Biegacz od środka

Nowy rok to czas kiedy warto wprowadzić coś nowego. My zaczynamy nowy cykl artykułów przygotowanych przez dr. Szczepana Wiecha, który jest specjalistą zajmującym się badaniami wydolnościowymi sportowców, zarówno profesjonalistów jak i amatorów takich jak my.

Zapraszamy do lektury 🙂

W bieganiu jak i w każdej konkurencji sportowej pojawia się rywalizacja. Jest ona obecna chyba u większości z nas i niekoniecznie musi dotyczyć wyniku sportowego. Rywalizujemy bowiem z samym sobą chcąc wykonać założenia treningowe. Większość biegaczy amatorów i tych bardziej doświadczonych zastanawia się nad aspektami fizycznymi biegania. Zadajemy sobie pytania „dlaczego byliśmy gorsi, dlaczego nie mogę biec szybciej”.

Od czego więc zależą nasze możliwości wysiłkowe i wynik sportowy?

W fizjologii sportowej przyjęło się dzielić wydolność fizyczną na tzw. tlenową i beztlenową. Za wydolność beztlenową uważamy zdolność organizmu do wykonywania wysiłków krótkotrwałych o dużej mocy jak sprint, krótki podbieg, skoki, itp. Dla biegów powyżej 800 metrów zdecydowanie ważniejszą staje się wydolność tlenowa. Wszystko sprowadza się do poziomu poszczególnych włókien mięśniowych i szeregu procesów biochemicznych odpowiedzialnych za produkcję energii potrzebnej do skurczu mięśni. W dużym uproszczeniu, jeśli wysiłek ma dużą intensywność i jest krótkotrwały zapotrzebowanie na energię jest bardzo duże i wówczas uruchamiane są procesy beztlenowe (energia powstaje bez udziału tlenu). Minusem tych reakcji jest wytwarzanie dużej ilości jonów wodorowych H+, które powodują obniżanie pH komórkowego (zakwaszenie) prowadząc szybko do zmęczenia pracujących mięśni i układu nerwowego.

Jeśli jednak zapotrzebowanie na energię jest niższe gdyż intensywność wysiłku jest mniejsza, energia czerpana jest w przewadze z metabolizmu tlenowego. Wydolność tlenową określamy na podstawie pomiaru maksymalnego minutowego poboru tlenu (VO2max). Im więcej tlenu możemy pobrać z otoczenia tym większy mamy potencjał. Oczywiście na najwyższym poziomie sportowym wartości VO2max nie gwarantują wygranej, ale istotnie korelują z wynikami sportowymi. Pobór tlenu zależy od intensywności wysiłku i rośnie praktycznie proporcjonalnie do jego intensywności. Jego maksymalne wartości osiągane są w końcowej fazie badania wydolnościowego, podobnie jak wartości maksymalne tętna. Wartości poboru tlenu wyraża się w litrach na minutę lub bardziej adekwatnie w mililitrach na kilogram masy ciała na minutę wysiłku (ml/kg/min). Każdy z nas ma określone limity w poborze tlenu. W sporcie wyczynowym najwyższe wartości osiągają przedstawiciele narciarstwa biegowego, kolarstwa i biegów długich. Rekordowe wartości zanotowano u jednego z norweskich biegaczy narciarskich i wynosiły 94 ml/kg/min. Wśród biegaczy długodystansowych i rekordzistów (tych zbadanych i udokumentowanych) warto przytoczyć Stevena Prefontain i jego 84,4 ml/kg/min, Davea Bedforda i osiągnięte przez niego 85 ml/kg/min oraz Josephat Machuka z 84,8 ml/kg/min i Kipchoge Keino z 82 ml/kg/min. Dla najlepszych kenijskich maratończyków, członków kadry narodowej średnie wartości wynosiły 79,9 ml/kg/min (na podstawie badań Saltin i wsp. 1995). Co ciekawe wartości te nie odbiegały od tych osiągniętych przez europejską elitę gdzie stwierdzono wartości na poziomie 79,2 ml/kg/min.

U przeciętnego nietrenującego kowalskiego w wieku 20-30 lat wartości poboru tlenu są dużo niższe i rzadko przekraczają 50 ml/kg/min. Są niemal o połowę niższe od tych obserwowanych u najlepszych na naszym globie. Z tego względu nie ma się co dziwić, że są wśród nas i tacy którzy mogą pokonać trasę maratonu ze średnim tempem poniżej 3 minut na kilometr! Osoby mające VO2max na poziomie 40-50 ml/kg/min pokonają ten dystans w tempie mniej więcej dwukrotnie wolniejszym 6 min/km.

Ekonomia biegu
Najogólniej mówiąc za ekonomię biegu uważamy zużycie energii na zaspokojenie określonej intensywności biegu. Podobnie jak samochód potrzebuje określoną ilość paliwa, aby przejechać z daną prędkością kilometr tak biegacz potrzebuje określoną ilość energii na pokonanie jednego kilometra dystansu w danym tempie. Naukowcy w większości są zgodni, że to właśnie ekonomia biegu (niski koszt fizjologiczny wysiłku) jest gwarancją sukcesu. U przeciętnie wytrenowanego mężczyzny koszt fizjologiczny wynosi około 180-200 mililitrów pobranego tlenu na kilogram masy ciała, aby pokonać dystans kilometra z prędkością 12 km/h. Dobrze wytrenowany zawodnik z poziom międzynarodowego potrzebuje już tylko 140-150 ml/kg/km biegu, ale z prędkością 16km/h! Dla przykładu podam, że rekordzista świata na jedną milę (Steve Scott) po okresie treningowym miał VO2max na poziomie 77,2 ml/kg/min a jego koszt biegu z prędkością 16 km/h wynosił jedynie 45,3 ml/kg/min. Tym samym odnosząc to do osób średnio wytrenowanych, u których wartości VO2max wynoszą około 45-50 ml/kg/min a biegną z prędkością 13-14 km/h, mamy olbrzymią różnicę właśnie w ekonomii biegu. Ekonomię biegu można zmieniać a monitorowanie tego wskaźnika daje bardzo ważne informacje o postępach treningowych. Wzrost kosztu fizjologicznego jest równoważny ze spadkiem ekonomii biegu i tym samym cofnięciem się w treningu, który nie koniecznie był właściwy.

[singlepic id=751 w=550 h=640 float=center]

[singlepic id=747 w=550 h=640 float=center]

Rycina 1. Koszt fizjologiczny biegu u wyczynowca (jeden z najlepszych polskich zawodników) i początkującego biegacza (trenujący 2 lata). U wyczynowca koszt przebiegnięcia jednego kilometra z daną prędkością biegu jest wyraźnie niższy niż u amatora.

Co wpływa na ekonomię biegu?
Przede wszystkim masa ciała i odpowiedni skład ciała. Niska masa ciała z odpowiednio niskim poziomem tkanki tłuszczowej wydatnie przekładają się na poprawę ekonomii biegu i tym samym wynik sportowy. Kolejnymi czynnikami jest oczywiście technika biegu i budowa ciała. Do tego dochodzi się latami a elementy właściwej techniki biegowej i jej poprawy muszą być nieodłącznym elementem planu treningowego. Są też ciekawe doniesienia naukowe potwierdzające pozytywny wpływ treningu pliometrycznego (ćwiczenia o charakterze skocznościowym o dużej mocy tzw. moc eksplozywna). Tego typu trening m.in. poprawia sprężystość tkanek a nie powoduje zbyt dużej hipertrofii mięśni (wzrostu ich masy). Niektóre z cech są uwarunkowane genetycznie jak budowa i wielkość stopy, elastyczność włókien kolagenowych, co ma wpływ na wielkość sił sprężynowania podczas biegu. W dużym stopniu ekonomia biegu warunkowana jest przez metabolizm mięśniowy. Dobrze wytrenowany biegacz ma w przewadze włókna z grupy tlenowych tzw. wolnokurczliwe-czerwone, również gęstość sieci kapilar mięśniowych czyli najmniejszych naczynek krwionośnych jest większa. Oczywiście każdy z nas może w genetycznie określony sposób zmieniać poprzez trening mięśnie i cały aparat ruchu. Najważniejsza jest tutaj systematyka i dobór odpowiednich bodźców treningowych.

Paliwo do pracy mięśni
Do pracy naszych mięśni możemy wykorzystywać kilka źródeł energetycznych. Ich finalnym produktem jest ATP, ale wejściowe substancje mogą pochodzić z rozpadu cukrów, tłuszczy lub białek. Mięśnie człowieka są trochę jak uniwersalny silnik samochodowy, który może spalać różnego rodzaju paliwo. Podobnie jak w silniku tak i w naszych włóknach mięśniowych ilości produkowanej energii będą zależały od rodzaju spalanego paliwa i jego kaloryczności. Najwydajniej będziemy pracować spalając cukry, czyli glukozę zmagazynowaną w mięśniach w formie ziaren glikogenu. Niestety ta energia wyczerpuje się dosyć szybko i już po około 2h intensywnego biegu zaczyna brakować cukrów do produkcji energii. Innym bardzo ważnym źródłem do pracy mięśni są kwasy tłuszczowe, których produkcja ma pewne ograniczenia wynikające z przemian metabolicznych wątroby. Zasoby tego paliwa są jednak bardzo duże. Minusem jest jednak to, że z kwasów tłuszczowych korzystamy, jeśli intensywność wysiłku jest raczej średnio-niska i zazwyczaj nie przekracza 50-60% VO2max.

Wraz z wytrenowaniem organizm jest w stanie czerpać coraz więcej energii z kwasów tłuszczowych, które u wyczynowców mają wyższy udział w produkcji energii niż u amatorów.

O tym, co aktualnie jest źródłem służącym do produkcji energii przez mitochondria wiemy na podstawie różnicy w zużyciu tlenu i produkcji dwutlenku węgla. W standardowym badaniu wydolnościowym możemy dokładnie ustalić, jakie tętno odpowiada najlepszemu zużyciu kwasów tłuszczowych i po przekroczeniu jakiej intensywności wysiłku paliwem do pracy mięśni są wyłącznie cukry.

[singlepic id=749 w=550 h=640 float=center]

[singlepic id=750 w=550 h=640 float=center]

Rycina 2. Zużycie kwasów tłuszczowych podczas wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności u wyczynowca i amatora. Wytrenowany biegacz zużywa tłuszcze nawet pzy prędkości biegu 16-17 km/h a początkujący biegacz jedynie przy prędkości biegu 9-10 km/h.

Już 9 i 10 stycznia będzie okazja na spotkanie się ze Szczepanem, który będzie w Poznaniu przeprowadzał badania wydolnościowe, na które serdecznie zapraszamy!!

[singlepic id=748 w=550 h=640 float=center]

Autorem art. jest:
dr. Szczepan Wiecha
Sportslab.pl
[singlepic id=705 w=220 h=240 float=left]