Буферная емкость у спортсменов и нетренированных

Сегодня снова немного физиологии мышечной деятельности. Выполнение упражнений высокой интенсивности характеризуются быстро развивающимся утомлением, одной из причин которого может быть снижение показателя рН в мышцах и крови (т.н. закисление, метаболический ацидоз).

Закисление замедляется буферными системами организма (бикарбонатной, фосфатной и др.). В нагрузочных тестах зону от первого метаболического порога (аэробного или лактатного) и до второго порога (анаэробного или точки респираторной компенсации) иногда называют зоной изокапнического буферирования. При дальнейшем увеличении нагрузки будет наблюдаться переход от зоны буферизации к ацидозу и быстрому утомлению.

Есть мнение, что количество работы, выполненной в этой зоне буферизации может также зависеть от буферных систем мышц и крови (т.н. "буферной емкости"). В сегодняшнем материале авторы попытались оценить буферную емкость у разных испытуемых.

Эргоспирометрия в Международном Центре Охраны Здоровья (Москва).

Идея исследования

Оценить относительный размер зоны изокапнического буферирования, как косвенной меры буферной емкости.

Испытуемые

В исследовании приняло участие 30 человек, которых равномерно разделили на три группы:

• Группа "НЕТРЕНИРОВАНЫЕ" - неподготовленные, здоровые студенты мужского пола;
• Группа "АЭРОБНО ТРЕНИРОВАННЫЕ" - бегуны, выполнявшие преимущественно аэробные тренировки по 6-8 часов в неделю в течение как минимум 2 лет;
• Группа "АНАЭРОБНО ТРЕНИРОВАННЫЕ" - бегуны на 400 м (лучшее время 48,47+0,89 с). Они в течение как минимум 2 лет тренировались для участия в соревнованиях. Авторы предполагают достаточно большую вовлеченность анаэробного механизма энергообеспечения при продолжительности упражнений 45-50 секунд.

Что измеряли

В тесте с постепенно возрастающей нагрузкой на беговой дорожке определили:

• скорость на уровне аэробного порога (лактатный порог);
• скорость на уровне индивидуального анаэробного порога (с помощью измерений лактата);
• скорость на уровне точки респираторной компенсации (анаэробный порог по легочной вентиляции);
• максимальное потребление кислорода и максимальную скорость бега (МПК);

Общая схема теста показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Протокол теста - трехминутные ступени с паузой 30 секунд для забора крови.

Между каждой нагрузкой для забора капиллярной крови из мочки уха допускались паузы.

Относительная функциональная буферная емкость (relFB) определялась как разница между скоростью бега на уровне аэробного порога и скоростью на уровне точки респираторной компенсации (ТРК или анаэробного порога), выраженная в процентах от последней (рис. 2).

Скорость бега на уровне аэробного (лактатного) порога использовалась в качестве начальной точки буферизации. За конечную точку буферизации принимали начало респираторной компенсации ацидоза (точку около или на уровне анаэробного порога). Эту точку определяли по снижению содержания CO2 в конце выдоха (рис. 2).

Рисунок 2. Пример зоны изокапнического буферирования (между пунктирными линиями - зоны между порогами) по данным газообмена.

Результаты

Кинетика лактата

• Достоверные различия по скорости бега на уровне аэробного и индивидуального анаэробного порога были обнаружены между всеми группами, с самым высоким значением в группе АЭРОБНО ТРЕНИРОВАННЫХ (рис. 3);
• Тренированные бегуны показали значительно более высокие скорости бега на уровне точки респираторной компенсации, чем нетренированные (рис. 3);
• Максимальная скорость бега существенно не отличалась между тренированными группами, хотя в обеих группах эти значения были выше по сравнению с нетренированными (рис. 3);

Рисунок 3. Значения скорости бега на ключевых точках для трех групп.

• Максимальный лактат достоверно не отличался ни в одной из групп (рис. 4);
• Увеличение лактата от аэробного порога до точки респираторной компенсации было значительно выше у АНАЭРОБНО ТРЕНИРОВАННЫХ, чем у других испытуемых. Иными словами в этой группе респираторная компенсация провоцировалась значительно более высокими значениями лактата (рис. 4);

Рисунок 4. Увеличение лактата в зоне буферирования и максимальные значения лактата для трех групп.

Параметры газообмена

• МПК было достоверно выше у тренированных бегунов (Aэробно тренированные 49,9±9,65 мл/кг/мин и Анаэробно тренированные 47,4+8,6 мл/кг/мин) по сравнению с нетренированными (40,0±7,96 мл/кг/мин);

Буферная емкость

• Рассчитанные значения относительной буферной емкости были достоверно выше в группе АНАЭРОБНО тренированных, чем в группах АЭРОБНО тренированных и НЕТРЕНИРОВАННЫХ (рис. 5);
• Доля буферизации была самой низкой в группе АЭРОБНО тренированных (рис. 5);

Рисунок 5. Значения относительной функциональной буферной емкости (в %) для трех групп испытуемых.

Выводы

• Результаты не показывают существенных различий между тренированными группами в отношении скорости бега на уровне анаэробного порога, максимальной скорости, аэробных способностей, измеренных по МПК или в максимальном лактате после упражнения;
• Было показано, что относительная буферная емкость может является специфической характеристикой спортсменов, занимающихся видами спорта короткой и средней продолжительности (бег на 400 м). Об этом свидетельствует значительно более высокое значение буферной емкости в группе АНАЭРОБНО тренированных по сравнению с двумя другими группами;
• Косвенная оценка буферной емкости при выполнении тестирования может быть частью комплексной оценки физической работоспособности с использованием показателей газообмена и лактата.

P.S. Еще немного пищи для размышлений. Честно признаться, меня давно заботил вопрос о прогностическом значении размера этой зоны между метаболическими порогами, да все руки никак не доходили. Надо будет на этот физиологический механизм (компенсация ацидоза) посмотреть повнимательнее. Оценить его связь со спортивным результатом, но уже на однородной выборке. Также интересно - может он еще и каким-то особым образом тренируется.

Про влияние тренировок на переносчики лактата (данные белки могут также участвовать в регуляции рН) у нас материал есть:

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 (доклад).

5. Зона жиросжигания - что мы о ней знаем (лекция).

6. Физиология аэробного и анаэробного порогов, МПК (лекция).

7. Все про Дроп-Сет (лекция).

8. Локальное жиросжигание (лекция).

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. Статодинамика: 30 лет обсуждений Часть 1 (лекция).

14. Семинар «Физиология жиросжигания» (3 лекции по 3 часа).

15. Разное количество повторений. Обзор эффектов для массы, силы и выносливости (лекция).

16. Предпосылки для локального жиросжигания (доклад).

17. Концепция физподготовки на примере игрового вида спорта (лекция).

18. Теория и методика интервальной тренировки (лекция 2 часа).

19. Некоторые экспериментальные факты о физической подготовке боксера (доклад).

20. Дефицит калорий: диета или упражнение? (лекция).

21. NEW! Влияние физкультуры на здоровье. Новые научные данные (лекция).

22. NEW! Теория и методика силовой тренировки. (Лекция. Часть 1).

Дополнительные материалы по этой теме:

Как гипоксия влияет на выносливость. Сравнение тренированных и нетренированных

С какими физиологическими показателями связана выносливость? Научный эксперимент

Как меняются мышцы от разных тренировок. Сравнение силовой и аэробной

Можно ли повредить митохондрии? Объем тренировок и работоспособность

Источник: Röcker K, Striegel H, Freund T, Dickhuth HH. Relative functional buffering capacity in 400-meter runners, long-distance runners and untrained individuals. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1994;68(5):430-4.