MAKSYMALNY PUŁAP TLENOWY
Podstawowym warunkiem wykonywania długotrwałych wysiłków fizycznych o umiarkowanym koszcie energetycznym jest zdolność wykorzystywania podczas pracy przede wszystkim tlenowych źródeł energii i utrzymania beztlenowej komponenty metabolizmu na możliwie niskim poziomie. Podczas dynamicznych wysiłków fizycznych można stwierdzić prawie liniową zależność między pochłanianiem tlenu przez ustrój, a intensywnością pracy, aż do momentu osiągnięcia pułapu tlenowego.
Przez pułap tlenowy rozumie się maksymalną ilość tlenu, jaką ustrój może pochłonąć w jednostce czasu, praktycznie określany w ml•minˉ¹ lub ml• minˉ¹ • kgˉ¹. Jest to jeden z najpopularniejszych wskaźników wydolności fizycznej, szczególnie wydolności tlenowej. Często ciężkość (intensywność) wysiłku określa się w procentach VO2max.
Wykazano, że VO2 max odgrywa decydującą rolę w zdolności wykonywania większości wysiłków fizycznych. Liczne badania wskazują na zależność między wielkością VO2 max, a zdolnością do wykonywania długotrwałej intensywnej pracy, bez większych zaburzeń równowagi czynnościowej ustroju .U osób o niskim pułapie tlenowym, szybciej i przy znacznie mniejszym obciążeniu, będą włączały się beztlenowe procesy metaboliczne w wytwarzaniu energii do pracy. W związku z tym w mięśniach i we krwi będzie występowało większe stężenie mleczanów i szybciej wystąpi uczucie zmęczenia i ograniczenie zdolności do wykonywania wysiłków.
Wartość VO2 max wzrasta znacznie w okresie szkolnym, osiągając najwyższe wielkości u przedstawicieli obojga płci między 18 a 20 rokiem życia. Przyczyną tego są zmiany maksymalnych prędkości skurczów serca, które wzrastają w wieku dziecięcym i około 10 roku życia osiągają poziom najwyższy (ponad 200 uderzeń na minutę).
W późniejszym okresie dorastania obniżają się stopniowo. Osoby 40 letnie oznaczają się zmniejszeniem wydolności, mierzonej poziomem pułapu tlenowego do 80-90%, osoby 50 letnie do 70-80%, 60 letnie do mniej niż 70%, a około 70 letnie do 50-55%. Maksymalna wielkość VO2 max osiągana przez płeć żeńską w rozwoju osobniczym kształtują się na mniejszym poziomie niż u mężczyzn.Za poziom VO2 max niezbędny do podołania codziennym obowiązkom i utrzymania pożądanej jakości życia przyjmuje się wartość 15-17 ml•kg-1•min-1 VO2 max . Wielkość tę osiąga się średnio w 74 roku życia, ale może być przesunięta do 88 roku i później przez systematyczną aktywność fizyczną. Do samodzielnego życia, tj. nie wymagającego pomocy fizycznej drugiej osoby, potrzebny jest poziom wydolności równy minimum 13 ml•min-1•kg-1 VO2 max .
O wydolności fizycznej i sprawności ludzi w starszym wieku decydują:
- wydolność fizyczna osiągnięta do 25 roku życia;
- aktywność fizyczna w wieku dojrzałym;
- zmiany organiczne i czynnościowe powstałe w wyniku przebytych chorób i działających na ustrój ujemnych wpływów rozwoju cywilizacji.
Spadek zdolności do pracy fizycznej uwarunkowany jest głównie obniżeniem sprawności układu oddechowego i sercowo- naczyniowego. Z wiekiem znacznie zmniejsza się pojemność życiowa płuc; klatka piersiowa staje się usztywniona o ograniczonej ruchomości, na co wpływają głównie zwapnienia żeber i zmiany zesztywniające kręgosłupa; następuje zanik pęcherzyków płucnych, a to pogarsza dyfuzję gazów przez zmieniony nabłonek; elastyczność tkanki płucnej zmniejsza się, płuca słabiej rozszerzają się i kurczą na skutek czego krew jest niedostatecznie utleniona.
Wydolność tlenową ocenia się metodą bezpośrednią, przez pomiar maksymalnej wartości VO2 max (maksymalna wartość poboru tlenu). Pomiar ten wykonuje się w badaniu wytrzymałości testem progresywnym na cykloergometrze , do której przystępują osoby zakwalifikowane przez lekarza.
Do bezpośredniego przeprowadzenia pomiaru VO2 max służą następujące testy:
Test Coopera - 12 minutowy test biegu (12 MRT)
Założeniem testu jest określenie maksymalnej wydolności tlenowej mierzonej wynikiem biegu z maksymalną szybkością przez 12-minut. Badania laboratoryjne Coopera wykazały, że właśnie taki wysiłek biegu z maksymalną szybkością koreluje bardzo wysoko (r=0.90) z bezpośrednim pomiarem VO2max dokonanym na bieżni mechanicznej.
Bieg wykonujemy w jednakowych warunkach (na bieżni lekkoatletycznej), zarówno pojedynczo, jak i grupowo (dodatkowy czynnik motywacyjny).
Przedstawione w tabeli poniżej wartości testu opracowane zostały na podstawie wyników uzyskanych przez osoby dobrze wytrenowane.
Tabela 1.Wartości testu 12 min biegu (kilometry*)
Ocena wydolności Mężczyźni Kobiety
do 30 lat 30-39 lat do 30 lat 30-39 lat
Bardzo słaba poniżej 1,6 poniżej 1,52 poniżej 1,52 poniżej 1,36
Słaba 1,6-2 1,52-1,82 1,52-1,82 1,36-1,66
Średnia 2-2,.38 1,83-2,22 1,83-2,14 1,67-1,98
Dobra 2,4-2,78 2,23-2,62 2,15-2,62 1,99-2,46
Bardzo dobra powyżej 2,78 powyżej 2,63 powyżej 2,62 powyżej 2,47
Test PWC170 (Physical Working Capacity) – wytrzymałości tlenowej
Wyposażenie: cykloergometr, pulsometr, stoper.
Wykonanie testu:
9 minutowy wysiłek o wzrastającym obciążeniu pomiar HR po 3 min i po 6 min wysiłku określenie obciążenia pracą (kg, wat), przy którym częstość skurczów osiągnie wartość 170 ud./min u osób słabo wytrenowanych oraz w rehabilitacji leczniczej stosuje się modyfikację testu PWC170, czyli PWC150 lub PWC130 znacznie obniżające obciążenie badanego wysiłkiem testowym
Przykład:
Miarą wydolności tlenowej w teście jest wartość pracy fizycznej, którą badany może wykonać przy częstości skurczów serca 170 ud./min.
Wartość testu PWC170 określić też można w oparciu o następujący wzór obciążenie w watach podczas dwóch kolejnych obciążeń, częstość skurczów serca podczas tych obciążeń, masa ciała w kg
N1 i N2 obciążenie w watach
f1 i f2 - częstotliwość skurczów serca
BW - masa ciała w kg
Analiza:
Oczywiście, im wyższa jest wartość pracy wykonana przy intensywności 170 ud./min, tym lepsza wydolność badanego, bo posiada on większą rezerwę funkcjonalną (częstość skurczów serca wysiłku 170 ud./min przy pracy maksymalnej).
Do pośredniego przeprowadzenia pomiaru VO2 max służą następujące testy:
Test Astranda-Ryhminga pomiaru VO2 max metodą pośrednią na podstawie częstości skurczów serca podczas pracy submaksymalnej.
Wykonanie testu:
Wysiłek 5-8 min na cykloergometrze do wartości tętna 130-150 ud./min ( do osiągnięcia stanu równowagi czynnościowej - steady-state) wyliczenie średniej wartości tętna z 3 min
określenie obciążenia pracą w Kgm/min podczas stabilizacji tętna określenie wartości VO2 max z nomogramu łącząc linie wartości tętna O2 wysiłkowego z wartością wykonanej pracy i masą ciała (kg).
Skala 1.Skale testu Astranda
Uzyskana wartość VO2 max u zawodników w wieku 20-30 lat nie wymaga korekty. Zastosowanie testu u osób powyżej 30 lat i uzyskane wynik VO2 max muszą być pomniejszone wraz z wiekiem od 15 do 30%.
Wiek Wskaźnik HRmax Wskaźnik
15 1,10 2,10 1,12
25 1,00 2,00 1,00
35 0,87 1,90 0,93
40 0,83 1,80 0,83
45 0,78 1,70 0,75
50 0,75 1,60 0,69
55 0,71 1,50 0,64
60 0,68
65 0,65
Liczne badania wykonywane w różnych ośrodkach naukowych potwierdziły wartość diagnostyczną testu Astranda pomimo jego pośredniego pomiaru (r=0.70 do testu bezpośredniego). Nie przeceniając wartości próby Astranda dla potrzeb sportu wyczynowego, przyjmuje się, że błąd pomiaru dochodzić może nawet, do 20%, co trzeba brać pod uwagę w procedurze kontroli stanu wytrenowania.
Szczególnym wyzwaniem dla zawodowych kolarzy szosowych są wielodniowe wyścigi. Sportowcy ci na szczęście zostali obdarzeni przez naturę wyjątkowymi predyspozycjami do wysiłków wytrzymałościowych. Jednym z tych darów jest genetycznie uwarunkowana zdolność do maksymalnego pochłaniania czyli zużycia tlenu (nie mylić z pojemnością płuc) w procesach biochemicznych zachodzących w organizmie w czasie maksymalnych wysiłków. Parametr ten, oznaczany symbolem VO2 max, wyraża minutowe zużycie tlenu w przeliczeniu na kilogram masy ciała badanej osoby i jest powszechnie stosowany w fizjologii wysiłku do oceny adaptacji do pracy tlenowej (aerobowej). Najwyższej klasy wyczynowcy w dyscyplinach wytrzymałościowych, takich jak kolarstwo szosowe, triathlon, maraton lub długodystansowe biegi narciarskie, uzyskują najwyższe wartości VO2 max wynoszące w czasie maksymalnego wysiłku ponad 70 ml tlenu na kilogram masy ciała przy pojemności życiowej płuc od 6 do 7 l. Duża wartość VO2 max, czyli inaczej mówiąc duży pułap tlenowy, pozwala realizować odpowiednio długo wysiłek o znacznej (ale nie maksymalnej) intensywności bez zaciągania „długu” tlenowego, a więc bez zakwaszenia mięśni. Pułap tlenowy jest parametrem, który można częściowo kształtować przez wieloletni trening, ale, jak wspomniałem, zdolność do jego zwiększania zależy od genów, a na to wpływu nie mamy. Z tego powodu wielu może uprawiać kolarstwo wyczynowe, chociaż niewielu osiąga poziom mistrzowski.
WIEK
Potwierdzonym zdaje się być fakt, że wraz z wiekiem maksymalny pułap tlenowy zmniejsza się. U zdrowych nietrenujących osób ten spadek może wynosić do 9% na dekadę i jak wynika z badań, zaczyna się po 25 roku życia. Natomiast u osób aktywnych fizycznie spadek ten oscyluje w granicach 5% na dekadę.
PŁEĆ
Płeć również wpływa na poziom VO2max. Kobiety z reguły osiągają niższe wartości. Jest to związane z tym, iż mają naturalnie większą zawartość tkanki tłuszczowej od mężczyzn oraz mniejszą masę mięśniową, a co za tym idzie, są słabsze od mężczyzn, oczywiście z małymi wyjątkami :)