Потенциальное максимальное потребление кислорода как показатель максимально возможного минутного объема кровообращения

Гаврилов В. Б., Щербаков В. А., Селуянов В. Н.
НИИ проблем спорта РГУФК

Введение

Тест со ступенчато нарастающей мощностью является основным для определения физической подготовленности спортсменов многих видов спорта. По данным изменения ЧСС (HR), легочной вентиляции (Ve), мощности (W), потребления кислорода (VO₂), выделения углекислого газа (V_CO2) и концентрации лактата в крови (La) определяют величины, соответствующие порогам аэробного и анаэробного обмена, а также МПК.

В тесте темп педалирования поддерживается 60 или 75 об/мин. В этом случае при изменении сопротивления спортсмен должен рекрутировать все больше и больше мышечных волокон. Пока он рекрутирует окислительные мышечные волокна ЧСС и ЛВ изменяются по линейной зависимости. С началом рекрутирования гликолитических мышечных волокон, появляется лактат, ионы водорода, а значит избыточный углекислый газ. Эксцесс СО₂ вызывает дополнительную активизацию работы сердца и дыхательных мышц. Изломы на кривой «легочная вентиляция — мощность (потребление кислорода)» позволяют определить показатели мощности, потребления кислорода для вентиляционного аэробного и анаэробного порогов.

Гипотеза

Давно было замечено, что при тестировании с низким темпом быстро начинает наступать локальное мышечное утомление, поэтому велосипедисты тестируются с темпом 90 об/мин. Локальное утомление связано с накоплением молочной кислоты, которая образуется в рекрутированных мышечных волокнах. Гликолитические мышечные волокна рекрутируются только при определенном внешнем сопротивлении (внутренней интенсивности работы), поэтому при меньшем сопротивлении, когда рекрутируются только окислительные мышечные волокна, при увеличении темпа педалирования можно заставить вырабатывать большую механическую и метаболическую мощность окислительные мышечные волокна, поскольку метаболическая мощность митохондрий в них должна соответствовать мощности АнП. Следовательно, при педалировании с высоким темпом аэробный и анаэробный пороги должны приблизиться друг к другу или совпасть, а реальное максимальное потребление кислорода должно существенно увеличиться, поскольку уменьшение закисления крови снизит степень активизации ССС и ДС.

Методика

В эксперименте приняли участие 9 спортсменов (лыжники и легкоатлеты) от второго разряда до мастеров спорта международного класса. У всех спортсменов измерили массу и длину тела. Каждый испытуемый участвовал в трех опытах:

В ходе опытов на велоэргометре «Монарк», измеряли ЧСС с помощью пульстестора POLAR-810, легочную вентиляцию с помощью “VOLID-900”.

Результаты

В табл. 1 представлены данные оценки физического развития испытуемых. Видно, что при увеличении темпа до 120 об/мин у данных испытуемых показатели АэП 120 и АнП 120, а также МПКп 75 и МПКр 120 совпадают между собой.

Таблица 1. Показатели физического развития и физической подготовленности испытуемых (объем выборки 9).

Показатели	Средняя	Сред. квад. откл
Возраст, г	18,8	4,0
Масса тела, кг	68,1	8,2
Длина тела, см	177	7,0
МАМ, Вт/кг	11,8	1,0
АэП 75, Вт/кг	2,2	0,4
АнП 75, Вт/кг	3,8	0,8
АэП 120, Вт/кг	4,4	0,6
АнП 120, Вт/кг	4,4	0,6
МПК реальное 75, мл/мин/кг	54,7	8,2
МПК р 75, Вт/кг	4,07	0,7
МПК потенциальное 75, мл/мин/кг	69,0	11,2
МПК п 75, Вт/кг	5,17	0,95
МПК реальное 120, мл/мин/кг	69,0	11,2
МПК р 120, Вт/кг	5,17	0,95

Причину такого тесного совпадения можно понять из экспериментальных данных, представленных на рис.1. Видно, что на кривой «ЧСС — внешняя мощность (Wex)» для темпа 75 об/мин имеется перелом, который соответствует аэробному порогу, далее появляется второй перелом и он идентифицируется как анаэробный порог по методике Васермана (Waserman, 1984). Линия «ЧСС — внешняя мощность» для темпа 120 об/мин лежит выше, однако часть энергии тратится на перемещение ног (Win). Вычислить эту мощность можно по данным Селуянова В. Н. и Савельева И. А. (1982), но можно и экспериментально, если сопоставить мощность развиваемую на одном пульсе при темпе 75 и 120 об/мин. В данном случае мощность на перемещение ног составила 120 Ватт. С учетом этой поправки была построена линия “ЧСС − (Wex + Win)”, которая точно легла на продолжение начального участка зависимости «ЧСС — Win» для темпа 75 об/мин. В этом случае мы получили совпадение мощностей на пульсе 190 уд/мин, как для случая теста с 75 об/мин, так и для темпа 120 об/мин. Если эти показатели определить как МПК потенциальное для 75 об/мин и МПК реальное для темпа 120 об/мин, то можно считать, что в тесте с 75 об/мин удается определить реальную возможность доставки кислорода к мышцам сердечно-сосудистой системой по показателю МПК потенциальное. МПК р в среднем составила 79% от МПКп. Можно, также отметить, что на уровне АнП при темпе 120 об/мин была зафиксирована мощность большая чем на уровне АнП при тестировании с темпом 75 об/мин, причем величина легочной вентиляции нами выбиралась равной для обоих случаев. Эта мощность в среднем была выше чем МПК-реальное.

Рис.1. Экспериментальные данные обследования легкоатлета 16 лет в ступенчатых тестах с темпом 75 и 120 об/мин.

Вывод

При сравнении зависимостей между ЧСС и мощностью в ступенчатых тестах с темпом 75 и 120 об/мин было показано, что линии накладываются друг на друга до момента наступления аэробного порога. По графику этой линии можно определять МПК потенциальное, которое должно в относительно чистом виде характеризовать потенциальные возможности сердечно-сосудистой системы по доставке кислорода к мышцам.

Литература

Селуянов В. Н., Савельев И. А. Внутренняя механическая работа при педалировании на велоэргометре. Физиология человека, 1982, 8, 2. С. 235 240.

Wasserman K. The anaerobic threshold measurement to evaluate exercise performance. //Am. Rev. Respir. Dis. Suppl. — 1984. — 129. — P. 35 — 40.