За последнее столетие "максимальное потребление кислорода" оказалось ценным показателем как уровня выносливости, так и состояния здоровья.
Ни один кусочек физиологического жаргона не получил такой популярности, как показатель VO2max, также известный как максимальное потребление кислорода. И за последнее столетие ни один из них не был так последовательно и неправильно истолкован. Исследование, опубликованное в "Международном журнале спортивной физиологии и результативности", проведенное под руководством Грегуара Милле из Университета Лозанны отмечает 100-летие знаковой статьи А. В. Хилла и Хартли Луптона, в которой впервые описывается показатель VO2max. Это важная веха, и она дает хороший повод поближе взглянуть на то, что на самом деле означает VO2max и почему этот показатель (иногда) имеет значение.
Истоки показателя VO2Max?
Хилл пробежал милю за 4:45, после чего за исследования (проведенные в паре с Луптоном) показателя максимального потребления кислорода и работы в области физиологии мышц получил Нобелевскую премию. В экспериментах участвовали испытуемые, бегающие по саду за домом Хилла, в специальной экипировке для измерения того, сколько кислорода они используют. Чем быстрее они бежали, тем больше кислорода им требовалось, но только до определенного момента. В конце концов, потребление кислорода стабилизировалось (достигло плато), хотя бегуны продолжали ускоряться.
За пределами этого плато – того, что сейчас известно как VO2max, обозначающего максимальный объем кислорода (O2) в единицу времени – исследователям также пришлось полагаться на анаэробные энергетические пути, что привело к тому, что Хилл позже назвал "кислородным долгом". Этот долг не мог поддерживаться в течение длительного времени из-за роста уровня молочной кислоты, а это означало, что VO2max фактически обозначил пределы устойчивых усилий. Другими словами, VO2max был объективным показателем выносливости.
Современное понимание метаболизма при физической нагрузке в некоторых отношениях изменилось со времен Хилла. Физиологи больше не говорят о кислородном дефиците, а лактат (а не молочная кислота) считается маркером усталости, но не ее непосредственной причиной. Но основная идея остается прежней: существует предел скорости, с которой человеческий организм может поглощать и использовать кислород, и более высокий предел является хорошим предзнаменованием как для производительности, так и для здоровья.
Что означает VO2Max?
Первоначальное понимание VO2max заключалось в том, что это показатель сердечно-сосудистой функции, ограниченный в первую очередь тем, насколько быстро сердце может перекачивать богатую кислородом кровь к мышцам. Для элитных спортсменов, занимающихся выносливостью, это довольно ясное объяснение: "аэробные монстры" отличаются прежде всего большим сердцем, способным при каждом ударе перекачивать огромные объемы крови.
Но со временем исследователи поняли, что пределы поглощения кислорода лучше всего рассматривать как каскад, состоящий из множества этапов. Вы вдыхаете кислород в легкие, распространяете его в кровоток, где он перекачивается и распространяется в мышцы, а затем, митохондрии используют его для выработки АТФ. Каждый из этих шагов может быть органичителем - "бутылочным горлышком" - в определенных условиях, поэтому не существует единого пути изменения максимального показателя VO2max.
Как измерить VO2Max?
Существует два способа количественной оценки показателя VO2max. Абсолютное значение выражается в литрах кислорода в минуту: например, хорошо тренированный спортсмен может потреблять 5 литров кислорода в минуту. Относительное значение, которое чаще всего обсуждается, представляет собой просто абсолютное значение, разделенное на вес. Если бы тот же спортсмен, занимающийся выносливостью, весил 70 килограммов, то его относительный максимальный показатель VO2 составил бы 71 мл/мин/кг.
Стандартный метод измерения VO2max, первоначально разработанный как ответвление печально известного Миннесотского исследования голодания во время Второй мировой войны, представляет собой тест на беговой дорожке (или эквивалент какой-либо другой формы упражнений, например, на велотренажере), продолжительностью от 6 до 12 минут и поэтапного усложнения (увеличения скорости), до достижения максимума. Но что значит достичь максимума? Существуют различные критерии: потребление кислорода достигает плато, частота сердечных сокращений достигает плато, уровень лактата превышает 8,0 ммоль/л, воспринимаемая нагрузка выше 17 по шкале от 6 до 20, коэффициент дыхательного обмена (сравнение количества выдыхаемого углекислого газа) по сравнению с тем, сколько кислорода вы потребляете) более 1,1.
Причина всех этих критериев в том, что идеализированная картина устойчивого увеличения потребления кислорода с последующим плато часто не проявляется в реальной жизни. И даже если это так, это не неизменное число: максимальный показатель VO2 при каякинге будет меньше, чем, например, при беге, потому что задействуются меньшие мышцы, которые не могут поглощать столько кислорода. Вот почему гребцы, как правило, имеют одни из самых высоких абсолютных показателей VO2max, потому что они огромные и задействуют мышцы рук и ног. Лыжники имеют одни из самых высоких относительных показателей, поскольку они также используют руки и ноги, но, как правило, намного легче гребцов.
Есть даже несколько исследований, которые выявили разные значения максимального значения VO2 в зависимости от деталей протокола беговой дорожки. Как она может быть высшей объективной мерой выносливости, если ее ценность зависит от того, как вы ее проверяете? Является ли кажущееся плато результатом того, что мозг решил, что с вас достаточно и пора сойти с беговой дорожки? Максимальное плато VO2 реально и продиктовано физиологией, но это не такой четкий порог, как считалось раньше.
Почему VO2Max имеет значение?
Если протестировать бегунов со стартовой линии олимпийского забега на длинные дистанции, их максимальные значения VO2 мало что расскажут о том, какое место они займут. Все они имеют высокие значения, и гонку не обязательно выиграет бегун с наивысшим значением. Элиуд Кипчоге, например, для уровня элитного марафонца, имеет относительно обычный уровень показателя. В этом смысле максимальный показатель VO2 не является качественным показателем беговых результатов. И велосипедист с самым высоким за всю историю показателем VO2max, Оскар Свендсен, в конечном итоге не достиг ожидаемых пределов.
С другой стороны, если нужно было предсказать порядок финиширования 100 человек, случайно выбранных с улицы, и при этом на выбор был разрешен один физиологический тест, то многие выбрали бы показатель VO2max. В такой разнообразной популяции максимальные значения VO2 гарантированы, и те, у кого самый высокий показатель, скорее всего, финишируют в первых рядах. В этом смысле максимальный показатель VO2 является отличным предсказателем.
Другими словами, высокий максимальный показатель VO2 является необходимым, но недостаточным условием для достижения успеха в мире выносливости.
Имеется аргумент о том, что максимальный показатель VO2 имеет большее значение как показатель здоровья и долголетия, чем спортивного успеха. Хотя взаимосвязь между привычками к физическим упражнениям и долголетием остается немного туманной, поскольку некоторые утверждают, что слишком много тренировок вредно, связь между VO2max и долголетием однозначна: чем выше, тем лучше. Фактически, Американская кардиологическая ассоциация утверждает, что максимальный показатель VO2 следует считать "жизненно важным показателем" и рекомендует регулярно измерять или оценивать его.
Как увеличить VO2Max?
В 1990-х годах, в рамках исследования "Семейное наследие", около 500 человек из 100 разных семей тренировались в течение 20 недель. В среднем, многим удалось повысить максимальный показатель VO2 примерно на 20 процентов. Но был широкий разбром: некоторые увидели увеличение более чем в два раза, в то время как другие практически не заметили его. И эти различия, похоже, группировались внутри семей. Исследователи подсчитали, что около половины максимального значения VO2 на тренировке обусловлено генетикой.
Идея о том, что некоторые люди вообще не улучшают свой максимальный показатель VO2 - даже при регулярных тренировках - остается спорной. Несколько различных исследований были нацелены на эту идею и показали, что если вы возьмете из исследования тех, кто не достигает прогресса (не имеет "ответ на тренировочный стимул"), и предложите им - либо тренироваться больше, либо тренироваться усерднее, все в конечном итоге спрогрессируют. Тем не менее, очевидно, что некоторым людям повысить максимальный показатель VO2 легче, чем другим.
Тренированные спортсмены в конечном итоге достигают "точки убывающей отдачи", хотя долгосрочные структурные адаптации, такие как размер сердца и плотность капилляров, распределяющих кровь, могут продолжать улучшаться.
Метаанализ, проведенный десять лет назад, показал, что интервальные тренировки могут привести к существенным улучшениям, при этом наибольший эффект достигается при интервальных тренировках продолжительностью от трех до пяти минут на повторение.
Самые высокие зарегистрированные значения обычно составляют около 90 мл/кг/мин у мужчин и 80 мл/кг/мин у женщин, при этом половые различия объясняются более высоким содержанием жира в организме и более низким уровнем гемоглобина у женщин.
Каким бы важным ни было увеличение максимального показателя VO2, более серьезной задачей для многих из является замедление его снижения. После 25 лет он обычно падает примерно на десять процентов за десятилетие. Согласно недавнему анализу, спортсмены, которые продолжают тренироваться, могут замедлить это снижение примерно до 5 процентов за десятилетие, но те, кто выпадает из тренировочного режима жизни, могут увидеть еще более резкое снижение.
В целом, многие пришли к выводу, что VO2max — это предиктор "здорового и активного долгожителя", который остается важным показателем как в видах спорта, требующих выносливости, так и в качестве показателя здоровья сердечно-сосудистой системы. Это не окончательный барометр фитнеса, но и не бессмысленная деталь.
