VO2max исполнилось 100 лет: актуален ли этот показатель до сих пор?
За последнее столетие термин "максимальное потребление кислорода" вырос в ценный и полезный маркёр уровня выносливости и здоровья.
Ни один показатель спортивной физиологии не получил такой популярности, как VO2max, также известный, как "максимальное потребление кислорода". Тем более удивительно, что за последнее столетие VO2max довольно регулярно интерпретируется неверно, что не отмечается больше ни для какого из физиологических показателей. Новый комментарий, опубликованный в International Journal of Sports Physiology and Performance группой экспертов под руководством Грегуара Милле из Университета Лозанны отмечает 100-летие знаковой статьи А. В. Хилла и Хартли Луптона, в которой они впервые описали VO2max. Это важная веха, и она дает хороший повод поближе взглянуть на то, что на самом деле означает VO2max и почему он (иногда) имеет значение.
Как появился VO2max
Арчибальд Вивиен Хилл, пробегавший милю за 4:45, уже имел Нобелевскую премию за свои работы в области физиологии мышц, когда они с Луптоном начали изучать VO2max. В экспериментах участвовали испытуемые, бегающие по саду за домом Хилла в Манчестере с "воздушными мешками", привязанными к спине, позволяющим ученым измерить, сколько кислорода используют атлеты во время бега. Чем быстрее они бежали, тем больше кислорода им требовалось, но только до определенного момента. В конце концов, потребление кислорода стабилизировалось, хотя атлеты продолжали ускоряться.
За пределами этого плато — того, что сейчас известно как VO2max, обозначающего максимальный объем кислорода (O2), потребляющегося в единицу времени — атлетам пришлось полагаться на анаэробные энергетические пути, то, что Хилл назвал "кислородным долгом". Этот долг не может поддерживаться в течение длительного времени из-за роста уровня молочной кислоты, а это означает, что VO2max фактически обозначил пределы "устойчивых усилий". Говоря иначе, VO2max был объективным показателем выносливости.
Со времен работ Хилла, понимание метаболизма при физической нагрузке изменилось. Физиологи больше не говорят о кислородном долге, а лактат (а не молочная кислота) считается маркёром усталости, но не ее непосредственной причиной. Но основная идея остается прежней: существует некий предел скорости, с которой ваше тело может потреблять и использовать кислород, и более высокий предел является хорошим предзнаменованием как для производительности, так и для здоровья.
Каскад VO2max
Первоначальное понимание VO2max заключалось в том, что это показатель сердечно-сосудистой функции, ограниченный в первую очередь тем, насколько быстро сердце может перекачивать богатую кислородом кровь к мышцам. Для элитных спортсменов на выносливость это в целом приемлемое определение: "аэробные монстры" отличаются прежде всего большим и растяжимым сердцем, способным перекачивать огромные объемы крови при каждом ударе.
Но со временем исследователи поняли, что пределы потребления кислорода лучше всего рассматривать в виде каскада, состоящего из множества этапов. Вы должны вдыхать кислород в легкие, распространять его в кровоток, перекачивать его в мышцы, распространять его по мышцам, а затем ваши митохондрии должны использовать его для выработки АТФ. Каждый из этих шагов в определенных условиях может стать ограничивающим "узким местом", поэтому не существует общего пути изменения VO2max.
Как измерить VO2max
Существует два способа количественной оценки VO2max. Абсолютное значение выражается в литрах кислорода в минуту: например, хорошо тренированный спортсмен на выносливость может потреблять 5 л кислорода в минуту. Относительное значение, которое обсуждается чаще всего, представляет собой абсолютное значение, разделенное на вес в килограммах. Если бы тот же спортсмен на выносливость, весил 70 килограммов, его относительный максимальный показатель VO2 составил бы 71 мл/мин/кг (5000 мл/70 кг).
Стандартный метод измерения VO2max, первоначально бывший побочным продуктом печально известного Миннесотского "голодного" исследования, проведенного во время Второй мировой войны, представляет собой ступенчатый тест на беговой дорожке (или эквивалента, например, на велотренажере), продолжительностью от 6 до 12 минут. В процессе теста испытуемому становится все сложнее поддерживать заданную интенсивность, пока он не достигнет максимума. Но что значит достичь максимума? Существуют различные критерии: потребление кислорода достигает плато, частота сердечных сокращений достигает плато, уровень лактата превышает 8,0 ммоль/л, воспринимаемая нагрузка выше 17 по шкале от 6 до 20, коэффициент дыхательного обмена (сравнение количества выдыхаемого углекислого газа по сравнению с тем, сколько кислорода вы потребляете) более 1,1.
Перечисление этих критериев нужно для того, чтобы понять – идеализированная картина устойчивого увеличения потребления кислорода с последующим плато часто не проявляется в реальной жизни. И даже если плато и будет, на нем не будет какого-то одного неизменного числа: максимальный показатель VO2 при каякинге будет меньше, чем, например, при беге, потому что вы задействуете менее крупные массивы мышц, которые не могут потреблять столько же кислорода, сколько мышцы бегуна. Именно поэтому гребцы, как правило, имеют одни из самых высоких абсолютных значений VO2max, потому что атлеты очень крупные и в работе задействуют мышцы как рук, так и ног. Лыжники имеют одни из самых высоких относительных значений VO2max, потому что они также используют мышцы рук и ног, но сам атлеты, как правило, намного легче, чем гребцы.
Есть даже несколько исследований, результаты которых выявили разные значения VO2max в зависимости от деталей ступенчатого протокола, проводящегося на беговой дорожке. Каким образом этот показатель может быть высшей объективной мерой выносливости, если его ценность зависит от того, с помощью какого протокола вы рассчитываете? Является ли кажущееся плато результатом того, что ваш мозг решил, что с вас достаточно и пора сойти с беговой дорожки? Эти и другие противоречия все еще не разрешены. Эксперты считают, что плато VO2max – вполне реальная величина и продиктовано оно физиологией, но это не такой четкий и однозначный порог, как считалось раньше.
Почему VO2max имеет значение
Если вы протестируете всех бегунов на стартовой линии олимпийского забега на длинные дистанции, значения их VO2max мало что расскажут о том, какое место они займут в этом забеге. Все атлеты олимпийского уровня будут иметь высокие значения этого показателя, и гонку не обязательно выиграет бегун с наивысшим значением VO2max. Сообщается, что Элиуд Кипчоге имеет относительно обычные значения VO2max для элитного марафонца. В этом смысле показатель VO2max не является хорошим показателем беговых результатов. И велосипедист с самым высоким когда-либо зарегистрированным показателем VO2max – Оскар Свендсен, так и не стал тем, кто взорвал мир велоспорта.
С другой стороны, если бы вам нужно было предсказать порядок финиширования 100 человек, случайно выбранных с улицы, и было разрешено провести один физиологический тест, то стоит выбрать тест для определения VO2max. В любой разнообразной популяции значения VO2max будут сильно различаться, и те, у кого самые высокие значения, скорее всего, финишируют в первых рядах или рядом с первыми. В этом смысле показатель VO2max является отличным предсказателем результата. Другими словами, высокий VO2max является необходимым, но все-таки не единственным важным условием для достижения успеха в спорте на выносливость. Большой VO2max – это своеобразный билет в элитный клуб выносливости, но не гарантия элитного результата.
Вы можете возразить, что показатель VO2max имеет большее значение для оцени общего здоровья и долголетия, чем спортивного успеха. Несмотря на то, что взаимосвязь между привычкой регулярно тренироваться и долголетием остается немного размытой, а некоторые люди даже утверждают, что слишком много тренировок – вредно, связь между VO2max и долголетием однозначна: чем он выше, тем лучше. Фактически, Американская кардиологическая ассоциация утверждает, что показатель VO2max следует считать "жизненно важным показателем" и рекомендует врачам регулярно измерять или оценивать его.
Как увеличить VO2max
Еще в 1990-х годах в рамках исследования "Семейное наследие" (the Heritage Family Study) в течение 20 недель около 500 человек из 100 разных семей прошли тренировочную программу. Результат – в среднем им удалось повысить показатель VO2max примерно на 20%. Но ученые увидели широкий разброс в "ответах": некоторые люди показали увеличение более чем в два раза, в то время как другие практически не увеличили его вообще. И было похоже на то, что эти различия группировались внутри семей. Исследователи подсчитали, что около половина ответов в виде изменения VO2max на фоне тренировок было обусловлено генетикой.
Идея о том, что некоторые люди вообще не улучшают свой VO2max даже при регулярных тренировках, остается спорной. Несколько разных исследований, авторы которых решили поработать с этой идеей показали, что если вы возьмете из исследования тех, кто не отвечает на тренировки, и предложите им либо тренироваться больше, либо тренироваться тяжелее, то в конечном итоге отреагируют абсолютно все. Тем не менее, очевидно, что некоторым людям повысить показатель VO2max куда легче, чем другим.
Тренированные спортсмены в конечном итоге достигают точки убывающей отдачи, хотя долгосрочные структурные адаптации, такие как размер сердца и плотность капилляров, распределяющих кровь, могут продолжать улучшаться. Мета-анализ, проведенный десять лет назад, показал, что интервальные тренировки могут привести к существенным улучшениям VO2max, при этом наибольший эффект достигается при интервальных тренировках с продолжительностью активного отрезка от трех до пяти минут (так называемые МПК-интервалы). Самые высокие зарегистрированные значения VO2max находятся в районе 90 мл/кг/мин для мужчин и 80 мл/кг/мин для женщин, при этом половые различия объясняются более высоким содержанием жира в организме и более низким уровнем гемоглобина у женщин.
Каким бы важным ни было увеличение показателя VO2max, более серьезной задачей для многих из нас является замедление его снижения. После 25 лет он обычно падает примерно на десять процентов за каждое десятилетие. Согласно данным недавнего анализа, спортсмены, которые продолжают тренироваться, могут замедлить это снижение примерно до 5% за десятилетие, но те, кто выпадает из обоймы, могут увидеть еще более резкое снижение этого показателя.
В целом Грегуар Милле и его коллеги пришли к выводу, что VO2max — это "здоровый и активный долгожитель", который остается важным как в видах спорта, требующих выносливости, так и в качестве важного показателя общего здоровья сердечно-сосудистой системы. Это не окончательный и не единственный показатель тренированности, но и не полностью бессмысленная цифра. Если у вас появится возможность пройти тестирование, сделайте это. Во-первых, всегда интересно узнать о собственной физиологии, ну а на заключительном этапе теста, когда вы продолжаете тяжело работать до того момента, пока не окажетесь на грани схода с беговой дорожки, вы много узнаете о границах своей психологической выносливости.