Как долго мы набираем и теряем спортивную форму

http://www.practicallyscience.com/how-fast-do-i-gainlose-fitness/

How Much Time to “Get in Shape”?

Posted on March 1, 2015 | 2 Comments

For distance running there are three main factors that determine racing performance (or fitness): Oxygen transport (VO2max), Lactate Threshold (LT) and Running Economy (RE). The figures below, illustrate how training/de-training affects each of these factors over time:

OXYGEN TRANSPORT (VO2max) ADAPTATION:
Training induces improvements in VO2max that maximize on a 2-3 monthtimescale. The two main factors that contribute to this improvement are: the Stroke Volume (SV) of the heart and Oxygen Extraction (a-vO2) by the working muscle. In the first month of training, a-vO2 is the main driver of VO2max improvements. After 1-2 months, however, SV becomes the main determinant of VO2max: accounting for ~75% of the maximum adaptation.1-6

Unfortunately, these improvements don’t last that long if training stops, at which point the VO2max declines over a 2-3 week timescale. Luckily, fitness loss is never 100% as a small amount of fitness is permanent. This long-term VO2max adaptation is mainly contributed by a-vO2 (as a result of increased capillaries per muscle and elevated myoglobin concentrations in the muscle). 1-6

LACTATE THRESHOLD (LT) ADAPTATION:

Training induces improvements in LT that also maximizes on a 2-3 monthtimescale. The three main factors that contribute to LT are: the concentrations of mitochondrial enzymes (ME) and the concentrations of enzymes involved in Fatty Acid Oxidation (FAO) and Glucose Oxidation (GO). As can be seen in the figure above, endurance training results in an increase in FAO and ME and a decrease in GO. This sparing of glucose reserves in favor of fat reserves results in the production of less lactate because only Glucose Oxidation (GO) can occur anaerobically (without oxygen) and produce lactate. Fatty Acid Oxidation (FAO), on the other hand, can only procede aerobically (with oxygen) and cannot produce lactate.1-3,5,7-8

Just like with VO2max, these improvements are mostly lost after 2-3 week of no training. Again, this loss is never 100% as some of the increase in mitochondrial enzymes(ME) appears permanent.1,5,7

RUNNING ECONOMY (RE) ADAPTATION:

Finally, a large part of the training-induced improvements in RE also occur on a 2-3 month timescale. The two main factors that contribute to RE are neural recruitment (NR) of the muscle fibers and muscular strength (MS). Improvements in NR can be thought of as “gaining muscle memory” as they optimize interactions between your nervous system and your muscles. NR improves very rapidly with significant “muscle memory” improvements occuring in about a week. Muscle Strength (MS) improvements occur more slowly as they require the synthesis and rebuilding of muscle fiber proteins and muscle cells. Synthesis of new muscle proteins begins within a couple hours of a training stimulus,13-14 but assembly of these raw materials into newer and stronger muscle cells takes over a month to fully realize. 9-13

Unfortunately, yet again, the majority of training adaptations in NR and MS are lost within just a few weeks if training stops. Some more permanent changes in RE do occur such as: increased muscle nuclei per muscle cell15 and improvements in biomechanics (which occur and dissipate very slowly).2

REFERENCES:

1. Boron, W.F.; Boulpaep, E.L. Medical Physiology, 2nd ed. 2011 Saunders
2. Noakes, T. Lore of Running 4th ed. 2001 Human Kinetics. Champaign, IL.
3. Saltin, B.; Henricksson, J.; Nygaard, E.; Andersen, P.; FIBER TYPES AND METABOLIC POTENTIALS OF SKELETAL
   MUSCLES IN SEDENTARY MAN AND ENDURANCE RUNNERS Ann. NY Acad. Sci. 1977, 301, 3-29
4. Coyle, E.F.; Martin III, W.H.; Sinacore, D.R.; Joyner, M.J.; Hagberg, J.M.; Holloszy, J.O. Time course of loss of adaptations after stopping prolonged intense endurance training. J. App. Physiol. 1984, 57, 1857-64.
5. Henricksson, J. Effect of Physical Training on the Metabolism of Skeletal Muscle. Diabetes Care 1992, 15, 1701-11
6. Murias, J.M.; Kowalchuk, J.M.; Paterson D.H. Time course and mechanisms of adaptations in cardiorespiratory fitness with
   endurance training in older and young men. J. Appl. Physiol. 2010, 108, 621-7. 
7. Coyle, E.F.; Martin III, W.H.; Bloomfield, S.A.; Lowry, O.H. Holloszy, J.O. Effects of detraining on responses to submaximal exercise. J. App. Physiol.1985, 59, 853-9.
8. Phillips, S.M.; Green, H.J.; Tarnopolsky, M.A.; Heigenhauser, G.J.F.; Hill, R.E. and Grant S.M. Effects of training duration on substrate turnover and oxidation during exercise. J. App. Physiol. 1996, 81, 2182-191.
9. Moritani, T.; DeVries, H. Neural Factors versus Hypertrophy in the Timecourse of Muscle Strength Gain.  Am. J. Phys. Med. 1979, 58, 115-30
10. Hakkinen, K.; Alen, M. Komi, P.V. Changes in isometric force and relaxation-time, electromyographic and muscle fibre characteristics of human skeletal muscle during strength training and detraining.  Acta Physiol. Scand. 1985, 125, 573-585.
11. Narici, M.V.; Roi, G.S.; Landoni, L.; Minetti, A.E.; Cerretelli, P. Changes in force, cross-sectional area and neural activation during strength training and detraining of the human quadriceps. Eur. J. Appl. Physiol. 1989, 59, 310-19.
12. Sale, D. Neural adaptation to resistance training.  Med. Sci. Sports Exerc., 1988, 20, S135-45.
13. Bickel, C.S.; Slade, J.; Mahoney, E.; Haddad, F.; Dudley, G.A.; Adams, G.R. Time course of molecular responses of human skeletal muscle to acute bouts of resistance exercise. J. Appl. Physiol. 2005 98, 482–488
14. Seynnes O.R.; deBoer, M.; Narici, M.V. Early skeletal muscle hypertrophy and architectural changes in response to
    high-intensity resistance training. J. Appl. Physiol. 2007, 102, 368–373,
15. Bruusgaard, J.C.; Johansen, I.B.; Egner, I.M.; Rana, Z.A.; Gundersen, K. Myonuclei acquired by overload exercise precede
    hypertrophy and are not lost on detraining. PNAS 2010, 107, 15111-15116.

 

05.01.2016

Представляем Вашему вниманию перевод статьи из журнала «Наука для практики», опубликованную 1 марта 2015 года.

Для бегунов на выносливость результат определяют три физиологических параметра: максимальное потребление кислорода (МПК), лактатный порог (или анаэробный порог - ПАНО) и экономичность бега (ЭБ). На рисунке, представленном ниже, показано, как тренировка и растренированность (прекращение тренировок) влияют на эти параметры на временной шкале.

Временная адаптация МПК

Тренировка способствует выходу МПК на максимальные показатели уже через 2-3 месяца. Двумя основными факторами, которые вносят вклад в эту адаптацию, являются ударный объем сердца и утилизация (потребление) кислорода работающими мышцами. В первый месяц тренировок МПК растет в основном за счет увеличения потребления кислорода мышцами. Но через1-2 месяца рост ударного объема станет главным фактором, определяющим рост МПК, именно рост ударного объема вносит целых 75% в общий прирост МПК.

К сожалению, если мы прекращаем тренировки, МПК начинает быстро снижаться, показывая минимальные значения уже через 2-3 недели. Но уровень МПК все равно будет выше, чем до того, когда мы только планировали приступить к тренировкам. Это обусловлено тем, что в результате тренировки в мышцах происходят долгосрочные положительные сдвиги, а именно: растет плотность капилляров и повышается концентрация миоглобина.

Временная адаптация лактатного порога (ПАНО)

Тренировка влияет на ПАНО так же, как и на МПК – его максимальные показатели достигаются через 2-3 месяца тренировок. ПАНО растет за счет трех основных факторов: концентрации митохондриальных ферментов и концентрации ферментов, способствующих окислению жирных кислот и глюкозы. 

Как видно на рисунке, тренировка на выносливость приводит к увеличению митохондриальных ферментов и ферментов, окисляющих жиры и снижает концентрацию ферментов, окисляющих гликоген.
Сдвиг от окисления глюкозы в сторону окисления жирных кислот способствует тому, что мы образуем меньшее количество лактата при той же скорости бега. Это следует из того, что окисление глюкозы может происходить также и бескислородным путем с образованием лактата, а окисление жиров без участия кислорода невозможно. 
По аналогии с МПК, ПАНО падает до минимальных величин уже через 2-3 недели, если тренировки прекращаются. Опять же, падение ПАНО никогда не достигает 100%, так как концентрация некоторых митохондриальных ферментов остается повышенной.

Временная адаптация экономичности бега

И наконец, такая важная в беге на выносливость величина, как экономичность бега, также выходит на плато через 2-3 месяца тренировок на выносливость. Экономичность бега зависит от двух факторов: скорость активирования мышечных волокон и их количество, а также сила мышц. 

Улучшение активирования мышечных волокон можно рассматривать как рост «мышечной памяти», так как именно она оптимизирует работу между нервной системой и мышечными волокнами. Адаптация в мышечных волокнах происходит достаточно быстро со значительным улучшением «мышечной памяти» и занимает около недели. 

Рост мышечной силы происходит медленнее, поскольку зависит от синтеза внутриклеточного белка. Синтез новых белков запускается через пару часов после окончания тренировки, а «строительство» новых мышечных волокон занимает более месяца. 

Но и эти показатели уже через несколько недель без тренировки падают до минимальных значений, впрочем, оставаясь выше исходных значений. Это связано с ростом ядер в мышечных клетках и улучшенной биомеханике, качество которой снижается не так быстро.