Что ограничивает выносливость - сердце или мышцы? Научный эксперимент

Что же все-таки ограничивает выносливость при выполнении упражнений - доставка кислорода или возможности мышц по его утилизации? Давний спор по "Центральные" и "Периферические" факторы аэробной работоспособности. Интересный эксперимент сегодня на обзоре. Фундаментальная физиология - все, как мы любим :)

Эксперимент "Влияние работы в маске на показатели лактата".

Идея эксперимента

Проверить гипотезу о том, что потребление кислорода мышцами во время разгибания колена не только будет снижено при гипоксии в результате уменьшения доставки кислорода, но и, что более важно, будет увеличено при гипероксии в результате повышенного снабжения кислородом.

Испытуемые

• 7 здоровых мужчин-велогонщиков, которые регулярно проезжали 200-400 миль в неделю, вызвались участвовать в этом исследовании;
• Физические характеристики испытуемых: возраст 26,1 ± 0,7 года, рост 185,8 ± 0,7 см и масса тела 77,1 ± 1,3 кг;
• МПК на предварительном тестировании на велоэргометре в среднем составило 5,03 ± 0,09 л/мин или 65,2 ± 1,1 мл/кг/мин.

Дизайн эксперимента

Испытуемый лежал на спине и выполнял разгибание колена одной ногой на специальном экспериментальном устройстве. (рис.1). Динамические сокращения мышц выполнялись со скоростью 60 движений в мин.

Рисунок 1. Экспериментальный стенд.

Было выполнено три теста с постепенно возрастающей нагрузкой в разных условиях по содержанию кислорода во вдыхаемой газовой смеси:

• Разгибание ноги при дыхании комнатным воздухом (21% кислорода);
• Разгибание ноги при гипоксии (12% кислорода);
• Разгибание ноги при гипероксии (100% кислорода).

Что измеряли

• Легочное потребление кислорода;
• Брали пробы крови для измерения давления газов в крови, показателя рН и насыщения артериальной крови кислородом;
• Измеряли показатели кровотока (катетеры в лучевой артерии и бедренной вене);
• Потребление кислорода работающими мышцами.

Результаты

• Легочное потребление кислорода при максимальной работе одной ногой увеличилось до 45% от МПК ранее зарегистрированного во время обычной велоэргометрии;
• Потребление кислорода квадрицепсами варьировало в зависимости от вдыхаемого кислорода, будучи ниже при гипоксии, чем при нормоксии, и выше при гипероксии, чем при нормоксии (рис.2);
• Максимальный мышечный кровоток не различался при гипероксии и нормоксии, но был значительно ниже при гипоксии (рис.2).

Рисунок 2. Метаболические и гемодинамические показатели при работе одной ногой в условиях с разным содержанием кислорода.

• При максимальной нагрузке насыщение артериальной крови кислродом значительно снижалось при гипоксии и значительно повышалось при гипероксии (рис.2).

Выводы

• Основное наблюдение заключается в том, что даже при упражнениях, когда доставка кислорода на единицу работающей мышечной массы очень высока (локальные упражнения), дополнительное повышение доставки кислорода приводит к увеличению пикового потребления кислорода в тренированных скелетных мышцах человека;
• Это свидетельствует о том, что у тренированных людей потребление кислорода при разгибании колена в условиях нормоксии ограничивается поставкой кислорода, а не механизмами его утилизации;
• Строгих выводов пока не делаем, дискуссия продолжается и данный вопрос продолжает интенсивно изучаться. Не исключено, что лимитирующий выносливость фактор будет меняться в зависимости от упражнения и функционального состояния организма.

Получить доступ к неопубликованным лекциям, статьям и другим материалам, а также поддержать нашу работу можно на Boosty
Сейчас там опубликованы следующие материалы:
1. Конкурентный тренинг (лекция).
2. Весогонка в единоборствах (лекция).
3. Плиометрика в фитнесе (лекция).
4. Метаболические эффекты упражнений.
5. Зона жиросжигания - что мы о ней знаем (лекция).
6. Физиология аэробного и анаэробного порогов, МПК (лекция).
7. Все про Дроп-Сет (научный доклад).
8. Локальное жиросжигание (научный доклад).
9. Ишемический тренинг. Часть 1 и 2 (научный доклад).
10. Физподготовка в волейболе (три лекции).
11. Биоэнергетика спорта (обзорная лекция).
12. Классификация аэробных и анаэробных упражнений (лекция).
13. NEW! Статодинамика: 30 лет обсуждений Часть 1 (научный доклад).
14. NEW! Физиология жиросжигания. Часть 1. (лекция).

Дополнительные материалы по данной теме:

Сердце или мышцы - что лимитирует выносливость? Научный эксперимент

Тренировка одной ноги и работоспособность двумя. Научный эксперимент

Локальная и общая выносливость. Делает ли тренировка рук выносливыми ноги?

Источник: Richardson RS, Grassi B, Gavin TP, Haseler LJ, Tagore K, Roca J, Wagner PD. Evidence of O2 supply-dependent VO2 max in the exercise-trained human quadriceps. J Appl Physiol (1985). 1999 Mar;86(3):1048-53.