Недавно мы публиковали ряд работ, посвященных физиологическим факторам, определяющим выносливость при работе небольшой мышечной массы. Во всех этих экспериментах участвовали нетренированные испытуемые. Сегодня посмотрим похожий эксперимент, в котором приняли участие уже подготовленные люди.
Идея исследования
Проверить гипотезу о том, что потребление кислорода мышцами во время разгибания колена будет не только снижаться при гипоксии, но, и что более важно, будет повышаться при гипероксии в результате увеличения доставки кислорода.
Испытуемые и дизайн
7 здоровых мужчин (велоспипедисты) приняли участие в этом эксперименте (26,1±0,7 лет, рост 185,8±0,7 см и масса тела 77,1±1,3 кг, МПК 5,03±0,09 л/мин или 65,2±1,1 мл/мин/кг).
Были выполнены три экспериментальных теста с постепенно возрастающей нагрузкой при разгибании колена до отказа при разном количестве вдыхаемого кислорода:
- При нормоксии (21% О2);
- При гипоксии (12% О2);
- При гипероксии (100% О2).
Что измеряли
- Участникам установили два катетера (в лучевую артерию и левую бедренную вену) и термопару (в левую бедренную вену);
- Образцы артериальной и венозной крови забирались для измерения парциального давления О₂ и CO₂, показателя pH, сатурации и концентрации гемоглобина;
- Артериовенозная разница по кислороду рассчитывалась из содержания кислорода в лучевой артерии и бедренной вене.
Результаты
Все результаты можно увидеть на рисунке 1;
Потребление кислорода и кровоток
- Потребление кислорода четырехглавой мышцей бедра изменялось в зависимости от количества вдыхаемого О2, снижаясь при гипоксии и увеличиваясь при гипероксии относительно нормоксии;
- Максимальный мышечный кровоток не различался при гипероксии и нормоксии, но был значительно ниже при гипоксии (рис. 1);
Содержание кислорода в крови, доставка и экстракция кислорода
- При максимальной нагрузке содержание О2 в артериальной крови значительно снижалось при гипоксии и увеличивалось при гипероксии, тогда как на содержание О2 в венозной крови количество вдыхаемого О2 значимо не влияло;
- Доставка O2 отражала изменения в содержании О2 и в кровотоке и, следовательно, была значительно снижена при гипоксии и значительно повышена при гипероксии по сравнению с нормоксией;
- Экстракция кислорода мышцами не зависела от вдыхаемого O2 (рис. 1).
Сатурация гемоглобина, парциальное давление кислорода в крови и диффузионный транспорт
- При максимальной нагрузке сатурация гемоглобина в артериальной крови значительно снижалась при гипоксии и значительно повышалась при гипероксии;
- Величина снижения сатурации при гипоксии была значительно выше, чем повышение при гипероксии из-за предела в насыщении гемоглобина;
- Сатурация гемоглобина в венозной крови была значительно ниже при гипоксии, чем при нормоксии, но не отличалась от нормоксического значения при гипероксии;
- Парциальное давление О2 в артериях, венах и капиллярах было значительно снижено при гипоксии и значительно повышено при гипероксии по сравнению с нормоксией;
- Диффузионный транспорт не изменялся в зависимости от О2 (рис. 1).
Выводы
- Главное наблюдение заключается в том, что даже при упражнении, где доставка кислорода на единицу мышечной массы очень высока, повышенная доставка кислорода (обеспечиваемая гипероксией) приводит к увеличению максимального потребления кислорода в мышцах тренированных людей;
- Это свидетельствует о том, что у тренированных людей производительность при разгибании колена в условиях нормоксии, ограничена поступлением кислорода, а не его потреблением.
Дополнительные комментарии
- Чем ценна работа - конечно методики измерения, которые использует эта команда ученых;
- Испытуемые достаточно тренированные и, как мы видим, у них даже при работе одной конечностью(!) доставка кислорода отстает от потребления;
- В предыдущей работе с участием нетренированных мы видели, что ограничение может быть другим - когда увеличенная доставка кислорода не приводила к эквивалентному повышению потребления;
- Работ по этой теме достаточно много - по возможности, будем заглубляться. Интересно разобраться в вопросе влияние на лимитирующие факторы тренировочного статуса и выполняемого упражнения.
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. Влияние физкультуры на здоровье. Новые научные данные (лекция).
22. Теория и методика силовой тренировки. (Лекция. Часть 1 и 2).
23. NEW! Физиология мышечной деятельности с акцентом на хоккей (Лекция, часть 1).
Дополнительные материалы по этой теме:
Факторы, влияющие на изменение выносливости у пациентов с хронической обструктивной болезнью лёгких
Сердце или мышцы - что лимитирует выносливость? Научный эксперимент
Локальная и общая выносливость. Делает ли тренировка рук выносливыми ноги?
Как лучше тренировать сердце? Научный эксперимент
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.