Можно ли определить анаэробный порог при подъеме на бицепс? Научный эксперимент

Данный материал, скорее всего, будет интересен только профильным специалистам. Про качалочку в другой раз - есть на очереди пара интересных экспериментов, а сегодня про физиологию мышечной деятельности.

Как-то профессор Селуянов В.Н. сказал (к сожалению, не помню где), что, скорее всего, у каждой мышцы есть свой аэробный и анаэробный порог. Тогда Виктор Николаевич исходил из логики мышечной композиции.

Современные данные добавляют в эту модель кровоток, диффузию кислорода через мембрану мышечной клетки и др. Об этом у нас есть материалы:

Сегодняшний же эксперимент попытается ответить на вопрос - можно ли "поймать" метаболические переходы (аэробный и анаэробный порог), работая небольшим мышечным массивом.

Фото из другого исследования.

Идея исследования

Определить метаболические пороги при выполнении упражнения с участием небольшой мышечной массы (подъем на бицепс).

Испытуемые и дизайн

В исследовании приняли участие 12 студентов-спортсменов (10 мужчин, 2 женщины: 24,8±3,1 года; 181,4±7,3 см; 76±8,1 кг, МПК на вело: 51,05± 5,9 мл/кг/мин; 1ПМ на бицепс: 14,46±3,77 кг).

Рисунок 1. Участники эксперимента.

Что измеряли

• Экспериментальное упражнение - подъемы на бицепс с гантелью доминирующей рукой;
• Выполнялось два варианта тестов: с возрастающей и с постоянной нагрузкой (рис. 2);
• Лактат определяли в капиллярной крови уха, также измеряли параметры газообмена с помощью метаболографа;
• Диапазон движения при сгибании - от 180° до 90° в локтевом суставе, чтобы обеспечить постоянное мышечное напряжение;
• Определяли аэробный (АэП) и анаэробный (АнП) пороги по лактату (здесь это LTP1 и LTP2) и по легочной вентиляции (VT1 и VT2).

Тест с возрастающей нагрузкой

• Нагрузка увеличивалась каждую минуту на 0.2, 0.3 или 0.4 кг до утомления (рис. 2);
• Каждое повторение длилось 2 секунды (1 с для сгибания, 1 с для разгибания, темп 30 повторений/мин).

Тест с постоянной нагрузкой

• Всего было проведено четыре теста с постоянной нагрузкой в ​​случайном порядке;
• Тесты с постоянной нагрузкой проводились при нагрузках на 5% ниже или выше мощности аэробного и анаэробного порога (рис. 3).

Рисунок 2. При ступенчатом тесте определялись метаболические пороги по лактату и легочной вентиляции. В тестах с постоянной нагрузкой проверялась корректность определенных порогов.

Результаты

Результаты тестов с возрастающей нагрузкой

• По результатам тестов удалось выявить "трехзонную модель энергообеспечения" и, таким образом, определить метаболические переходы (рис. 3);
• На рисунке 3 показаны ЧСС, концентрация лактата в крови, потребление О2, выделение СО2, легочная вентиляция и частота дыхания во время подъема на бицепс с возрастающей нагрузкой;
• АэП (LTP1) был определен при нагрузке 1,87±0,57 кг, а АнП (LTP2) — при нагрузке 3,84±0,71 кг (рис. 3);
• Относительно 1ПМ (14,68±3,52 кг) АэП составил 12,74%, АнП — 26,16%, а нагрузка отказа в этом тесте — 36,17% от 1ПМ;
• В свою очередь АэП и АнП составили 35,22% и 72,32% от нагрузки отказа в ступенчатом тесте;
• Легочная вентиляция и частота дыхания показали ожидаемую кинетику (рис. 3), которая позволила определить вентиляционные пороги (VT1 ​​и VT2);
• Максимальная концентрация лактата в конце теста составила 2,25±0,41 ммоль/л;
• LTP1 и VT1 ​​(r=0,673), а также LTP2 и VT2 (r = 0,931) были значимо взаимосвязаны.

Рисунок 3. Метаболическая реакция на подъем на бицепс с возрастающей нагрузкой.

Результаты тестов с постоянной нагрузкой

• ЧСС во время тестов с постоянной нагрузкой, когда нагрузка была на 5% ниже/выше АэП незначительно различалась и демонстрировала устойчивый тренд (рис. 4);
• При нагрузке на 5% ниже АнП ЧСС показала увеличение примерно на 10 ударов в течение 30 минут непрерывной работы;
• При нагрузке на 5% выше АнП упражнение пришлось прекратить уже на 16,83±8,77 минуте теста, достигнув максимальной ЧСС (относительно ступенчатого теста);
• Концентрация лактата в крови во всех тестах ниже АнП стабилизировалась, однако при нагрузке выше АнП наблюдалось непрерывное увеличение концентрации лактата (рис. 4);

Рисунок 4. Реакция ЧСС, лактата и параметров газообмена на 4 теста с постоянной, но разной нагрузкой.

• Были обнаружены небольшие повышения системной концентрации лактата по сравнению с исходным уровнем при работе ниже АнП: на -0,17±0,27 ммоль/л (<LTP1), 0,13±0,41 ммоль/л (>LTP1), и 0,79±0,72 ммоль/л (<LTP2);
• Однако концентрация лактата увеличилась на 1,36±0,63 ммоль/л при нагрузке выше АнП;
• Параметры газообмена оставались на уровне покоя на протяжении всего упражнения при нагрузке ниже АэП;
• Нагрузка выше АэП увеличивала потребление O2 и выделение CO2, но далее эти показатели стабилизировались. Аналогично и при нагрузке ниже АнП, где эти показатели незначительно увеличивались, но потребление кислорода было выше выделения углекислого газа на протяжении всего теста;
• При нагрузке выше АнП скорость выделения CO2 в конечном итоге достигала того же значения, что и потребление O2, и упражнение приходилось прекращать (рис. 4);

Рисунок 5. Реакция легочной вентиляции и частоты дыхания на 4 теста с постоянной, но разной нагрузкой.

• При нагрузке выше АнП показатели легочной вентиляции и частоты дыхания быстро возрастали, достигая максимальных (для этой формы упражнения) значений 38,36±24,73 л/мин и 25,31±12,63 1/мин (рис. 5).

Выводы

• Основные результаты этого исследования заключались в том, что удалось проверить трехзонную модель энергообеспечения при работе небольшой мышечной массы.
• Удалось определить субмаксимальные маркеры интенсивности по лактату (LTP1, LTP2) и по легочной вентиляции (VT1, VT2), а также подтвердить эти значения с помощью тестов с постоянной нагрузкой.
• Точки перегиба для лактата и легочной вентиляции были связаны и незначительно различались.
• Все нагрузки ниже АнП обеспечивали четкое стационарное состояние по лактату в тестах с постоянной нагрузкой.
• Но, лактат значительно увеличивался, и упражнение приходилось прекращать при нагрузке выше АнП, что подтверждало концепцию порогового значения.

Дополнительные комментарии

Отличная работа по физиологии двигательной активности, которая дополняет понимание концепции метаболических переходов и т.н. зон мощности в циклических упражнениях.

Она подтверждает то, что подсказывала нам все это время физиологическая логика.

Лично мне не хватило таблички с физиологической реакцией по всем ключевым точкам - по двум порогам и мощности отказа. Но, все это можно увидеть и на графиках.

Из интересного: лактат в капиллярной крови при отказе чуть больше 2,2 ммоль/л, а по трехзонной модели это вообще-то т.н. "анаэробная зона" с невозможностью продолжать работу. В общем, работающий мышечный массив будет определять физиологическую реакцию, включая пороги и МПК. Об этом у нас на канале есть материалы:

Но, по-прежнему, не раскрытым остается вопрос причин этой трехзонной картины.

Эти метаболические пороги проявляются из-за мышечной композиции (последовательная активация ОМВ, ПМВ и ГМВ) или так ведет себя доставка кислорода с кровотоком, который ограничивается с ростом мышечного напряжения? Этот вопрос будем продолжать изучать.

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. Физиология мышечной деятельности с акцентом на хоккей (3 лекции).

24. Физиология мышечной деятельности с акцентом на групповые программы (3 лекции).

25. Роль двигательной активности в поддержании здоровья (лекция).

26. Рекомендации по силовой тренировке в оздоровительной физической культуре (лекция).

27. NEW! Контроль ЧСС в спорте и фитнесе: физиология, возможности и ограничения (лекция).

Другие материалы по этой теме:

Степень активации мышц при работе с разной нагрузкой на велотренажере

Бег или ходьба в гору - где больше потребление кислорода? Научный эксперимент

Пульсовые зоны для бега и велосипеда. Экспериментальное сравнение

Определение пульсовых зон. Возможные ошибки

Источник: Spendier F, Müller A, Korinek M, Hofmann P. Intensity Thresholds and Maximal Lactate Steady State in Small Muscle Group Exercise. Sports (Basel). 2020 May 28;8(6):77.