На нашем сайте - о концепции VO2max, дыхании в беге и том, как эту информацию может с пользой применить обычный бегун вроде нас с вами.

Бегуны всех уровней, от увлеченных любителей до профессионалов, ищут пути для повышения эффективности тренировок для улучшения результатов и новых рекордов.

Бег на длинные дистанции требует от спортсмена большого объема 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 остается 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 некоей «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 увлеченного бегом человека, показатель VO2max (или VDOT у Дэниелса) фактически определяет его талант или потенциал. Величина VO2max определяет максимальное потребление кислорода (МПК), и это один из наиболее часто используемых показателей для отслеживания прогресса в тренировках. Конечно, все мы слышали про невероятные цифры VO2max у многих профессиональных спортсменов: Lance Armstrong (84 мл/кг/мин), Steve Prefontaine (84,4 мл/кг/мин), Bjørn Dæhlie (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, которые различные этапы транспорта кислорода оказывают на VO2max.

Концепция VO2max

Термин «максимальное потребление кислорода» впервые был описан и использован Hill (5) и 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 путем вычитания количества выдохнутого кислорода из количества поглощенного 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:
VO2max= Q х (CaO2-CvO2),

где Q – сердечный выброс, CaO2 – содержание кислорода в артериальной крови, CvO2 - содержание кислорода в венозной крови.

Это уравнение принимает в расчет объем крови, перекачиваемый нашим сердцем (сердечный выброс = ударный объем х частота сердечных сокращений), а также разницу между уровнем кислорода в крови, притекающей в мышцы (CaO2 - содержание кислорода в артериальной крови) и уровнем кислорода в крови, оттекающей от мышц к сердцу и лёгким (CvO2 - содержание кислорода в венозной крови).

По сути, разница (CaO2-CvO2) представляет собой количество кислорода, поглощенного 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:

• Потребление кислорода

Поступление воздуха в лёгкие
- Движение по трахеобронхиальному дереву до альвеол и капилляров, где кислород поступает в кровь

• Транспорт кислорода

Сердечный выброс – кровь поступает к органам и тканям
- Концентрация гемоглобина
- Объем крови
- Капилляры, из которых кислород поступает в мышцы

• Утилизация кислорода

Транспорт в митохондрии
- Использование в аэробном окислении и цепи переноса электронов

Потребление кислорода

Первый этап путешествия кислорода состоит в его поступлении в лёгкие и в кровоток. За эту часть, в основном, отвечает наша дыхательная система (рис. 1).

Воздух попадает из ротовой и носовой полости в лёгкие благодаря разнице давлений между лёгкими и внешней средой (во внешней среде давление кислорода больше, чем в лёгких, и кислород «засасывается» внутрь наших лёгких). В лёгких воздух движется по бронхам к более мелким структурам, называемым бронхиолы.

На конце бронхиол есть специальные образования - дыхательные мешочки, или альвеолы. Альвеолы – это место переноса (диффузии) кислорода из лёгких в кровь, а точнее в капилляры, оплетающие альвеолы (Представьте себе шарик, опутанный паутиной – это и будут альвеолы с капиллярами). Капилляры - самые мелкие кровеносные сосуды в организме, их диаметр равен всего 3-4 микрометра, это меньше диаметра эритроцита. Получая кислород из альвеол, капилляры затем несут его в более крупные сосуды, которые в конечном итоге впадают в сердце. Из сердца по артериям кислород разносится во все ткани и органы нашего тела, в том числе и мышцы.

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 определенную роль, особенно у хорошо тренированных атлетов, поскольку позволяет большему объему 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 становится активно, мышцам необходимо больше энергии для поддержания проталкивающего движения, а значит, мышцы 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 еще выше – около 70 мл/кг/мин.

Тем не менее, показатель VO2max не может расти бесконечно. В своем 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 бега, 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 Åstrand и Saltin (10), показанном на рисунке 4.

рис.4 Повышение потребления кислорода во время тяжелой 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, потребление и транспорт кислорода из лёгких в кровь не являются ограничивающими факторами производительности, поскольку насыщение крови остается 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 кислорода 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 поезд смогут запрыгнуть, скажем, 30 человек, тогда как при скорости поезда 60 км/ч, в него запрыгнут 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 все-таки может влиять на величину VO2max.

Помимо диффузии, сердечного выброса, 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 поглощенного 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 проведенном обзоре Sheel и соавторы показали, что после включения в тренировочный цикл специальных дыхательных упражнений, атлеты показали улучшение производительности (16). Эту гипотезу подтвердило исследование, проведенное 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 отрезков 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 нее 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 времен первых экспериментов A.V. Hill по измерению VO2max, транспорт кислорода всегда считался главным ограничивающим фактором для показателя VO2max (18).

Было подсчитано, что транспорт кислорода (это 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, также считается важным фактором, ограничивающим VO2max.

Сердечный выброс зависим от двух факторов - частоты сердечных сокращений (ЧСС) и ударного объема (УО). Следовательно, для увеличения максимального СВ, один из этих факторов должен быть изменен. 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 счет увеличения размеров и сокращаемости 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 заполнения камер сердца у атлетов вызовет более быстрое сокращение сердца, а значит, приведет к увеличению ударного объема. 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 остается 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 четко 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 может 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, где 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).

Собранные вместе, все вышеперечисленные факты свидетельствуют о том, что уровень гемоглобина оказывает значительное влияние на VO2max.

Объем крови

С повышением гемоглобина кровь становится более вязкой, поскольку большая её часть содержит эритроциты, а не плазму. При повышении количества эритроцитов увеличивается вязкость и растет такой показатель, как гематокрит. Для аналоги, представьте себе, как текут по трубам одно 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» течет, 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 объема крови, так и гематокрита с гемоглобином, причем увеличение объема 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 есть максимальная выносливость и работоспособность можно считать оптимальным. Однако необходимо помнить, что высокий гематокрит - это не всегда хорошо.

Атлеты, использующие запрещенные 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 трех 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 и на вопрос, у кого же из вариантов (низкий или высокий гематокрит) в спорте лучше доставка кислорода, до сих пор нет. Скорее всего, как бы ни банально это прозвучало, ситуация с каждым атлетов индивидуальная.

Другим 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 объема крови, то при интенсивной физической нагрузке примерно 80-85% от общего объема 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 (артериальной) к мышце крови и содержанием кислорода в оттекающей (венозной) от мышцы 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 остается 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, причем это степень этого влияния зависит от уровня тренированности.
8. Максимальная частота сердечных сокращений не меняется под влиянием тренировок на выносливость, тогда как ударный объем 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.

Список литературы:

1. Pollock ML. The quantification of endurance training programs. Exerc Sport Sci Rev. 1973; 1: 155-88
2. Hawley JA. State of the art training guidelines for endurance performance. S Afr J Sports Med 1995; 2: 70-12
3. Hawley JA, Myburgh KH, Noakes TD, et al. Training tech niques to improve fatigue resistance and endurance perform ance. J Sports Sci 1997; 15: 325-33
4. Tabata I, Irisawa K, Kouzaki M, et al. Metabolic profile of high intensity intermittent exercises. Med Sci Sports Exerc 1997; 29: 390-5
5. A.V. Hill and H. Lupton. Muscular exercise, lactic acid, and the supply and utilization of oxygen. Q. J. Med. 16:135–171, 1923
6. R. Herbst. Der Gasstoffwechsel als Mass der korperlichen Leistungsfahigkeit. I. Mitteilung: die Bestimmung des Sauerstoffaufnahmevermogens bein Gesunden. Deut. Arch. Klin. Med. 162: 33–50, 1928
7. B. Saltin and S. Strange. Maximal oxygen uptake: “old” and “new” arguments for a cardiovascular limitation. Med. Sci. Sports Exerc. 24:30–37, 1992
8. A.V. Hill, C.N.H. Long, and H. Lupton. Muscular exercise, lactic acid and the supply and utilisation of oxygen: Parts VII-VIII. Proc. Roy. Soc. B 97:155–176, 1924.
9. P.O. Åstrand, and B. Saltin. Oxygen uptake during the first minutes of heavy muscular exercise. J. Appl. Physiol. 16:971–976, 1961.
10. S.K. Powers, J. Lawler, J.A. Dempsey, S. Dodd, G. Landry. Effects of incomplete pulmonary gas exchange on VO2 max. J Appl Physiol. 1989 Jun; 66(6):2491-5.
11. J.A. Dempsey, P.D. Wagner. Exercise-induced arterial hypoxemia. J Appl Physiol. 1999 Dec; 87(6): 1997-2006
12. E.A. Aaron, K.C. Seow, B.D. Johnson, J.A. Dempsey. Oxygen cost of exercise hyperpnea: implications for performance. J Appl Physiol 1992; 72: 1818–1825.
13. C.S. Harms, T.J. Wetter, S.R. McClaran, D.F. Pegelow, G.A. Nickele, W.B. Nelson, P. Hanson, J.A. Dempsey. Effects of respiratory muscle work on cardiac output and its distribution during maximal exercise. J Appl Physiol. 1998; 85: 609–618.
14. B.D. Johnson, M.A. Babcock, O.E. Suman, J.A. Dempsey. Exerciseinduced diaphragmatic fatigue in healthy humans. J.Physiol 1993; 460; 385-405.
15. A.W. Sheel. Respiratory muscle training in healthy individuals: physiological rationale and implication for exercise performance. Sports Med 2002; 32(9): 567-81
16. L. M. Romer, A. K. McConnell, D. A. Jones. Effects of inspiratory muscle training on time-trial performance in trained cyclists. Journal of Sports Sciences, 2002; 20: 547-562
17. D.R. Bassett Jr, E.T. Howley. Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Med Sci Sports Exerc. 2000 Jan; 32(1):70-84.
18. P. E. di Prampero. Factors limiting maximal performance in humans. Eur J Appl Physiol. 2003; Oct; 90(3-4): 420-9.
19. G. C. Henderson, M. A. Horning, S. L. Lehman, E. E. Wolfel, B. C. Bergman, G. A. Brooks. Pyruvate shuttling during rest and exercise before and after endurance training in men. Journal of Applied Physiology Jul 2004; 97(1): 317-325
20. J.J. Lamanca, E.M. Haymes. Effects of iron repletion on VO2mx, endurance, and blood lactate in women. Med. Sci. Sports Exerc. 1993; Vol. 25, No. 12: 1386-1392
21. B. Ekblom, A.N. Goldbarg, B. Gullbring. Response to exercise after blood loss and reinfusion. Journal of Applied Physiology. 1972; 33: 175–180
22. J.A. Calbet, C. Lundby, M. Koskolou, R. Boushel. Importance of hemoglobin concentration to exercise: acute manipulations. Respir. Physiol. Neurobiol. 2006; 151: 132–140
23. F.J. Buick et al. Effect of induced erythocuthemia on aerobic work capacity. Journal of Applied Physiology 1980; 48: 636-642
24. D. Costill, S. Trappe. Running: The athlete within. 2002; Traverse City, MI: Cooper Publishing Group.
25. J.A. Calbet, C. Lundby, M. Koskolou, R. Boushel. Importance of hemoglobin concentration to exercise: acute manipulations. Respir Physiol Nerubiol. 2006; 151(2-3), 132–140.
26. C.M. Beall,M.J. Decker, G.M. Brittenham, I. Kushner, A. Gebremedhin, K.P. Strohl. An Ethiopian pattern of human adaptation to high-altitude hypoxia. Proc Natl Acad Sci; 2002, 99(26), 17215–17218.
27. D.R. Bassett, E.T. Howley. Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2000; 32, 70–84
28. J.M. Hagberg, W.K. Allen, D.R. Seals, B.H. Hurley, A.A. Eshani, and J.O. Holloszy. A hemodynamic comparison of young and older endurance athletes during exercise. J. Appl. Physiol. 1985; 58:2041-2046.
29. J.H. Wilmore, P.R. Stanforth, J. Gagnon, T. Rice, S. Mandel, A.S. Leon, D.C. Rao, S. Skinner, & C. Bouchard. Cardiac output and stroke volume changes with endurance training: The heritage family study. Med Sci Sports Exerc. 2001; 22(1): 99-106.
30. J. Henriksson, J.S. Reitman. Time course of changes in human skeletal muscle succinate dehydrogenase and cytochrome oxidase activities and maximal oxygen uptake with physical activity and inactivity. Acta Physiol. Scand. 1977; 99, 91–97

Аэробная тренированность (уровень сердечно-сосудистой подготовки) является наиболее важным компонентом в процессе физических тренировок. Остальные составляющие — это мускульная сила и выносливость, гибкость и прочие фоновые функции. Уровень подготовки сердечно-сосудистой системы измеряется как количество кислорода, транспортируемого кровью нагнетаемой сердцем к мышцам и эффективность работы мышц, что бы использовать этот кислород в работе. Увеличение эффективности сердечно-сосудистой системы означает расширение возможностей сердца и всей сердечно-сосудистой системы в процессе выполнения их самой важной задачи, доставки кислорода и энергии в вашем теле.

Хорошая сердечно-сосудистая система даёт множество преимуществ для здоровья. Например снижается риск сердечно-сосудистых заболеваний, повышения кровяного давления и диабета и других заболеваний.
Тренировка сердечно-сосудистой системы наиболее эффективна, когда задействуются большие группы мышц в динамической работе. Это такая активность, как ходьба, различный бег, плавание, катание на коньках, езда на велосипеде, подъём по лестнице, занятие лыжами.

Сердце подобно любой другой мышце — оно становится сильнее и эффективнее, если его тренировать. Частота сердечных сокращений является количественным показателем работы сердца. Здоровое сердце среднего человека в состоянии покоя бъётся примерно 60-70 раз в минуту. Тренированное сердце бьётся гораздо реже в состоянии покоя и может сокращаться всего 40-50 раз в минуту или даже меньше. Вариабельность сердечного ритма является показателем качества работы сердца. Чем ниже частота сердечных сокращений в покое и выше вариабельность сердечного ритма, там лучше качество функций сердца.

Аэробная тренированность зависит от возраста, пола, привычки к постоянным тренировкам, наследственности и общего клинического состояния сердечно-сосудистой системы. Максимальные значения достигаются в возрасте от 15 до 30 лет и постепенно снижаются с увеличением возраста. К возрасту 60-ти лет средняя максимальная аэробная тренированность составляет только 75% от значений 20-ти летнего возраста. При малоподвижном образе жизни снижение результатов аэробной тренированности происходит в среднем на 10% за каждые 10 лет, в то время как у людей ведущих активный образ жизни это снижение происходит только на 5% за тот же период времени.

• Максимальное потребление кислорода (МПК), VO 2 max

Существует чёткая связь, между потреблением кислорода телом (VO 2) и уровнем кардиореспираторной (сердечно-лёгочной) функциональной подготовки, потому что доставка кислорода к тканям зависит от лёгких и сердечной функции. Максимальное потребление кислорода (МПК, VO 2 max, максимальная аэробная мощность) — это показатель максимальной скорости, с которой кислород может быть использован организмом во время максимальной работы. Это зависит непосредственно от максимальной производительности сердца, с которой оно может доставить кровь к мышцам. МПК может быть измерено непосредственно в лабораторных условиях или предсказано с помощью тестов аэробной тренированности (максимальные и субмаксимальные тесты, а так же тест Polar Fitness).

МПК является хорошим показателем кардиореспираторной подготовки и хорошим способом предсказать максимальную производительность в аэробных занятиях спортом, таких как бег на длинные дистанции, велоспорт, катание на коньках и лыжах, плавание.

Значение МПК может быть выражено в абсолютных значениях как количество миллилитров кислорода в минуту (мл/мин), либо быть приведено к относительному значению, если его разделить на вес тела, т.е. как количество миллилитров кислорода на килограмм веса в минуту (мл/кг/мин).

Отношение между количеством потребляемого кислорода (VO 2) и частотой сердечных сокращений (ЧСС) является линейным для отдельного человека в процессе динамической нагрузки. Процент VO 2 max может быть изменён на значение процента от максимального пусльсо (HRmax) по следующей формуле: %HRmax = (%VO 2 max + 28,12)/1,28.

МПК является основной составляющей определения интенсивности физических упражнений. Определение цели тренировки по интенсивности сердечного ритма является более практичным и полезным, поскольку может быть легко получена неинвазивным путём, например непосредственно онлайн во время физических упражнений по показаниям кардиомониторов (пульсометров).

• Polar Fitness Test и OwnIndex

Показатель OwnIndex, получаемый в ходе выполнения теста Polar Fitness Test, отображает вашу аэробную (сердечно-сосудистую) тренированность. Он прогнозирует максимальную аэробную мощность спортсмена, которую принято обозначать как максимальное потребление кислорода (МПК) в виде значения VO 2 max, измеряемого в мл/мин/кг. Фактически это показатель того, сколько миллилитров кислорода ваш организм способен транспортировать и использовать при физической работе на каждый килограмм веса в течении одной минуты.

Тест расчитан на взрослых, не испытывающих проблем со здоровьем. Он полностью автоматический и может быть выполнен во время отдыха менее чем за 5 минут. Никакое другое оборудование, такое как беговая дорожка или что-то другое, не требуется. Этот тест является простым, безопасным, надёжным и быстрым способом оценить свой уровень максимальной аэробной тренированности и узнать свой уровень МПК. Это так же надёжно, как и большинство других субмаксимальных тренировочных тестов.
Fitness Test для расчёта МПК основывается на следующих значениях:

1. частота сердечных сокращений в состоянии покоя
2. вариабельность сердечного ритма в покое
3. возраст
4. самооценка уровня долгосрочной физической активности за последние 6 месяцев

• Для чего вообще проводить тест тренированности?

Основаная идея тестирования уровня аэробной тренированости состоит в том, что бы получить информацию о своей физической форме и понять на каком уровне подготовки находится человек. Когда человек получает результат теста, он может сравнить его со средними значениями для людей того же возраста и пола.
Тестирование мотивирует и вдохновляет человека для того что бы начать тренироваться, продолжить заниматься или увеличить физическую интенсивность своих тренировок. Тест наиболее полезен для отслеживания индивидуалного прогресса при сравнении результатов теста с предыдущими значениями. Тест показывает улучшение сердечно-сосудистой (аэробной) тренированности.

Тест аэробной тренированности является краеугольным камнем проведения тренировок. Когда спортсмен знает свой результат ему проще правильно выбрать диапазон допустимого пульса для своих тренировок.
Что бы правильно и наиболее точно сравнивать результаты теста, надо всегда проводить тест в одних и тех же условиях, в одно и тоже время, с помощью одного и того же кардиомонитора.

• Как выполнять тест

Вы можете пройти тест в любое время и в любом месте, однако убедитесь что вы выбрали удобное и спокойное место, где ничто вас не будет отвлекать. Очень важно всегда выполнять тест в аналогичных условиях и в то же время суток.

1. Намочите передатчик, для уверенного считывания сигнала и оденьте его.
2. Лягте и расслабтесь на 2-3 минуты.
3. Запустите тест (для RS800/RS400: меню → Test → Fitness Test → Start, для FT80/FT60: меню → Applications → Fitness test → Start), текущее значение пульса отобразиться на экране пульсометра. Тест начнётся, как только пульсометр сможет уверенно принимать значение вашего сердечного ритма. Лежите расслаблено и избегайте любых движений тела во время тестирования, не поднимайте руки или ноги и не разговаривайте. Положите руки вдоль тела.
4. Примерно через 5 минут пульсометр просигнализирует об окончании теста и покажет ваш результат: значение OwnIndex и уровень вашей подготовки. Нажмите «Ok».
5. Пульсометр предложит обновить значение VO 2 max в вашем профиле (Update VO 2 max?). Выберите Yes, если хотите обновить ваш профиль или No, если не хотите этого делать.

Так же, в некоторых моделях кардиомониторов (RS800CX например) вам будет показано расчётное значение вашего максимального пульса HR-max-p (HR-max-predicted) и так же будет предложено обновить значение максимального пульса в вашем профиле этим рассчётным значением.

Значение OwnIndex сохраняется в памяти кардиомонитора и может просмотрено в виде значений и графика (в моделях RS800) или в виде списка результатов в моделях FT60/FT80.

Если тест закончится неудачно, будет использоваться ваше предыдущее значение. Тест может закончится неудачно, если пульсометр не будет получать информацию о каждом сердечном сокращении. Важен каждый удар сердца, поскольку измеряются изменения сердечного ритма (вариабельность) в покое. В случае неудачи пульсометр подаст звуковой сигнал два раза и на экране отобразит надпись «Test Failed» (тест неудался). Убедитесь, что электроды датчика пульса достаточно влажные и эластичный ремень датчика распологается на теле плотно и заново запустите тест.

Значение OwnIndex влияет на точность расчёта потребления калорий во время нагрузки и на работу программы Polar STAR Training Program (в моделях FT60 и FT80).

• Как сравнить свой результат с результатами других людей?

OwnIndex — это оценка максимального потребления кислорода VO 2 max в мл/мин/кг. Далее представлена классификация значений МПК для мужчин и женщин в возрасте от 20 до 65 лет, разбитая на возрастные группы, для которых был разработан Polar Fitness Test. Классификация основана на исследовании, проведёном Shvartz & Reibold в 1990 году. Лабораторные измерения VO 2 max были собраны и обработаны по взрослым из 7 стран Европы, а так же Канады и США (Shvartz, Reibold. Нормы аэробной подготовки для мужчин и женщин в возрасте от 6 до 75 лет: обзор. Aviat Space Environ Med 61, 3-11, 1990).

Мужчины: максимальное потребление кислорода VO 2 max мл/мин/кг

Женщины: максимальное потребление кислорода VO 2 max мл/мин/кг

Общее распределение:
· 11% людей относятся к классам 1-2 и 6-7
· 22% в классах 3 и 5
· 34% в классе 4

Это соответсвует нормальному распределению (распределение Гаусса), т.к. классификация была разработа на репрезентативных выборках людей из разных стран. Лучшие спортсмены в видах спорта на выносливость, как правило имеют уровень МПК около 70 мл/мин/кг для мужчин и 60 для женщин. Регулярно тренирующиеся любители, периодически участвующие в различных соревнованиях имеют уровень 60-70 для мужчин и 50-60 для женщин. Любители, тренирующиеся регулярно, но не участвующие ни в каких соревнованиях имеют показатель в районе 40-60 для мужчин и 30-50 для женщин, а для взрослых ведущих сидячий образ жизни скорее всего ниже 40 для мужчин и 30 для женщин.

Уровень подготовки, приведённый в таблице в виде класса от 1 до 7 является полезным при интерпретации индивидуальных результатов Polar Fitness Test, поскольку состояние здоровья сердечно-сосудистой системы зависит от аэробной тренированности:

1. Люди из классов 1-3 скорее всего могут существенно улучшить своё здоровье и повысить свою работоспособность, если займутся регулярными физическими упражнениями.
2. Те, кто попал в класс 4, могут по крайней мере сохранить свою физическую форму, если продолжат занятия, но так же могут существенно улучшить свою тренированность и здоровье если увеличат свою физическую активность.
3. Люди попавшие в классы 5-7 скорее всего уже обладают хорошим здоровьем и увеличение тренировок для них направлено на увеличение физической эффективности.

• Что может привести к искажению результатов теста

Для того что бы получить достоверные результаты тестирования старайтесь недопускать следующих моментов:

1. не употребляйте тяжёлой пищи и кофе, а так же не курите за 2-3 часа до теста
2. в день тестирования и накануне не выполняйте никакой особо тяжёлой и непомерной работы
3. не употребляйте алкоголь или любые стимуляторы в день тестирования и накануне
4. проводите сам тест только когда вы полностью расслаблены и спокойны, в положении лёжа или сидя
5. не делайте никаких движений и не разговаривайте во время самого теста, кашель или просто волнение могут повлиять на результат
6. место проведения теста должно быть тихим и комфортным, ничто не должно нарушать покой и издавать любые звуки и шум, включая телевизор, радио и телефон

• Как быстро можно заметить улучшения в результатах теста

Это занимает в среднем минимум 6 недель для достижения заметного прогресса в результатах аэробных тестов. Менее тренированные люди могут заметить прогресс гораздо быстрее, в то время как для более активных спортсменов может потребоваться гораздо больший период. В среднем изменение в уровне сердечно-сосудистой подготовки у взрослых происходит на 12-15% за 10-12 недель, если умеренно-интенсивные тренировки происходят 3-4 раза в неделю по 30-40 минут каждая.

Цель самого теста Polar Fitness Test такая же как и у всех остальных тестов по определению уровня физической подготовки: контролировать сам процесс подготовки. Не столько важны сами точные значения OwnIndex, сколько общая тенденция изменения этих значений, позволяющая правильно строить свой план подготовки для достижения поставленных целей.

• Насколько достоверны результаты теста OwnIndex

Тест Polar Fitness был изначально разработан на основе исследования 305 здоровых финских мужчинах и женщинах, где прогноз значения VO 2 max рассчитывался с использованием анализа в искуственной нейронной сети. Коэффициент корреляции между лабораторными измерениями VO 2 max и значениями предсказанными нейронной сетью составил 0,97, а средняя ошибка предсказания VO 2 max составила 6,5%, что очень хорошо, по сравнению со всеми другими тестами прогнозирования VO 2 max (т.е. тестами, не измеряющими напрямую МПК, как на велоэргометре, а рассчитывающими его по косвенным признакам).

В дальшем развитии теста было произведено исследование на 119 здоровых американских мужчинах и женщинах, чьи результаты было включены в окончательное расчёты нейронной сети, таким образом получив в общей сложности результаты по 424 субъектам. Основываясь на этих результатах искуственной нейронной сети были внесены изменения и корректировки в тест Polar Fitness. Тест прошёл проверку так же на 52 здоровых мужчинах, которые не принадлежали к группе испытуемых, на которых разрабатывался тест. Среднее отклонение значений теста в предсказании МПК составило менее 12%. Достоверность и точность теста Polar Fitness считется хорошей.

Надёжность теста определяется по тому, насколько согласуются и воспроизводятся результаты теста на последовательных испытаниях. Надёжность теста Polar Fitness оказалась хорошей, когда 11 человек повторили тест в обоих положениях, лёжа и сидя, утром, в обед и вечером в течении 8 дней. Среднее индивидуальное стандартное отклонение последовательных результатов тестов было менее 8% от индивидуального среднего значения. Стандартные отклонения расчитывались отдельно для каждого времени дня и оказались меньше чем среднее отклонение всех результатов. Это хорошо указывает на то, что тест можно проводить в любое время дня, но для получения более точных результатов лучше его проводить всегда примерно в одно и тоже время.

• Что делать, если не удаётся пройти тест

Тест будет неудачным, если ваш пульсометр не сможет гарантированно и точно получать частоту сердечных сокращений в начале тестрования или во время всего процесса теста. Не забудьте перед тестом хорошо увлажнить электроды датчика и проверить, что эластичный ремень датчика плотно и удобно расположен на теле. Кардиомонитор должен распологаться в пределах диапазона передачи датчика и не быть слишком далеко, желательно не даллее 1 метра, но и не слишком близко к передатчику. Распологайте руки рядом с вашим телом. Глядя на дисплей убедитесь, что символ сердца регулярно мигает при запуске теста.

Если у вас модель FT40, FT60 или FT80, то можно увидеть сообщение «Heart rate found» (сердечный ритм найден) в начале теста. На моделях RS400/RS800 можно до теста запустить кардиомонитор в режиме обычной тренировки и убедиться в том, что показания пульса стабильные и адекватные, на модели RS800 можно так же включить отображение на экране показаний измерений R-R интервалов и убедиться что эти показания присутствуют, что говорит о том, что кардиомонитор видит пульс чётко и хорошо. После чего можно выключить режим тренировки и перейти к выполнению самого теста.

Тест был разработан для взрослых людей в возрасте от 20 до 65 лет и не имеющих каких либо заболеваний. Если показания вашего пульса отображаются нормально, но тест по прежнему не проходит, то возможно это вызвано сердечной аритмией. Некоторые виды сердечной аритмии могут приводить к аномальным интервалам сокращения сердца, что так же приведёт к выходу из теста. К таким видам аритмии относятся мерцательная аритмия, атриовентрикулярная блокада проводимости и синусовая аритмия.

Однако и здоровые люди могут в некоторых случаях быть подверженны аритмии, что приводит к неудаче при тестировании. Это ситуация встречается редко и чаще всего связана с тем, что человек находится под влиянием стресса. В этом случае надо повторить тестирование в период когда вы меньше подвердены стрессу или когда влияние стресса прошло. Иногда проведение теста в сидячем положение уменьшает аритмию и тест удаётся успешно выполнить.

Перевод: Макс Васильев, 2014

Без современных знаний о работе и функционировании организма человека при максимальных нагрузках невозможны успехи в спорте любого спортсмена, тем более в беге.

Знания о VO2max нужны не только спортсменам, но и обычным людям, так как этот показатель раскрывает тайны состояния здоровья любого человека на данный момент, возможности организма, его способность к долгой жизни.

Что такое показатель vo2 max?

VO2 Max определяется как максимальное количество кислорода, которое ваше тело может принять, доставить, и использовать в течение одной минуты. Оно ограничено по количеству кислорода в крови, который легкие и сердечно-сосудистая система могут обрабатывать, и количеством кислорода, который мышцы могут извлечь из крови.

Название обозначает: V — объем, O 2 — кислород, макс — максимальная. VO 2 макс выражается либо в виде абсолютной скорости литров кислорода в минуту (л / мин) или в качестве относительной скорости в миллилитрах кислорода на килограмм тела массы в минуту (например, мл / (кг · мин)). Последнее выражение часто используется для сравнения производительности на выносливость спортсменов

Что он характеризует?

VO2max является мерой максимальной скорости, при которой тело спортсмена способен поглощать кислород при выполнении конкретной операции, с поправкой на вес тела.

Предполагается, что VO2 Макс уменьшается примерно на 1% в год.

Высокая VO2max важна, поскольку она тесно связана с расстоянием, которое преодолевает испытуемый. Исследования показали, что на VO2max приходится примерно 70 процентов успеха в гонке выступлений среди отдельных бегунов.

Таким образом, если вы в состоянии пробежать 5000м на одну минуту быстрее, чем я могу, вполне вероятно, что ваш VO2max выше, чем у меня на величину, которая достаточна для учета в течение 42 секунд той минуты.

Есть два основных фактора, которые способствуют высокому VO2max. Одним из них является сильное насыщение кислородом транспортной системы, которая включает в себя мощное сердце, гемоглобин крови, высокий объем крови, высокая плотность капилляров в мышцах, а также высокой митохондриальной плотности в клетках мышц.

Вторая скорость есть способность сжиматься большому количеству мышечных волокон одновременно, так как чем больше мышечной ткани активной в любой момент времени, тем больше кислорода расходуют мышцы.

Это делает VO2 Max критическим признаком старения, и его мы можем измерить и улучшить путем правильной аэробной тренировки. Чтобы сделать это вы должны поднять частоту сердечных сокращений до температуры между 65 и 85 процентов от своего максимума через аэробные упражнения в течение по крайней мере 20 минут, три или пять раз в неделю.

Различие показателей у простых людей и спортсменов

У простых людей мужчин возраста 20-39лет VO2max в среднем от 31,8 до 42,5мл/кг/мин, а у спортсменов-бегунов того же возраста показатели VO2max в среднем до 77 мл/кг/мин.

Нетренированные девушки и женщины, как правило, имеют максимальный кислород поглощения на 20-25% ниже, чем нетренированных мужчин. Тем не менее, при сравнении элитных спортсменов, разрыв имеет тенденцию близко к 10%.

Если идти дальше, то VO2 Макс корректируются с учетом обезжиренной массы у элитных мужских и женских спортсменов, различия исчезают в некоторых исследованиях. Предполагается, что секс-специфические существенные запасы жира составляют большинство метаболических различий в беге между мужчинами и женщинами

Как правило, снижение связанных с возрастом VO2 макс можно объяснить снижением максимальной частоты сердечных сокращений, максимального объема крови и максимальной а-VO2 разницы, то есть разница между концентрацией кислорода в артериальной крови и венозной крови.

Как измеряют Vo2 max?

Точное измерение VO 2 макс включает в себя физическое усилие достаточное по продолжительности и интенсивности, чтобы полностью загрузить аэробную энергетическую систему.

В общем клиническом и спортивном тестировании, это, как правило, включает в себя тест дифференцированного упражнения (либо на беговой дорожке или на велоэргометре), в котором интенсивность упражнений постепенно увеличивается при измерении: вентиляции и кислорода, и концентрации диоксида углерода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

• VO 2 макс достигается, когда потребление кислорода остается в стабильном состоянии, несмотря на увеличение объема работы.
• VO 2 макс правильно определяется уравнением Фика:
• VO2max=Q x (CaO2-CvO2)

эти величины, полученные во время нагрузки при максимальном усилии, где Q является сердечный выброс сердца, С O 2 является содержание кислорода артериального и С V O 2 является венозное содержание кислорода.

• (С O 2 — C v O 2) также известен как разность артериовенозного кислорода.

В беге, она обычно определяется с помощью процедуры, известной как тест дополнительных упражнений, в котором спортсмен дышит в трубку, а прибор с трубкой собирает и измеряет выдыхаемый газы при беге на беговой дорожке, где

скорость ленты или градиент постепенно увеличивается, пока спортсмен достигает утомления. Максимальная скорость потребления кислорода, записанного в этом тесте будет VO2max бегуна.

Вычисление VO 2 Макс без испытания пригодности.

Чтобы определить частоту сердечных сокращений без монитора, поместите два пальца против артерии на стороне шеи, как раз под вашей челюстью. Вы должны быть в состоянии чувствовать ваше сердцебиение на пальцах. Установите таймер на 60 секунд и посчитайте количество ударов, которые вы чувствуете

Это ваша ЧСС (частота сердечных сокращений) в ударах в минуту (BPM). Вычислить максимальную частоту сердечных сокращений. Самый распространенный способ, чтобы рассчитать максимальную частоту сердечных сокращений тот, в котором вычитают ваш возраст от 220. Если вам 25 лет, ваш HR макс = 220 -25 = 195 ударов в минуту (уд).

Определим VO 2 макс простой формулой. Самая простая формула для расчета VO 2 Макс VO 2 макс = 15 х (HR макс / HR остальное). Этот метод считается хорошо, если сравнить с другими общими формулами.

Рассчитайте VO 2 макс. Использование отдыха и максимального сердечного ритма у вас уже определено, вы можете подключить эти значения в формулу и рассчитать VO 2 макс. Допустим, у вас ЧСС в покое составляет 80 ударов в минуту, а максимальная частота сердечных сокращений 195 ударов в минуту.

• Напишите формулу: VO 2 макс = 15 х (HR макс / HR остальное)
• Подключите значения: VO 2 макс = 15 х (195/80).
• Решите: VO 2 макс = 15 х 2,44 = 36,56 мл / кг / мин.

Как улучшить показатели VO2max

Быстрым способом улучшить VO2max является бег в течение примерно шести минут в самом быстром темпе, который вы можете выдержать в течение этого времени. Таким образом, вы могли бы делать тренировки VO2max, которые бы состояли из 10-минутной разминки, времени бега шесть минут, и 10 минут остывания.

Но это не самый лучший способ подготовки VO2max, так как вы можете сильно устать после шестиминутных усилий. Лучше сделать несколько меньше усилий на том же или несколько более высокой интенсивности, разделенных периодами восстановления, так как это позволяет спортсмену использовать больше общее время на 100 процентов VO2max до достижения истощения. Другим вариантом является добавить интенсивности обратно только немного, и выполнить несколько более длительные интервалы.

Начните с 30/30 интервалами. После прогрева не менее 10 минут легким бегом трусцой, работать 30 секунд тяжело, на самом быстром темпе. Потом замедлится до легкого Хороший способ ввести обучение VO2max в вашей программе с 30/30 и 60/60 интервалами. Продолжить переменно быстрыми и медленными 30-секундных отрезками, пока вы не закончите по крайней мере 12, а потом и 20 каждого из них.

Наверняка вы слышали о таком показателе – VO 2 max, особенно, если увлекаетесь бегом или триатлоном. Разбираемся, что это такое с помощью главы из книги “Кардио или силовая”.

VO 2 max - этот термин неизменно всплывает, как только речь заходит о каком-нибудь спортивном состязании, требующем огромной выносливости, например о велогонке «Тур де Франс». Под VO 2 max понимается максимальное потребление кислорода . То есть VO 2 max означает наибольшее количество кислорода, которое вы способны передать мышцам, когда занимаетесь предельно интенсивно . Логика здесь проста: чем больше кислорода сумеет обработать ваш организм, тем быстрее вы будете бежать. Поэтому многие спортсмены ищут возможность сделать тест на VO 2 max в университетах и лабораториях, где он стоит $100-150.

Как измерить VO 2 max

Обычно этот тест проходит так: человек начинает тренироваться на беговой дорожке или на велотренажере в умеренном темпе, а затем постепенно ускоряется и через 10-12 минут достигает предельного уровня интенсивности. Количество кислорода, которое испытуемый при этом потребляет (его измеряют при помощи трубок во рту), увеличивается по мере того, как он ускоряется, и, как правило, выравнивается незадолго до остановки: это и является сигналом того, что достигнут индивидуальный уровень VO 2 max.

Некоторые ученые полагают, что это происходит, когда сердце максимально быстро перегоняет к мышцам обогащенную кислородом кровь; другие считают, что все идет от индивидуальных характеристик мышц. Более современная теория говорит о том, что эти пределы вообще нельзя объяснить с точки зрения физиологии, поскольку в данном случае все продиктовано инстинктом самосохранения и регулируется головным мозгом.

Несомненно, выносливые спортсмены-профессионалы обычно обладают более высоким показателем VO 2 max, чем так называемые бойцы выходного дня, но происходит это не по тем причинам, о которых вы думаете. Существует распространенное заблуждение, что якобы по мере того, как человек обретает хорошую физическую форму, сердце его начинает биться быстрее, а значит, перекачивает больше кислорода. На самом же деле у профессионалов высокого уровня частота пульса обычно ниже, чем у тех, кто не занимается спортом. Просто их сердечные мышцы больше и гибче, способны выбрасывать больше крови с каждым мощным ударом.

Объем крови, который перекачивает сердце спортсмена, может варьироваться от 5 л за минуту в состоянии покоя до 30 л за минуту на пределе физической активности - а это в два раза больше того уровня, которого может достичь нетренированный человек. (Самый высокий документально зафиксированный показатель составил 42,3 л за минуту; он принадлежит мастеру спорта международного класса по спортивному ориентированию.)

Различия в уровне VO 2 max отчасти обусловлены просто генетикой, а отчасти - интенсивными тренировками. В среднем у обычного взрослого мужчины показатель VO 2 max будет колебаться в пределах между 30 и 40 мл/мин/кг , а у взрослой женщины - от 25 до 35 мл/мин/кг.

VO 2 max знаменитого велогонщика Лэнса Армстронга во время его победы на «Тур де Франс», согласно данным Эдварда Койла, спортивного физиолога из Техасского университета, составил как минимум 85 мл/мин/кг. «По нашим оценкам, если бы даже Лэнс целыми днями неподвижно лежал на диване перед телевизором, его VO 2 max не опустился бы ниже 60 мл/мин/кг, - написал Койл в отчете об исследовании. - В то же время, если бы обычный студент университета интенсивно тренировался в течение двух и более лет, его VO 2 max все равно не поднялся бы выше 60 мл/мин/кг».

Несмотря на весьма впечатляющую цифру, было бы ошибкой сделать вывод, что победа Армстронга явилась результатом высокого VO 2 max , поскольку у многих его конкурентов этот показатель был таким же. Койл полагает, что успех Армстронга можно объяснить тем, что его эффективность увеличилась на 8% в период с 1992 по 1999 год, хотя другие ученые и оспаривают эти выводы. Физиологи сходятся только в том, что (к счастью для спортивных фанатов) на основе произведенных в лаборатории измерений и вычислений, даже самых точных, полных и всесторонних, невозможно предугадать, кто именно одержит победу в соревновании.

Так что же дает измерение VO 2 max, помимо элементарного удовлетворения любопытства? Сравнение результатов нескольких тестов, проводимых в течение длительного времени, позволяет отслеживать, улучшает ли человек свои показатели. Однако, как вы понимаете, это вполне можно заметить и без всяких лабораторий: вполне достаточно, скажем, участия в соревнованиях. Специалисты, как правило, рекомендуют спортсменам измерять свой лактатный порог: этот тест предоставляет значительно более полезную практическую информацию, нежели определение VO 2 max .

Что такое лактатный порог и нужно ли мне проверить свой?

Хотя ученые до сих пор все еще спорят о том, какова физиология лактатного порога и как его следует правильно определять, однако суть феномена в данном случае предельно ясна.

Если вы, находясь в довольно хорошей форме, бегаете или ездите на велосипеде в медленном темпе, то при этом будете чувствовать, что можете продолжать делать это часами. Если же вы побежите или поедете слишком быстро, то наверняка ощутите дискомфорт и захотите остановиться или снизить темп уже через несколько минут. Где-то между этими двумя крайностями есть точка, после которой организм начинает сжигать энергию (это происходит в таком темпе, который человек не может выдерживать долго), и эта точка характеризуется резким скачком скорости образования лактата в крови.

Лактатный порог соответствует темпу, в котором вы можете работать приблизительно в течение часа , и сопровождается другими изменениями физиологического характера: например вы начинаете тяжело дышать, и поэтому в качестве грубого метода для определения своего порога можно использовать «тест разговором» (темп в котором вы можете еще и разговаривать, не задыхаясь). Темп, в котором вы двигаетесь, когда достигаете порога, это наиболее надежный из всех параметров, имеющихся на сегодняшний день в распоряжении ученых, по которому они могут предсказать, как вы покажете себя на соревнованиях.

Кроме того, это ценная подсказка, с помощью которой можно рассчитать, с какой скоростью вам лучше бегать (ездить) во время занятий. Именно поэтому многие спортсмены регулярно делают тест на лактатный порог, чтобы отслеживать прогресс и регулировать процесс тренировок.

Первоначально ученые ошибочно полагали, что лактат - это вредный продукт жизнедеятельности, который вызывает боль и усталость. Однако, как выяснилось, они перепутали причину со следствием. Уровень лактата поднимается, когда ваши мышцы испытывают дефицит кислорода либо вынуждены сжигать энергию менее эффективно, потому что не получают достаточное количество кислорода; но на самом деле лактат - это больше топливо, нежели продукт метаболизма.

Однако можно использовать повышение уровня лактата в крови в качестве грубого индикатора, определяющего, в какой момент ваш организм перестает полагаться преимущественно на аэробный метаболизм (когда ваши мышцы получают достаточно кисло- рода для продолжения движения) и переходит на анаэробный (когда мышцы уже не получают достаточно кислорода и вы не можете продолжать двигаться без лимита во времени).

Как и тест на VO 2 max, тест на лактатный порог (обычно он длится от 20 минут до часа) проводится на беговой дорожке или велотренажере. При этом скорость постоянно возрастает, в среднем это происходит каждые 5 минут. В конце каждого такого периода у испытуемого берется кровь на анализ из пальца или мочки ухи. Абсолютные значения количества лактата не очень значительны и зависят от многих параметров (например, они могут колебаться в зависимости от того, что вы перед этим ели).

Важным показателем в данном случае является ваша скорость (и частота пульса) с того момента, когда уровень лактата начинает значительно повышаться. Это и будет ваш лактатный (анаэробный) порог.

В 2009 году в журнале Sports Medicine был опубликован обзор 32 исследований, посвященных связи между лактатным порогом и показателями, продемонстрированными спортсменами на соревнованиях по бегу, велогонкам, спортивной ходьбе и гребле.

Результаты показали, что тест на лактатный порог гораздо более точно, чем тест на VO 2 max, предсказывал результаты - от 55 до 85% вариантов забегов на различные дистанции (от 800 м до марафонских).

Мало того, лактатный порог просто идеальный параметр для отслеживания эффективности тренировок. Адам Джонсон, тренер и директор Лаборатории по исследованию выносливости в Торонто, рекомендует спортсменам проходить тесты на лактатный порог каждые 4 месяца. «Когда человек видит значительные изменения после 4 месяцев тренировок, это вселяет в него уверенность в своих силах, - утверждает он. - Кроме того, тест помогает обнаружить, если что-то не работает, и скорректировать ситуацию».

Конечно, существует множество других способов отслеживать эффективность тренировок, начиная со скромного секундомера. Изменение лактатного порога, скорее, заинтересует тех, кто жаждет объективности, испытывает слабость к передовым технологиям и всегда мечтал о том, чтобы догнать Лэнса Армстронга. Сегодня такие исследования широко доступны.

«Бытует заблуждение, что этот тест могут пройти только серьезные спортсмены, элитные профессионалы, - говорит Джонсон. - Однако на самом деле к нам обращается множество самых разных людей, которые собираются достичь в спорте определенных результатов, и мы успешно помогаем им всем».

Назрел вопрос в отношении VO2max. У элитных велогонщиков этот показатель очень большой, как добиться большего потребления кислорода? Существуют ли какие-то специальные тренировки для развития VO2max? Ведь чем больше я могу потребить кислорода, тем быстрее буду ехать.

Тема МПК весьма интересная и не так обширно описанная на этом блоге, буду исправляться. Заголовок этого поста весьма приукрашенный, в том смысле, что о потреблении кислорода я знаю весьма поверхностно, чтобы сильно углубляться в этот вопрос. Как раз этими поверхностными знаниями, сейчас с вами поделюсь.

Для начала, тем кто не знает — VO2max = МПК = Максимальное потребление кислорода . Впредь буду использовать термин МПК. Под МПК подразумевается максимальное количество кислорода, которое человеческий организм может использовать за единицу времени. Можно считать объем МПК в мл/мин, обычный здоровый человек, не спортсмен, способен потребить 3 — 3.5 литра/мин., тогда как у спортсменов МПК порой достигает 6 литров/мин. Более правильным было бы считать МПК не в мл/мин, а в мл/мин/кг, в данном расчете будет учитываться вес человека, что может быть весьма немаловажным, потому как если у 50-килограммового атлета МПК будет X литров/мин и он будет высококлассным спортсменом, то для 100-килограмового спортсмена X литров/мин будет уже недостаточно для достижения таких же результатов в своей весовой категории. Объясняется это тем, что главным потребителем кислорода в физической работе, являются мышцы. Разумеется, что у «центнерного» человека мышц больше, чем у его легковесного коллеги.

Каким образом человек потребляет кислород? Конечно же, главным источником кислорода является воздух, который мы вдыхаем. В воздухе около 21% кислорода, значение может меняться. Например, МПК в горах будет ниже, чем на низменности. С каждым вдохом, кислород попадает в легкие, где связывается с белком гемоглобином, который через кровоток переносит кислород по всему телу. Путешествуя по организму, гемоглобин приносит кислород туда, где он необходим — в мышечное волокно. Конечным потребителем кислорода являются митохондрии, при наличии рядом жиров, либо глюкозы, митохондрия их разрушает (этот процесс невозможен без участия кислорода) образуя энергию.

Теперь, когда мы более-менее понимаем, для чего нужен кислород и как он используется в организме, можно задать вопрос: хватает ли нам кислорода, является ли кислород лимитирующим фактором в достижении лучших спортивных результатов? Однозначного ответа для любого человека нет. Если митохондрий очень много, вместе с тем, количество мышц одновременно участвующих в работе также велико, а если еще эти мышцы большие, то тогда можно предположить себе ситуацию, что кислорода будет не хватать. Что делать в подобной ситуации, чтобы повысить МПК? Существует два способа повышения МПК — увеличивать гемоглобин, тогда он сможет связать с собой больше кислорода за один вдох; второй вариант — растягивать сердце, увеличивая кровоток. Другими словами, либо увеличить концентрацию гемоглобина в крови, либо скорость его транспортировки.

Теперь, что касается самой проблемы МПК . У большинства она просто надуманная, среднестатистический организм с запасом обеспечивает себя кислородом. И здесь кроется одно гигантское заблуждение, присущие многим спортсменам и любителям. Они считают, что при интенсивной работе, когда спортсмен начинает тяжело дышать, виновато сердце, которое якобы уже неспособно обеспечивать его потребности кислородом и называют этот момент — моментом наступления МПК, что является очередным глубоким заблуждением. Тот момент, когда спортсмен начинает тяжело дышать, а его мышцы начинают закисляться, называется анаэробным порогом. Это значит, что все митохондрии работающих мышц уже включены в работу, «свободных» больше нет, в этот момент активизируется второй способ образования энергии — анаэробный. Анаэробный способ образования энергии не требует кислорода, однако, «побочным эффектом», если его можно так назвать, во время анаэробного энергообразования становятся ионы водорода. Именно из-за ионов водорода человек начинает тяжело дышать, а вовсе не потому, что ему не хватает кислорода, либо сердце не справляется. Сердце и вправду начинает работать, как сумасшедшее, может сокращаться до 200 ударов/мин. и более, но только потому, что пытается вывести ионы водорода, тем временем блокируются кальциевые насосы и мощность быстро падает.

Существуют люди с сердцем: выдающимся, обыкновенным и плохим. Выдающееся сердце — это сердце с огромным ударным объемом, плохое сердце — с очень маленьким ударным объемом. Плохое и выдающееся сердце встречается крайне редко. Человеку с выдающимся сердцем стоит выбирать такой вид спорта, где работает сразу много мышц, в этой нише кроются его преимущества: бег, плавание, лыжные гонки, конькобежный спорт. Велоспорт не относится к таким видам спорта, где для достижения высокого результата требуется выдающееся сердце. Поэтому, бегунам, пловцам и прочим, если их начинает лимитировать МПК, есть смысл сменить вид спорта на велосипедный, либо какой-то другой, где работает немного мышц одновременно.

Ответил ли я на все вопросы? Чтобы ничего не упустить, еще раз вкратце: как добиться большего МПК? — Растягивать сердце, но если оно вас не лимитирует, то занятие бессмысленное, на далекую перспективу, Вы сначала приблизьтесь к ней. Специальные тренировки для МПК? — Опять же, растягивание сердце. Еще можно проводить тренировки в горах, чтобы повысить уровень гемоглобина. Однако, МПК — это всего лишь планка, ваш предел возможностей, до которого нужно долго и кропотливо работать над мышцами и накоплением митохондрий, чтобы достичь МПК при анаэробном пороге.