдыхается кислорода.
- Чувство истощения.
Конечным продуктом аэробного и анаэробного метаболизма является производство АТФ (аденозинтрифосфата), который является единственным источником энергии в клетках.
АТФ образуется в результате метаболизма жира, сахара и белка (белки могут служить источником энергии при голодании).
АТФ потребляется в мышечных клетках в течение 1-2 секунд после максимальной физактивности.
Когда запасы АТФ истощаются, самый быстрый способ создать энергию - это анаэробный распад глюкозы. Запасы гликогена в организме составляют от 200 до 450 г в мышцах и от 50 до 100 г в печени.
Чтобы израсходовать общую анаэробную гликолитическую емкость, требуется максимальная активность 40-60 секунд, что соответствует, например, спринту на дистанции 400 м. Или если мы делаем 12 повторений с массой, соответствующей 60% RM, и последующим отдыхом в 1 мин, задействуется гликолитическая система.
Энергия восстанавливается в митохондриях в присутствии кислорода. Например, после забега на 800 м мы дышим быстро, и кислород, необходимый для этого восстановления, обеспечивается анаэробным механизмом.
Активность высокой интенсивности требует системы ATP-CP* и гликолитической системы. Когда запасы гликогена расходуются и уровень сахара в крови понижается, выделяются гормоны - катехоламины (адреналин и норадреналин) и глюкокортикоиды надпочечников. Под их влиянием происходит расщепление жиров и белков, а из продуктов расщепления, таких как молочная кислота, глицерин и глюкогенные аминокислоты (аланин и глютамин), глюкоза образуется в печени путем глюконеогенеза.
АТС-СР (АТФ и КФ) (фосфагенная система) 0 является важным и необходимым источником энергии для сокращения мышц, особенно при экстремально высоких физических нагрузках, для которых необходимо большое количество энергии за малое время
В качестве резервного источника энергии, КФ (креатинфосфат) распадается на креатин и фосфат. Последний связывается с AДФ и, таким образом, восстанавливает АТФ без потребления кислорода. Запас креатин фосфата увеличивает максимальную продолжительность работы на 5-10 секунд (например, спринт до 40-80м). C и P CP восстанавливается, и этот процесс реализуется в присутствии кислорода. Время на восстановление половины резерва составляет 25 секунд. Полное восстановление СР возможно через 2-4 минуты.
Например, система ATP-CP истощается за 3 повторения, т.е. поднятие тяжестей на 90% Rm (максимальный повтор). Для восстановления этой системы требуется 3-минутный перерыв между подходами.
