Потребление кислорода

Одна из характеристик степени тренированности спортсмена — его способность потреблять много кислорода под нагрузкой: чем больше, тем лучше. Однако, здесь много нюансов, о которых мы вам постараемся рассказать в доступной форме. И начнем с самых простых вещей.

Разница между потреблением кислорода и легочной вентиляцией
В специальной литературе, да и в Интернете, можно встретить словосочетание «легочная вентиляция». Это НЕ тоже самое, что потребление кислорода. Под легочной вентиляцией понимают расход воздуха через легкие, выраженный в литрах в минуту, а под потреблением кислорода - только то количество этого газа, которое легкие «забрали» для работы организма.

Исходная концентрация кислорода во вдыхаемом нами воздухе (в нормальном) составляет 20,9%. Нормальная концентрация кислорода в выдыхаемом воздухе считается равной 16,3% (мы не можем полностью использовать проходящий через легкие кислород). Однако, эта вторая цифра не постоянна — в некоторых случаях она может заметно отличаться от указанного значения в большую сторону (если организм мало забирает кислорода). Итак, в норме, мы способны забирать из воздуха до 4,6% кислорода (или меньше). Таким образом, потребление кислорода организмом как минимум в 22 раза меньше, чем легочная вентиляция, хотя оба показателя измеряются литрами в минуту.

Путь кислорода от легких к мышцам
Наши легкие пытаются «накачивать» кровь кислородом, а кровь доставляет этот кислород к работающим мышцам. Очевидно, кровь имеет предел насыщения, больше которого она в себя «впитать» не может. Этот предел связан с уровнем гемоглобина — чем он больше, тем больше кровь может в себя «впитать». Каждый грамм гемоглобина способен переносить около 1,3 мл кислорода (теоретический предел чуть выше, но он на практике не достигается). Нормально высокий (!) для здорового человека уровень гемоглобина у мужчин достигает 150-170 г/л, у женщин — 140-160 г/л. Таким образом каждый литр крови способен переносить до 180-220 мл кислорода.

Следующий фактор, лимитирующий доставку кислорода к тканям организма - способности сердца по перекачке крови. Этот предел определяется частотой сердечных сокращений (пульсом) и ударным объемом крови (тем количеством, которое выталкивается за одно сокращение). Здесь цифры примерно следующие. Средние соревновательные значения пульса для более-менее длительной нагрузки (для коротких расчеты не очень интересны, поскольку там работают немного другие законы) колеблется примерно на уровне 165-185 для молодых спортсменов и около 150-175 для ветеранов в возрасте 35-55 лет (в более старшем возрасте — еще чуть пониже). Максимальный пиковый пульс бывает выше; при самой грубой прикидке его принято рассчитывать по формуле «220 минус возраст». Однако, из опыта известно, что после достижения частоты сердечных сокращений (ЧСС) 190 уд/мин дальнейший рост пульса сопровождается снижением ударного объема (из-за возникновения «дефекта диастолы»), поэтому именно это значение принято использовать для определения пиковой расчетной производительности сердца, хотя иногда максимум достигается еще раньше.

Занятия спортом увеличивают производительность сердца

Ударный объем крови для среднестатистического мужчины составляет около 120 мл, для тренирующегося физкультурника — 130-160 мл, для квалифицированного спортсмена 170-180 мл, для элиты мирового спорта 190-220. Таким образом, объем кислорода, который может быть доставлен к мышцам в соревновательном режиме, колеблется у разных людей (физкультурников и спортсменов) в довольно широком диапазоне: примерно от 3 до 8 литров в минуту. Однако, значения более 7 л/мин встречаются крайне редко, как правило у крупных спортсменов элитного уровня в циклических видах спорта (эти цифры пока касаются только возможностей сердца).

Потребление кислорода мышцами
И вот, мы дошли до самого интересного... А сколько кислорода могут «кушать» мышцы? Оказывается, самые тренированные с точки зрения выносливости мышечные волокна окислительного типа (ОМВ) способны потреблять не более 300 мл в минуту на килограмм своей массы. Наименее выносливые гликолитические волокна (ГМВ) «едят» около 120 мл/мин. В среднем же, у хорошо тренированных спортсменов основные рабочие мышцы потребляют около 200 мл в минуту на каждый килограмм. Остается лишь понять, сколькими килограммами мышц мы работаем?

Наши мышцы неоднородны. Их волокна имеют разную степень тренированности

И тут во всей красе появляется разница между различными видами спорта. Если велосипедист работает в основном ногами, то, например, лыжник активно использует ноги, руки, спину и пресс. Разница в общей массе активно работающих мышц может быть более чем двукратной. При этом не трудно посчитать, что при потенциальной способности сердечно сосудистой системы доставлять мышцам 6 литров кислорода в минуту (это уровень олимпийцев), «накормить» можно не более 30 кг мышц. Вот и приходится выбирать, где эти килограммы выгоднее использовать.

Если велосипедист вполне может себе позволить 30 кг активной мышечной массы в ногах, то лыжнику такая роскошь не позволительна — ему нужно кормить кислородом также руки, спину и пресс. Отсюда и спортивная морфология (различия в составе тела у спортсменов, представляющих разные виды спорта). А теперь, обещанный разговор о нюансах...

Где ваше слабое место
Если сердце некоего индивидуума способно обеспечить поступление к мышцам 3 л кислорода в минуту, то при среднем уровне тренированности этого хватит примерно на 20 кг активно работающих мышц. Для человека средних габаритов, увлеченного бегом (любителя) этого хватит за глаза. Но если речь идет о раскачанном бодибилдере, вставшем на беговые лыжи, то перемещаться ему будет крайне сложно даже классическим стилем. Задыхаться будет.

Теперь обратный пример. Если лыжник, отчаявшийся от постоянного пролета мимо подиума, имеющий производительность сердца 5,5 л/мин, решит уйти в велоспорт, то он имеет шансы стать там звездой мирового или как минимум национального уровня... если только сможет накачать мышцы ног и затем их правильно «окислить», так чтобы потребление кислорода мышцами ног увеличилось с нормальных для лыжного спорта 4 л/мин до нормальных велосипедных 5,5 л/мин. Желательно, правда, при этом немного согнать лишние мышцы в верхней части тела, но это уже нюансы.

Можно привести примеры из профессионального спорта, когда победителя крупного турнира дисквалифицируют за использование кровяного допинга. Таким путем спортсмен ощутимо повысил себе уровень гемоглобина, увеличив объем кислорода, который переносит его кровь.

Как видим, довольно простая арифметика помноженная на довольно не простое лабораторное тестирование спортсмена позволяет оценить, чего не хватает для достижения желаемого уровня результатов. Однако, самого главного мы Вам пока так и не сказали...

Абсолютные или относительные показатели
Еще один нюанс состоит в том, что далеко не всегда имеют смысл абсолютные показатели. Скажем, спортсмен массой 120 кг, имеющий МПК 5 л/мин, в большинстве случаев уступит спортсмену массой 60 кг, имеющему МПК 4 л/мин. В тех случаях, когда состязание НЕ связано с преодолением силы земного притяжения или резкими разгонами и торможениями, перевес часто оказывается на стороне того спортсмена, у кого больше абсолютные показатели мощности и потребления кислорода. Но если предстоит куда-то подниматься или разгоняться, сильнее оказывается тот, кто имеет хорошие удельные показатели, отнесенные к собственному весу. Особенно это наглядно в велоспорте, где есть крупные мускулистые спринтеры с высокими абсолютными показателями и легкие «горняки» — легкие и сухие, с хорошими относительными показателями. Также можно сравнить бегунов на длинные дистанции и гребцов. Если в марафонском беге «нечего ловить» большим и сильным, то в гребле «отдыхают» «мелкие» и сухие.

Там, где правят бал удельные характеристики (относительное потребление кислорода, выраженное в миллилитрах в минуту на килограмм массы тела), ориентироваться можно на следующие цифры (приблизительно, поскольку результаты зависят от методики тестирования):

> 80 мл/кг мин - мировая элита (призеры) в лыжных гонках, велоспорте, легкой атлетике,
70-80 мл/кг мин - уровень национальных сборных в циклических видах спорта,
60-70 мл/кг мин - высокий уровень для игровых видов спорта и единоборств,
50-60 мл/кг мин - спортсмены-любители (циклики), молодые спортсмены,
45-50 мл/кг мин - сильные физкультурники,
35-40 мл/кг мин - мужчины среднего возраста.

В лыжных гонках достигаются максимальные удельные МПК.

А причем тут максимум?
Хотя при прохождении тестирования многие обращают внимание на максимальное потребление кислорода (МПК) и максимальную алактатную мощность, которую способен выдать спортсмен, чаще всего в циклических видах спорта успех определяют совсем не эти максимальные показатели. Куда важнее оказывается потребление кислорода (ПК) на уровне ПАНО (порога анаэробного обмена) и соответствующая этому порогу мощность. Ведь, если МПК указывает на кратковременные возможности организма, то ПК на уровне ПАНО говорит о той работе, которую спортсмен способен выдавать в течение длительного времени. Поэтому, для спринтеров важно знать МПК и максимальную алактатную мощность, а для для стайеров (дистанционщиков) — важнее ПК на уровне ПАНО и мощность на этом режиме. Кроме того, различают также ПК на уровне аэробного порога (АэП) и мощность, соответствующую этому режиму работы.

Отношение ПК на уровне АнП (анаэробного порога) к максимальному потреблению кислорода (МПК) показывает, насколько хорошо у спортсмена «окислены» его основные действующие мышцы (сколь велика в них масса митохондрий). Чем ближе ПК на уровне АнП к значению МПК, тем выше выносливость. Эта относительная величина также зависит от многих факторов: вида спорта, используемых в работе мышц (ноги, руки и т.д.) и даже методики тестирования.

Ориентировочно можно говорить примерно о следующем:

ПК на АнП > 85% от уровня МПК - выдающийся уровень «проработки» (окисления) мышц,
75-80% - высокий уровень «проработки» (окисления) мышц,
65-70% - средний уровень,
менее 50% - низкий уровень