Метод оценки аэробно-анаэробного перехода

Метод оценки аэробно-анаэробного перехода
Для аэробного окисления субстратов до воды и углекислого газа при физической
нагрузке необходимы следующие условия:
 достаточное количество митохондрий в клетках мышечных волокон, позволяющее
обеспечивать ресинтез АТФ аэробным путем;
 промежуточные продукты обмена и ферменты, не лимитирующие скорость
метаболических реакций в цикле Кребса при данной нагрузке;
 адекватная доставка кислорода к цепи транспорта электронов в митохондриях.
Если аэробное окисление субстрата ограничивается одним или сочетанием этих факторов,
начинается анаэробный метаболизм, поддерживающий необходимую скорость продукции
АТФ.
На процесс перехода из аэробного в анаэробный метаболизм влияют парциальное
давление кислорода во вдыхаемом воздухе (при повышенном давлении кислорода
концентрация лактата понижается, при гипоксии образование лактата начинается при нагрузке
меньшей интенсивности), содержание гемоглобина в крови, объем циркулирующей крови,
локальное соотношение перфузии и метаболизма в рекрутированных двигательных волокнах.
Мощность нагрузки при работе возрастающей интенсивности, при которой начинаются
улавливаемые лабораторными методами анаэробные процессы, обозначают как порог
анаэробного обмена.
Однако при функциониравании биологических систем не может существовать
фиксированная точка, ограничивающая аэробную энергопродукцию от анаэробной. Более
правильно определять зону аэробно-анаэробного перехода, границами которого являются
ПАНОı (или аэробный порог) и ПАНО2 (или анаэробный порог).
ПАНОı обозначает границу исключительно аэробной энергопродукции и определяется по
заметному приросту уровня молочной кислоты по сравнению со значением покоя,
сопровождающемуся нелинейным увеличением минутного объема выдоха (VE), дыхательного
коэффициента (R) и продукции СО2 (VCO2). Мощность нагрузки выше ПАНО1
квалифицированными спортсменами может выполняться продолжительно без существенного
дальнейшего прироста уровня молочной кислоты.
ПАНО2 обозначается как начало заметного отклонения кривой концентрации лактата в
крови. О достижении ПАНО2 свидетельствуют также выраженные сдвиги ряда показателей
внешнего дыхания и кислотно-основного состояния крови.
Выявляется три фазы при переходе от незначительной к максимальной нагрузке. В первой
фазе по мере возрастания нагрузки увеличивается утилизация кислорода в работающих
мышцах. Это сопровождается понижением фракции кислорода в выдыхаемом воздухе.
Концентрация молочной кислоты начинает увеличиваться, но незначительно, поэтому первую
фазу можно обозначить как аэробную. Во второй фазе при повышении нагрузки до 40-65 % от
максимального потребления кислорода и ЧСС до 150-170 ударов в минуту потребление
кислорода и ЧСС продолжают линейно расти. Диффундирующая из работающих мышц
молочная кислота почти полностью диссоциирует и связывается буферными основаниями.
Увеличивается фракция углекислого газа в выдыхаемом воздухе и минутное выделение
углекислого газа. Эту фазу можно можно обозначить как период изокапнического
буферирования с достаточно эффективной респираторной компенсацией. Начало второй фазы
соответствует ПАНО1. В третьей фазе при дальнейшем возрастании мощности нагрузки (6585 % от максимального потребления кислорода) начинается усиленное выделение молочной
кислоты, концентрация лактата в среднем превышает 4 ммоль/л, что приводит к заметному
снижению рН крови, буферных оснований и концентрации ионов НСО3. Падает парциальное
давление углекислого газа в крови и уменьшается фракция углекислого газа в выдыхаемом
воздухе. Респираторная компенсация метаболического ацидоза косвенно отражается в приросте
фракции СО2 при определении МОД и дальнейшем повышении фракции О2 в МОД.
Начало этих изменений соответствует ПАНО2, отражающего конец изокапнического
буферирования и начало гипокапнии.
Гипотетическая модель аэробно-анаэробного перехода
Показатель
ПАНО1
ПАНО2
Доминирующие
пути
метаболизма
Доминирующий субстрат
Iфаза
Аэробный
Жиры
II фаза
Углев
оды, жиры
I,IIa
III фаза
Анаэробный
Углеводы
Доминирующие
мышечные
I
I, IIa, IIb
волокна
Относительная интенсивность
40-60
65-90
нагрузки, %
ЧСС, уд/мин
130-150
160-180
Концентрация лактата, ммоль/л
2
4
В таблице показаны трехфазный характер изменений концентрации лактата,
доминирующие источники энергии и рекрутированные мышечные волокна в каждой фазе
аэробно-анаэробного перехода.
Возможность поддержания дистанционной скорости, в конечном счете определяющей
спортивный результат, зависит не столько от аэробной мощности, сколько от степени
изменения кислотно-основного равновесия в организме спортсмена, т. е. уровня ПАНО2. Порог
анаэробного обмена может быть рекомендован как диагностический критерий при спортивном
отборе, так как найдена тесная корреляция между процентным составом медленно
соращающихся волокон, с одной сотроны, и абсолютными и относительными величинами
лактатного порога — с другой, а также между площадью поперечного сечения медленно
сокращающихся волокон и ПАНО. ПАНО также как величина максимального потребления
кислорода относится к генетически детерминированным признакам. Однако в отличие от
последнего он более подвержен внешним воздействиям — в результате тренировки ПАНО
можно повысить на 30-40%.
Для определения ПАНО1 и ПАНО2 применяют тесты со ступенчато нарастающей
нагрузкой при работе на велоэргометре. Время работы на каждой ступени 3 минуты. Мощность
первой нагрузки для спортсменов составляет 50 Вт как для мужчин, так и для женщин с
последующим увеличением по 25 Вт или из расчета 1 Вт/кг для первой нагрузки с
последующим приростом на каждой ступени по 0,33 Вт/кг. Определение концентрации
молочной кислоты в крови осуществляется с помощью лактометра до нагрузки, в конце каждой
ступени и после нагрузки и выражается в ммоль/л. Величины ПАНО1 и ПАНО2 выражаются
при использовании данной методики в Вт. Значения ПАНО1 и ПАНО2 определяются
графическим путем. В системе прямолинейных координат на оси абсцисс откладывается
мощность нагрузки, на оси ординат — концентрация молочной кислоты в крови. ПАНО1
определяется как мощность, при которой концентрация молочной кислоты заметно повышается
над уровнем покоя или соответствует 2 ммоль/л. ПАНО2 соответствует мощности нагрузки,
при которой кривая концентрации молочной кислоты в крови пересекает уровень 4 ммоль/л.