Fizjologiczne aspekty treningu wytrzymałości aerobowej

8 grudnia 2016
80 Wyświetleń

Znajomość fizjologii i biochemii sportu, w aspekcie reakcji organizmu na wysiłek fizyczny o różnej intensywności, umożliwia większą sterowalność procesem treningu. Pozwala na ukierunkowany charakter pracy zawodnika, wpływając na periodyzację jego procesu szkolenia. Pomocne jest w tym celu tworzenie przez związki sportowe sztabów szkoleniowych, skupiających wokół zawodnika (zawodników) specjalistów z różnych dziedzin nauki (psycholog, dietetyk, masażysta oraz fizjolog). Trenera nie zwalnia to jednak z odpowiedzialności i znajomości podstaw teorii treningu sportowego, aby to on mógł, po konsultacjach, podejmować ostateczną decyzję w sprawie zawodnika. 

Obecny artykuł poświęcony został fizjologicznym aspektom wytrzymałości aerobowej (tlenowej) dotyczącej dyscyplin sportowych o charakterze wytrzymałościowym. Zarówno zawodnik o dużym potencjale aerobowym (tlenowym), jak i anaerobowym (beztlenowym) charakteryzować się będzie dobrze wytrenowaną wytrzymałością. Jest to jednak wytrzymałość znacząco ich różniąca, a przede wszystkim różnią się metody treningu ją kształtujące. W literaturze przedmiotu znaleźć możemy określenia, takie jak wytrzymałość na wysiłki o niskiej intensywności (low-intensty exercise endurance, LIEE) oraz wytrzymałość na wysiłki o wysokiej intensywności (high-intensty exercise endurance, HIEE), (Stone i wsp. 2006). Wydaje się, że najlepszym przykładem zawodników, którzy z racji wykonywanej pracy powinni charakteryzować się wysokim potencjałem wytrzymałości aerobowej na wysiłki o niskiej intensywności (wytrzymałość tlenowa), są sportowcy uprawiający wytrzymałościowe biegi długie, kolarstwo szosowe, biegi narciarskie, chód sportowy oraz nordic walking. Wykonywana przez nich praca to długotrwałe treningi, setki, a nawet tysiące pokonanych kilometrów, często zrealizowanych ze ściśle określoną intensywnością indywidualną dla każdego zawodnika.

Wytrzymałość tlenowa, według wielu autorów, zależeć będzie od wielkości rozwijanej mocy tlenowej, progów metabolicznych, ekonomii ruchu oraz typu włókien mięśniowych.

Problem pojawia się w tym, że nie ma jednego, uniwersalnego typu treningu, który wpływać będzie jednakowo pozytywnie na wszystkie wyżej wymienione składowe. Sekret tkwi w intensywności wykonywanych ćwiczeń fizycznych odpowiednio realizowanych w poszczególnych mikrocyklach treningowych.

Pojawia się zatem pytanie, jaka ma być ta optymalna intensywność, która będzie w najkorzystniejszy sposób kształtować wytrzymałość tlenową? W tym miejscu musimy wrócić do artykułu zamieszczonego w Perfect Body nr 14 ,,Wydolność aerobowa – tlenowa w treningu sportowym. Opisywałem w nim metodę pomiaru maksymalnego minutowego poboru tlenu (VO2max) metodą bezpośrednią, jako wyznacznika wydolności fizycznej w dyscyplinach wytrzymałościowych. W bieżącym artykule chciałbym wprowadzić pojęcie ,,progów metabolicznych” oraz ,,obciążeń progowych” wyznaczanych podczas laboratoryjnych testów wysiłkowych, w czasie których doprowadzamy organizm do skrajnego zmęczenia. Pojęcie ,,progu”, w sposób bardzo uproszczony, możemy rozumieć jako pewne obciążenie, które realizuje zawodnik podczas treningu lub zawodów, a efektem jego są ściśle określone zmiany homeostazy indywidualne dla każdego zawodnika. Przekroczenie danego progu metabolicznego (rozumianego jako obciążenia, intensywności, prędkości) podczas wysiłku związane jest ze zmianą energetyki, a tym samym ze zmianami homeostazy. Chcąc podzielić na odpowiednie części (biorąc pod uwagę energetykę pracy) wykonywany wysiłek o stopniowo narastającym obciążeniu, możemy wyróżnić dwa progi metaboliczne: aerobowy (tlenowy) i anaerobowy (beztlenowy), dzielące wysiłek na trzy różne strefy energetyczne, co pokazuje rycina 1.

Intensywność wysiłku poniżej progu pierwszego AT (próg aerobowy, Aerobic Threshold) nie jest wykorzystywana w kształtowaniu wytrzymałości, gdyż ów wysiłek odpowiada wysiłkowi o znikomej intensywności (np. trucht). Jednakże nie można pominąć takich intensywności treningowych, gdyż wysiłki te wykonywane są podczas rozgrzewki, w okresie roztrenowania, a także w treningu nastawionym na zmniejszenie ilości tkanki tłuszczowej (przy odpowiednich proporcjach czasowych). Po przekroczeniu intensywności wysiłku charakterystycznej dla progu AT (próg aerobowy, Aerobic Threshold) zwiększa się procentowy udział beztlenowych źródeł pozyskiwania energii, czego efektem jest niewielki wzrost kwasu mlekowego we krwi.  Jest on na bieżąco neutralizowany przez rezerwy alkaliczne. Gdy intensywność wysiłku przekracza obciążenie charakterystyczne dla progu AnT (próg anaerobowy, Anaerobic Theshold – AnT), kwas mlekowy powstający w wyniku pozyskiwania energii ze źródeł beztlenowych nie jest na bieżąco buforowany, gdyż jego przyrosty są zbyt duże. W efekcie powoduje to obniżenie równowagi kwasowo-zasadowej, spadek pH (ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych) oraz wzrost stężenia jonów wodorowych. Zmiany te charakteryzują opisywaną przez wielu autorów ,,kwasicę metaboliczną w stopniu niewyrównanym”.

Indywidualne wyznaczenie obciążeń progowych podczas laboratoryjnych testów do odmowy umożliwia precyzyjne sterowanie procesem treningu. Badania naukowe dowodzą, że wykonywanie treningów z intensywnością okołoprogową (5% poniżej progu AnT) najefektywniej wpływa na poprawę wytrzymałości tlenowej.

Niektórzy autorzy nazywają wykonywanie ćwiczeń z taką intensywnością treningiem progowym (threshold training) lub treningiem z ustalonym tempem (pace training, tempo training).

Wyznaczenie progów metabolicznych możliwe jest jedynie za pomocą specjalistycznej aparatury, jednak z dużą śmiałością można stosować pewne uproszczenia, które wyznaczają drugi próg metaboliczny – AnT na poziomie między 65% a 95% VO2max i 85%HRmax (rycina 1). Należy mieć na uwadze to, że u dobrze wytrenowanych sportowców te proporcje wyglądają inaczej, a głównym celem treningu jest podwyższanie tych wielkości do najwyższych granic. Znajomość obciążeń progowych pozwala na stosowanie precyzyjnie dobranych form treningowych, które skutkować będą poprawą wytrzymałości tlenowej.

W praktyce trenerskiej parametrem wykorzystywanym często do kierowania treningiem sportowym kształtującym wydolność aerobową jest maksymalny stan równowagi mleczanowej (maximal lactate steadyt state, MLSS), (Svedahl, Macintosh 2003). Intensywność treningu wykonywana z MLSS odpowiada jednak intensywności drugiego progu metabolicznego AnT.

Ustalenie u zawodnika prędkości oraz tętna progowego lub prędkości i tętna odpowiadającym maksymalnemu stanowi równowagi mleczanowej jest pomocne w kształtowaniu wytrzymałości. Dużym ułatwieniem w pracy trenerskiej pozwalającym na dokładne realizowanie obciążeń treningowych ze ściśle określoną intensywnością (podprogową, progową, nadprogową) są monitory pracy serca oraz przenośne analizatory kwasu mlekowego.

pb18_37

Rycina 1. Schemat wybranych fizjologicznych reakcji organizmu zachodzących podczas badania maksymalnego poboru tlenu metodą bezpośrednią (w czasie wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności) oraz trzy strefy energetyczne oddzielone wyznaczonymi w tym badaniu progami metabolicznymi: aerobowym (AT) i anaerobowym (AnT) [W]: Klimek A.T. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych za szczególnym uwzględnieniem narciarstwa biegowego. (Red. Krasicki Sz.) AWF Kraków, Studia i Monografie nr 63, 2010; 33-61.

Kolejnym bardzo ważnym aspektem związanym z wytrzymałością tlenową jest moc tlenowa, której miarą jest maksymalny minutowy pobór tlenu. U sportowców dyscyplin wytrzymałościowych najwyższej rangi światowej wielkość VO2max zbliżona jest do poziomu 90 ml∙kg-1∙min-1. Wielu autorów jest zdania, że znaczny udział środków treningowych o intensywności 90-100% VO2max (Wenger, Bell 1986) lub o intensywności nieco poniżej poziomu maksymalnego minutowego poboru tlenu (Tabata i wsp. 1997, Laursen i wsp. 2002) jest najbardziej efektywną formą treningu, mającą na celu podwyższenie lub utrzymanie na wysokim poziomie wielkości maksymalnego minutowego poboru tlenu. Sportowców najwyższej światowej rangi nie różnicuje w dużym stopniu wielkość maksymalnego poboru tlenu. Są to zawodnicy o wybitnie wysokich wartościach tego wskaźnika. Jak zatem wytłumaczyć różne wyniki zawodników charakteryzujących się podobnym wskaźnikiem VO2max? Odpowiedź tkwi między innymi we wskaźniku nazywanym procentowym udziałem czasu, przez który sportowiec potrafi pracować z maksymalną wartością VO2max. Wskaźnik ten zależy zarówno od położenia drugiego progu metabolicznego, jak również od pułapu tlenowego.

Niezmiernie ważnym czynnikiem, od którego zależy poziom wytrzymałości tlenowej, jest ekonomia ruchu. W fizjologii sportu określana jest ona jako wielkość poboru tlenu na kilometr pokonanego dystansu. Jest to kolejny wskaźnik, który pozwala wytłumaczyć nam różnice w czasie np. pokonanego biegu maratońskiego przez zawodników o podobnej wielkości pułapu tlenowego. U osób wytrenowanych obserwujemy lepszą ekonomię biegu (zużywają mniej tlenu na kilometr pokonanego dystansu) niż u osób niewytrenowanych. Badania własne, wykonywane na Kadrze Małopolski w lekkoatletycznych biegach średnich i długich w wieku juniora, pokazują, że najlepszą ekonomię biegu u zawodników i zawodniczek stwierdzono po okresie przygotowawczym, w którym podstawą treningu były wysiłki o charakterze aerobowym (okołoprogowym). Spadek ekonomii biegu następował po okresie treningowym przypadającym na okres startowy, w którym to środki kształtujące mechanizm ,,mieszany” stanowiły aż 30-25% całej objętości treningu.

U osób słabo wytrenowanych często zalecanym środkiem treningowym służącym poprawie wytrzymałości tlenowej jest ,,powolny trening długodystansowy” (Long Slow Distance, LSD). Trening taki charakteryzuje się reakcją układu krążenia w postaci tętna ok. 66-80% HRmax oraz pokonaniem długich odległości. U osób zaawansowanych treningowo zalecanymi formami aktywności jest tlenowy trening interwałowy oraz fartlek (szwedzkie słowo oznaczające zabawę z szybkością). Fartlek jest to forma treningu zbliżona do polskiej szkoły małej i dużej zabawy biegowej, będącej połączeniem treningu ciągłego oraz interwałowego. Stosowany jest na zróżnicowanym terenie, często podczas okresu przygotowawczego, jako sprawdzony i skuteczny środek rozwijający wytrzymałość tlenową.

Połączenie wszystkich tych form treningu sportowego w odpowiednich proporcjach, z zachowaniem prawidłowo przeprowadzonych procesów odnowy oraz odpowiednim odżywianiem, jak również suplementacją, stanowi najważniejszy element treningu sportowego.

Szukanie optymalnych rozwiązań w sterowaniu treningiem sportowym to kluczowe zadanie, przed którym stoi trener i zawodnik. Poszukiwanie nowych rozwiązań, umiejętne korzystanie i wykorzystywanie nauki w procesie kierowania treningiem zbliża trenera i zawodnika do osiągania coraz lepszych wyników sportowych.

dr Łukasz Tota

 

Bibliografia:

1.       Billat V. L., Demarle A. A., Slawinski J. J., Paiva M. M., Koralsztein J. P. 2001. Physical and training characteristics of top-class marathon runners. Medicine & Science in Sports & Exercise, 33 (12), 2089-2097. Retrieved from EBSCOhost.

2.       Birch K., MacLaren D., George K. 2009. Krótkie wykłady. Fizjologia Sportu. Wydawnictwo Naukowe PWN.

3.       Bompa Tudor O, Haff Gregory G. Periodyzacja. Teoria metodyka treningu. Biblioteka Trenera, Warszawa 2010.

4.       Bragada J. A., Santos P. J., Maia J. A., Colaço P. J., Lopes V. P., Barbosa T. M. 2010. Longitudinal study in 3,000 m male runners: relationship between performance and selected physiological parameters. Journal of Sports Science & Medicine, 9 (3), 439-444. Retrieved from EBSCOhost.

5.       Costill D. L.  Charakterystyka  długodystansowca.  Sport  Wyczynowy 8; 1976, 5-84.

6.       Daniels J. Daniels’ Running Formula, 2nd ed., Human Kinetics, 2005.

7.       Górski J., Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego. 2001. PZWL Warszawa.

8.       Jaskólski J. 2002. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego. AWF Wrocław.

9.       Klimek A.T. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych za szczególnym uwzględnieniem narciarstwa biegowego. (Red. Krasicki Sz.) AWF Kraków, Studia i Monografie nr 63, 2010; 33-61.

10.    Kubica R. Podstawy fizjologii pracy i wydolności fizycznej. Wydawnictwo skryptowe, AWF Karków, 1995.

11.    Laursen P. B., Shing C. M., Peake J. M., Coombes, J. S., Jenkins, D. G. 2002. Interval training program optimization in highly trained endurance cyclists. Medicine & Science in Sports & Exercise, 34 (11), 1801-1807. Retrieved from EBSCOhost.

12.    Stone M. H, Sands W. A., Pierce K. C., Newton R. U., Haff, J. Carlock. 2006. Maximum strength and strength training: relationship to enurance? Strength Cond J. 28: 44-53.

13.    Svedahl K., Macintosh B. R. 2003. Anaerobic threshold: the concept and methods of measurement. Can J. Appl Physiol 28: 299-323.

14.    Tabata I. I., Irisawa K. K., Kouzaki M. M., Nishimura K. K., Ogita F. F., Miyachi, M. M. 1997. Metabolic profile of high intensity intermittent exercises. Medicine & Science in Sports & Exercise, 29 (3), 390-395. Retrieved from EBSCOhost.

15.    Tjelta L., Enoksen, E. Training Characteristics of Male Junior Cross Country and Track Runners on European Top Level. International Journal of Sports Science & Coaching, 5 (2); 2010, 193-203. Retrieved from EBSCOhost.

16.    Tota Ł. Zmiany wskaźników wydolności fizycznej i kosztu energetycznego biegu w relacji do zrealizowanych obciążeń treningowych u młodych lekkoatletów. Praca doktorska. AWF Kraków, 2011.

17.    Wenger H. A., Bell G. J. 1986. The interactions of intensity, frequency and duration of exercise training in altering cardiorespiratory fitness. Sports Medicine, 3 (5), 346-356. Retrieved from EBSCOhost.

18.    Zając A., Poprzęcki S. 2007. Dietetyczne i suplementacyjne wspomaganie wydolności i sprawności fizycznej. W Nauka w służbie sportu wyczynowego, red. Zając A., Waśkiewicz Z. AWF Katowice.

19.    Zatoń M., Jastrzębska A. 2010. Testy fizjologiczne w ocenie wydolności fizycznej. Wydawnictwo Naukowe PWN

Wystaw komentarz