VO2max – maksymalny pobór tlenu a wynik sportowy. Odporność na długotrwałe zmęczenie. Cz. 1

Fot. Krzysztof Dołęgowski

W konkurencjach wytrzymałościowych duże znaczenie ma odporność na długotrwałe zmęczenie. Skąd mamy wiedzieć, czy nasz organizm ma predyspozycje do wykonywania wysiłków długotrwałych? Jak sprawdzić, jaki potencjał kryje nasze ciało? Czy niski potencjał tlenowy odbiera szansę na osiąganie dobrych wyników w biegach długodystansowych?

Wytrzymałość jest zdolnością do kontynuowania pracy o wymaganej intensywności, bez obniżania efektywności działań i przy zachowaniu podwyższonej odporności na zmęczenie. Wyróżniamy dwa rodzaje wytrzymałości: tlenową oraz beztlenową. W przypadku biegów długodystansowych, większe znaczenie ma wytrzymałość tlenowa, która stanowi fundament pozwalający myśleć o osiągnięciu założonych celów podczas zawodów. Pojęciem nieco węższym jest wydolność organizmu, która stanowi o funkcjonalnych możliwościach wykonywania pracy przy rozwinięciu najbardziej ekonomicznych i efektywnych reakcji ustroju.

Pułap tlenowy

Jednym z kryteriów oceny wydolności organizmu jest VO2max, czyli maksymalny pobór tlenu w warunkach maksymalnego wysiłku, zwany również pułapem tlenowym. Wyraża się go w litrach tlenu na minutę bądź mililitrach tlenu na kilogram masy ciała na minutę. Służy do określania wydolności aerobowej (tlenowej) organizmu. Najważniejszym czynnikiem warunkującym VO2max jest zdolność transportu tlenu do mięśni i możliwość jego wykorzystania. To z kolei zależne jest od stanu układu krążenia, układu oddechowego, krwi oraz samych mięśni. W procesie treningu biegowego daje ważne informacje dotyczące możliwości organizmu do realizacji wysiłków o charakterze tlenowym. Należy pamiętać, że poziom VO2max w znacznym stopniu warunkowany jest genetycznie, co nie oznacza, że jest to jedyny czynnik stanowiący o naszym maksymalnym pułapie tlenowym. Trenując, poprawiamy pracę serca, jak i mięśni. Rośnie wysiłkowa objętość płuc i tym samym możemy wentylować więcej powietrza, dostarczając więcej tlenu do organizmu. Profil biegacza zmienia się stopniowo, a proces przebudowy organizmu jest oczywiście długotrwały. Wraz z wytrenowaniem uzyskujemy z reguły wyższe wartości maksymalnego poboru tlenu. Oznacza to, że nasz organizm jest w stanie pochłaniać więcej tlenu i tym samym produkować przy jego udziale więcej energii do pracy mięśniowej.

Czynniki warunkujące VO2max:

 WIEK 

Wartość VO2 max wzrasta znacznie w okresie szkolnym, osiągając najwyższe wielkości między 18. a 20. rokiem życia, zarówno wśród mężczyzn, jak i kobiet. 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 odznaczają 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%.

 PŁEĆ 

Kobiety ze względu na większy poziom tkanki tłuszczowej oraz mniejszy poziom tkanki mięśniowej cechują się niższym poziomem VO2max, niż mężczyźni.

 TRENING 

Poprzez trening jesteśmy w stanie w nieznaczny sposób zwiększyć VO2max, jednak największy przyrost można zaobserwować w pierwszych miesiącach treningu, natomiast później, trening ma coraz mniejszy wpływ na pułap tlenowy.

 ZMIANA WYSOKOŚCI 

Zmiany wysokości mają spory wpływ na pułap tlenowy. Wzrost wysokości powoduje, że zawartość tlenu w powietrzu maleje, co sprawia, że VO2max obniża się o około 10% na 1000 m n.p.m. Nie dotyczy to zatem wysokości poniżej 1000 m n.p.m., gdzie spadek wartości VO2max jest praktycznie niezauważalny. Warto jednak zwrócić uwagę, że trening wysokogórski pozytywnie wpływa na ekonomikę związaną z transportem tlenu do pracujących mięśni. Podczas treningu w warunkach hipoksji (niedotlenienia organizmu) nasze ciało uczy się wychwytywać tlen dostępny w rozrzedzonym górskim powietrzu. To powoduje również usprawnienie mechanizmów związanych z transportem tlenu do pracujących mięśni, a jest to jeden z czynników warunkujących poziom VO2max w organizmie.

Jak określić swój pułap tlenowy?

Do określenia VO2max służy metoda bezpośrednia oraz metody pośrednie. Dokładniejszy wynik uzyskamy korzystając z metody bezpośredniej, która polega na zmierzeniu ilości zużytego tlenu w jednostce czasu w trakcie wykonywania wysiłku o maksymalnym obciążeniu. Do przeprowadzenia takiego testu niezbędny jest aparat do pomiaru procentowej zawartości tlenu w wydychanym powietrzu oraz wentylacji minutowej płuc (oznacza ilość powietrza przepływającego przez płuca w ciągu minuty) podczas wysiłku maksymalnego. Jest to specjalna maska, którą zakładamy na twarz tak, aby analizator znajdował się na wysokości jamy ustnej. Podczas testu istotne jest, aby przy wykonywaniu wysiłku, zaangażowane były duże grupy mięśniowe, w sposób pozwalający na największe zaangażowanie układu krążenia i oddychania. Obciążenia powinny być dobierane tak, aby dały one możliwość całkowitej adaptacji organizmu do pracy o maksymalnej intensywności. Odpowiednia długość takiego testu to 8-10 minut. Metod pomiarowych jest jednak wiele. Może to być test progresywny, może to być metoda przerywana, albo ciągła. Należy pamiętać, że próbę poprzedza rozgrzewka. Podczas głównej części testu na bieżąco monitorowana jest również częstość skurczów serca (HR), która zazwyczaj osiąga swoją maksymalną wartość szybciej, aniżeli maksymalny pobór tlenu. Najczęstszym miejscem przeprowadzenia takiego badania jest laboratorium z bieżnią mechaniczną. Dodatkowo potrzebne są wykwalifikowane osoby, które będą czuwać nad prawidłowym przebiegiem testu. To sprawia, że test wysiłkowy jest bardzo złożony i niemożliwy do przeprowadzenia w pojedynkę.

Testy pośrednie

Z racji tego, iż nie każdy ma możliwość wyznaczenia pułapu tlenowego metodą bezpośrednią, ponieważ oprócz złożoności tego testu należy również liczyć się z opłatą za jego wykonanie, pozostaje wykorzystanie pośrednich metod określania VO2max. Te metody bazują na wynikach opartych na liniowej zależności pomiędzy intensywnością wysiłku a poborem tlenu i częstością skurczów serca (HR) umożliwiającej wyliczenie wartości VO2max. Ważne, aby test spełniał wymogi wiarygodności wyników uzyskiwanych podczas jego przeprowadzania. Aby dany test był wiarygodny, musi powodować obciążenie dużych grup mięśniowych (np. chód, bieg, praca na cyklometrze), ważne jest również, aby test był wymierny oraz powtarzalny, czyli abyśmy wykonując go kilkukrotnie (np. w ciągu tygodnia) uzyskiwali zbliżone wyniki. To samo dotyczy warunków testu, które powinny być porównywalne oraz powtarzalne. Oznacza to, iż za każdym razem, kiedy próba była wykonywana, panowały podobne warunki (np. brak wiatru, czy opadów atmosferycznych). Ważne, aby dane zadanie ruchowe było proste pod względem koordynacyjnym (np. chód, bieg bądź jazda na rowerze ).

 Test Astranda – Ryhminga 

Najbardziej rozpowszechniony test oparty na pośredniej metodzie wyznaczania VO2max. Twórcy tej próby stworzyli nomogram (wykres pozwalający określić wartości bez każdorazowego pomiaru) pozwalający na podstawie częstości skurczów serca (HR) i wielkości wykonanej pracy na ergometrze rowerowym bądź na stopniu do step-testu wyliczyć wartość VO2max. Podczas tego testu osoba badana wykonuje wysiłek submaksymalny (poniżej wartości maksymalnych) przez 6-8 minut. Od 3 minuty po rozpoczęciu testu co minutę zaczyna być zliczana wartość częstości skurczów serca. Jeśli różnica HR między kolejnymi minutami wynosi 4/minutę, to przyjmuje się, że nastąpiła równowaga czynnościowa i można zakończyć test. W przypadku step-testu, badany wchodzi na stopień o wysokości 33 cm dla kobiet oraz 40 cm dla mężczyzn w rytmie 22,5 wejścia na minutę.

W celu obliczenia VO2max, na nomogramie przeprowadza się linię prostą przez wartość obciążenia oraz częstość skurczów serca i odczytuje się wartość na skali VO2max. Uzyskany wynik należy pomnożyć przez współczynnik uwzględniający wiek osoby badanej.

Rys. 1. Nomogram do testu Astranda – Ryhminga określającego VO2max. Wielkość wykonanej pracy na cykloergometrze określona jest w jednostkach kgm/min (kilogram-force meter/minute). Stosując cykloergometr należy pamiętać, że pomiar dokonany w Watach należy pomnożyć przez 6 aby uzyskać wartość w kgm/min (jest to miara użyta w nomogramie) – przyp. red.

Różnica między metodą bezpośrednią a pośrednią polega na tym, iż w przypadku metody bezpośredniej badany otrzymuje aktualną wartość VO2max, natomiast w przypadku metody pośredniej otrzymuje on jedynie prognozowany wynik, który został wyliczony według wzoru. Nie daje to gwarancji faktycznego poziomu VO2max, ponieważ niestety fizjologia człowieka to nie matematyka i nie da się w 100% wyliczyć wartości pułapu tlenowego. Metoda pośrednia wykonywana systematycznie i w porównywalnych warunkach może jednak dać wyniki, czy obrane przez badanego środki treningowe stymulują organizm w prawidłowym kierunku.

Poprzez prawidłowy trening można usprawnić transport tlenu do pracujących mięśni, co powoduje, że lepiej wykorzystujemy osobniczy pułap tlenowy. Już dawno naukowcy potwierdzili, że biegacze z wysokim poziomem VO2max są bardziej predysponowani do wykonywania wysiłków o charakterze długotrwałym. Nie oznacza to jednak, że poziom VO2max determinuje wyniki sportowe. Jest to jedynie ocena potencjału organizmu.

O treningu VO2max przeczytasz w drugiej części artykułu.

Tomasz Lewandowski, „VO2max a wynik sportowy”, Bieganie maj 2014