Максимальное потребление кислорода (МПК). Спортивная работоспособность

Если говорить о циклических видах спорта, то к традиционным факторам, определяющим спортивную работоспособность, относят максимальное потребление кислорода, анаэробный порог и экономичность выполнения того или иного задания (бега, плавания, гребного движения). О первых двух можете многое почерпнуть из учебников физиологии, в меньшей степени о понятии и биологической сущности экономичности. Плюс к этому в последнее время возродилась старая тема кинетики потребления кислорода, и всё больше уделяется внимания так называемому пейсингу (от англ. pace – здесь: скорость, темп). Пейсинг – это стратегия распределения интенсивности нагрузки и сил во время соревновательного выступления. О последних двух в учебниках ещё не пишут, они относятся к категории “горячих” тем спортивной науки и сейчас активно изучаются. В лучшем случае подробная информация о них появится на страницах учебников лет через пять.

Итак, факторы определяющие спортивную работоспособность:

• максимальное потребление кислорода,
• анаэробный порог,
• экономичность,
• кинетика потребления кислорода,
• пейсинг.

Начнем с простого.

Максимальное потребление кислорода (МПК,Vo2мах).

Если говорить о спорте, то Vo2max отражает потенциал организма вырабатывать энергию путём аэробного метаболизма. “Аэробный” – это происходящий со значительным участием кислорода. Аэробный метаболизм является более эффективным путем выработки энергии, нежели анаэробный (бескислородный), хотя оба между собой тесно взаимосвязаны.

Образно говоря, высокое потребление кислорода означает больший объем энергии, выработанной аэробным путем и, соответственно, лучшую физическую работоспособность. Максимальная величина этого показателя зависит от способности лёгких и кровеносной системы транспортировать кислород, а мышц его использовать.

Vo2max как величина, измеряется либо в абсолютных единицах, литрах поглощенного кислорода в минуту (л/мин), либо в относительных мл/кг/мин, где показатель рассчитывается на килограмм массы тела в минуту.

Также в последнее время всё большее распространение находит выражение максимального потребления кислорода по аллометрическому методу, где учитывается строение и состав тела. Аллометрический метод гораздо более точен при долгосрочном наблюдении за развитием аэробных способностей атлета, когда со временем меняется как состав тела, так и конституция. Допустим, при переходе с юношеского уровня на взрослый.

Самые высокие показатели МПК были отмечены в работах шведских учёных с лыжниками. По литературным данным в уникальных случаях Vo2max составляло 7,48 л/мин в абсолютных величинах. Например, у финской легенды лыжных гонок Юха Мието, показатель максимального потребления кислорода в начале международной карьеры в 1973 году был 7,4 л/мин и к концу карьеры в 1985 году составлял 7,42 л/мин.

Величина максимального потребления кислорода зависит от развитости системы связывания, переноса и использования кислорода, которая, в свою очередь, состоит из ряда звеньев.

Условно цепочку транспорта кислорода можно поделить на центральный и периферический компоненты. К центральному относятся лёгкие, сердце и кровеносная система, а к периферическому отделу следует относить ткань поперечнополосатой мускулатуры. В центральной части в свою очередь отдельно выделяют: толщину и объём стенки левого желудочка, дилятационные способности миокарда, объёмы плазмы крови и массы кровяных телец. В периферической части выделяют: плотность капиллярного русла, количество и соотношение мышечных волокон разного типа, объём митохондриальных, оксидативных энзимов и концентрацию миоглобина.

Эти компоненты хоть и развиваются постепенно с годами тренировок, но имеют свои границы, потолок. Достаточно объёмные исследования на эту тему отсутствуют, однако, основываясь на выборочных экспериментах, можно утверждать, что потолок Vo2max достигается за 6-8 лет тренировок.

Роль влияния тренировочного процесса на конечную величину максимального потребления кислорода в свете последних исследований выглядит ограниченной. Бушард и коллеги опытным путём установили, что одинаковая, индивидуально подобранная, направленная на развитие аэробных способностей физическая нагрузка вызывает физиологические ответы разной величины. Вариация в приросте максимального потребления кислорода в течении нескольких месяцев в подопытной группе была в диапазоне от -3% до +20%. При этом следует подчеркнуть, что нагрузка в исследовании была подобрана сугубо индивидуально: учитывая исходную (базовую) физическую форму исследуемых и в соответствии с последними представлениями методики тренировочного процесса. Результаты этого исследования ещё раз говорят о том, что в большой степени результат зависит от наследственной предрасположенности к тем или иным видам спорта, а также подчёркивает актуальность исследований в области спортивной генетики и использования этих результатов в спортивной селекции на ранних стадиях.

В этом контексте, говоря о лыжниках, на данный момент сделан лишь один достаточно длительный эксперимент, в котором на протяжении 6,5 лет наблюдали за изменением показателей физической работоспособности у финских лыжников уровня молодежной сборной в сравнении со сверстниками из Норвегии. Наблюдение началось, когда исследуемым было в среднем по 16 лет, а по завершении, их средний возраст составил 22 года. В ходе эксперимента выяснилось, что прирост работоспособности идёт как за счёт развития центральных, так и периферических звеньев системы транспорта кислорода. При этом полости сердечной мышцы (важный компонент, который определяет, сколько крови сердечная мышца будет способна прокачивать за одно сокращение) развивались и увеличивались в первые три года наблюдения, в возрастном промежутке от 16 до 19 лет, после чего сердечная мышца стала развиваться за счет увеличения своей толщины (влияет на силу сокращений миокарда). Под конец эксперимента у части лыжников рост Vo2макс выровнялся и вышел на плато и вместе с тем затормозился прирост показателей сердечнососудистой системы.

На мой взгляд, один из интересных фактов, отмеченных в исследовании, заключался в том, что те лыжники, у которых показатели работоспособности (объёмы полостей сердца, Vo2макс и т.д.) были достаточно высокими в 16 летнем возрасте, продолжили пропорциональный рост и в дальнейшем, по-прежнему обгоняя своих сверстников. Те, которые отставали по средним показателям в раннем возрасте, сохранили эту разницу и на более позднем этапе. Это ещё раз подчеркивает необходимость целенаправленного поиска талантов и отбора в спорте.
Спортивная работоспособность исследуемых, при всем при этом, прогрессировала из года в год.

В конце кривой, рост замедляется и у некоторых начинается плато, они достигли своего потолка. Глядя на эти данные, невольно задумаешься, из каких вообще побуждений кто-то применяет допинг в юношеском спорте? Систематическая тренировка – вот самый лучший допинг. Прирост результатов в среднем 2-5 мл/кг/мин в год. Кстати, ГДРовцы, судя по оставшимся материалам исследований, давали стероидные препараты именно спортсменам, вышедшим на своё плато. Об этом напишу позже, особенно о последствиях этих стероидов для здоровья спортсменов по завершении карьеры. К сожалению, в те времена ещё не знали всех закономерностей развития спортивного мастерства, и не было никакого представления об экономичности в спорте. Это тема достойная отдельного поста.

Выход Vo2макс на плато с годами систематических тренировок отмечен во многих видах спорта на выносливость. В исследовании Мартина с высококвалифицированными американскими бегунами в подготовке к Олимпийским играм в течение 2,5 лет не было никаких сдвигов в показателях МПК. Несмотря на это, регистрировался постоянный регулярный прогресс и рост спортивных результатов. На частном примере обладателя мирового рекорда в марафонском беге среди женщин Полы Рэдклифф (Paula Radcliff) видно, что она достигла свой потолок максимального потребления кислорода в 70 мл/мин/кг будучи в 18 летнем возрасте, после чего её спортивная работоспособность повышалась за счёт развития других качеств.

Таким образом, высокий уровень максимального потребления кислорода является одним из предпосылок достижения спортсменом высокого соревновательного уровня, однако не предопределяет его безоговорочную успешность. Эта закономерность особенно хорошо видна среди элитных спортсменов с высоким показателями максимального потребления кислорода, но существенной разницей в спортивных результатах, о чём я расскажем позже.

автор:
Сергей Илюков,
спортивный врач,
Хельсинксий Университет,
Спорт и Наука