Влияют ли скоростные тренировки на аэробную базу?

Давний спор: вредят ли анаэробные тренировки аэробной выносливости?

Есть по крайней мере одно обстоятельство, при котором это однозначно верно — состояние перетренированности. Однако, очевидный застой в развитии аэробной тренированности у многих атлетов на самом деле может быть признаком продолжающегося прогресса. Объяснение этого феномена требует объяснения некоторых заблуждений, возникших вокруг концепции анаэробной тренированности.

Но прежде, чем переходить на темную сторону Луны, необходимо поговорить о гораздо более понятной аэробной тренированности или выносливости.

Аэробная тренированность/выносливость

Аэробная выносливость — это способность "подпитывать" сокращение мышц за счет сжигания различного топлива — глюкозы или жиров — в присутствии кислорода с образованием углекислого газа, при передаче химической энергии для создания высокоэнергетических фосфатных связей в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ), что, в свою очередь, способствует сокращению и расслаблению мышц. Другими словами, углеводы или жиры способствуют выработке и получению энергии для движения. Главная энергетическая валюта организма – АТФ.

Ключевые этапы этого процесса, который называется окислительный метаболизм, происходят в маленьких энергетических станциях – митохондриях, которые находятся внутри мышечных клеток. Их особенно много в медленно сокращающихся мышечных волокнах, которые способны генерировать умеренную мощность, но делать это в течение нескольких часов, прежде чем наступит усталость.

Три основные физиологические адаптации, необходимые для достижения аэробной выносливости — это увеличение количества митохондриальных окислительных ферментов, увеличение плотности капилляров, доставляющих насыщенную кислородом кровь к мышечным клеткам, и увеличение насосной способности сердца. Впервые это ясно продемонстрировал Артур Лидьярд, которого часто называют "отцом джоггинга", который был тренером ряда олимпийских чемпионов, включая Питера Снелла, золотого медалиста на дистанции 800 м в Риме и на 800 м и 1500 м в Токио. Лидьярд не раз говорил, что аэробная тренированность может быть достигнута с помощью большого объем низкоинтенсивного бега. Однако следует также отметить, что некоторые аспекты аэробной тренированности, особенно выработка митохондриальных окислительных ферментов, также могут быть улучшены и с помощью высокоинтенсивных интервальных тренировок. Это было продемонстрировано учеными из Университета Макмастера в Онтарио.

Анаэробная тренированность/выносливость

Анаэробная выносливость — это способность стимулировать сокращение мышц за счет метаболических процессов, не требующих кислорода. Существует два основных анаэробных процесса: гликолиз, при котором АТФ вырабатывается из глюкозы таким образом, что извлекается лишь "часть" энергии, имеющейся в глюкозе, при этом образуется лактат; и креатинфосфатная система, которая вырабатывает АТФ, используя химическую энергию, содержащуюся в высокоэнергетических фосфатных связях креатинфосфата. Креатинфосфатная система может высвобождать энергию очень быстро, но общая емкость системы невелика, позволяя питать интенсивное сокращение мышц менее 10 секунд. Этот источник энергии в основном имеет отношение к бегу на короткие дистанции и почти не играет роли в беге на длинные дистанции. Однако, производство лактата из глюкозы в процессе гликолиза играет решающую и пока не до конца понятую роль в беге на длинные дистанции.

Анаэробная мощность

Термин анаэробная мощность используется по-разному. В 1994 году ученым из Университета Западного Сиднея была опубликована интересная статья, в которой обсуждались различные способы использования этого термина и возникшую из-за этого путаницу. В более поздней статье этого же автора было предложено следующее определение анаэробной мощности – это максимальное количество АТФ, которое повторно образуется с помощью анаэробного метаболизма во время определенного режима краткосрочных тренировок с максимальными усилиями.

Это полезное определение, хотя оно недооценивает важную роль анаэробного метаболизма в установлении пределов производительности во время соревнований на разные дистанции, от 800 м до марафона. Для бегуна на длинные дистанции важна способность выдерживать небольшой вклад анаэробного метаболизма в течение определенного периода времени, порядка часа или двух. В то время как аэробной выносливости, создаваемой большим объемом низкоинтенсивного бега, может быть достаточно, чтобы превратить типичного малоподвижного человека, неспособного непрерывно бежать 5 км, в марафонца, преодолевающего дистанцию за 3 часа или чуть быстрее, вполне вероятно, что способность "выжимать" дополнительную мощность из анаэробного метаболизма вносит значимый вклад в разницу между марафонцем с результатом 2:10 и марафонцем с результатом 2:05, действительно позволяя спортсменам-любителям выступать на своем лучшем уровне на любой дистанции.

Как тренируется анаэробная мощность? Для начала рассмотрим механизмы, с помощью которых можно усилить анаэробный метаболизм:

• Одним из основных механизмов является гипертрофия волокон 2-го типа (быстро сокращающихся волокон), которые "специализируются" на анаэробном метаболизме.
• Другим механизмом является способность удалять лактат, поскольку фактором, ограничивающим анаэробную выработку энергии, является кислотность. Когда уровень лактата в мышцах становится слишком высоким, мышечное сокращение становится менее эффективным. Удаление лактата достигается разными путями, в том числе с помощью цикла Кори в печени, который позволяет образовывать глюкозу из лактата. Мышцы, сердце и даже мозг могут использовать лактат для производства энергии путем обратного превращения в пируват – промежуточной молекулы в окислительном метаболизме глюкозы. В присутствии кислорода пируват подвергается окислительному метаболизму в митохондриях с образованием АТФ и подпиткой многих внутриклеточных процессов, включая сокращение мышц.
• Третий механизм, с помощью которого можно усилить анаэробный метаболизм – увеличение способности переносить ацидоз. Этот механизм может действовать либо за счет повышенной способности мышц подавлять (буферизировать) кислотность, либо за счет повышения "переносимости кислотности", опосредованный мозгом. Возможно, этот последний механизм можно было бы просто рассматривать как повышение психологической устойчивости на фоне регулярных анаэробных тренировок.

Говоря в общем, любая тренировка, предполагающая быстрое потребление большого количества энергии, увеличивает анаэробную мощность. Например, взрывная работа, такая как бег на короткие дистанции, будет способствовать развитию волокон 2 типа. Кроме того, тренировки с длительным воздействием умеренных уровней лактата, например интервалы с коротким восстановлением или темповый бег, увеличивают способность организма утилизировать и тем самым рассеивать накопленный лактат.

Анаэробный метаболизм в беге на длинные дистанции

Поскольку анаэробный метаболизм обеспечивает быстродоступное, но временное поступление энергии, в то время как аэробный метаболизм обеспечивает медленное, но устойчивое поступление, доля общей энергии, обеспечиваемой анаэробным метаболизмом, уменьшается с увеличением продолжительности активности. При активности продолжительностью около 90 секунд количество энергии, обеспечиваемое анаэробным метаболизмом, примерно равно количеству энергии, обеспечиваемому аэробным метаболизмом, но для более длительных тренировок аэробный метаболизм является доминирующим источником.

Во время забегов на дистанции от 5 км до марафона, темп бывает близок к лактатному порогу — уровню, при котором происходит прогрессивное накопление лактата, если активность продолжается. Считается, что во время бега на 5 км темп немного выше лактатного порога, а умеренное накопление лактата можно переносить в течение 15-20 минут. Напротив, марафонский бег – это темп немного ниже лактатного порога, но находящийся в зоне, где уровень лактата стабильный, хоть и выше уровня покоя (1-2 мМоль/л). Здесь скорость выделения лактата соответствует скорости его производства. Следовательно, даже на марафоне небольшая часть энергии приходит из анаэробного метаболизма, но, возможно, что еще более важно, предел марафонского темпа определяется способностью "рассеивать закисление". Улучшение этой способности имеет решающее значение для достижения максимальных результатов в марафоне.

Влияние анаэробных тренировок на результат в гонках на длинные дистанции

Синяя кривая на рисунке ниже – схематическое изображение динамики концентрации лактата по мере увеличения темпа во время тренировки. По мере того, как темп увеличивается, пересекая то, что в физиологии называется аэробный порог (LT1), уровень лактата начинает расти, обычно превышая концентрацию 2 мМоль/л, но если темп не нарастает, остается на стабильном уровне. Если же темп растет, то параллельно растет и уровень лактата, до точки резкого повышения его концентрации - лактатного порога (LT2).

Умеренный вклад анаэробного метаболизма между аэробным и анаэробным порогом приводит к продукции лактата, но его уровень остается стабильным, потому что организм способен утилизировать лактат с той же скоростью, с которой происходит его выработка. Важнейшей особенностью анаэробного метаболизма во время бега на длинные дистанции является отсутствие четко определенного анаэробного порога. Анаэробный метаболизм вносит небольшой, но постоянно увеличивающийся вклад в общее производство энергии по мере увеличения темпа. Когда бегун приближается к лактатному порогу, растет и тенденция к повышению уровня лактата. Когда скорость производства лактата превосходит способность его переработки – концентрация лактата резко возрастает.

На графике ниже вы видите несколько кривых. Черным цветом выделена "базовая" кривая, усредненная картина роста концентрации лактата во время тренировки. Зеленая линия – увеличение лактата во время низкоинтенсивной высокообъемной тренировки (т. е. обычной аэробной тренировки). На фоне таких тренировок происходит увеличение количества митохондриальных ферментов и плотности капилляров вокруг медленных мышечных волокон, что способствует усилению активности аэробного метаболизма. Снижение доли энергии, получаемой за счет анаэробного метаболизма, приводит к более медленному повышению уровня лактата, и поэтому лактатный порог возникает на более быстром темпе. Можно ожидать и улучшения результата на марафоне, потому что бегун сможет поддерживать более быстрый темп без накопления лактата и "закисления". Например, до начала блока с большим объемом и низкой интенсивностью ваш темп лактатного порога был 5:00 мин/км. Это значит, что при беге быстрее этого темпа в организме начинал копиться лактат, что влияло на производительность. После блока высокообъемных низкоинтесивных тренировок темп лактатного порога вырос до 4:30 мин/км. Это значит, что атлет может бежать на темпе 4:30 мин/км или чуть медленнее, не заливаясь лактатом.

Кроме того, бег с низкой интенсивностью способствует активации жирового метаболизма, а значит, такие тренировки увеличат способность использовать жиры в качестве предпочтительного источника топлива, сохраняя запасы углеводов во время марафона на более длительный срок. Тем не менее, следует отметить, что у спортсмена, который длительное время занимается построением аэробной базы, будет мало возможностей для дальнейшего аэробного развития, и сдвиг лактатной кривой вправо (в сторону увеличения темпа, на котором достигается лактатный порог) будет не такой впечатляющий.

Красная линия на рисунке – изменения лактата после тренировочного блока, состоящего в основном из коротких взрывных активностей, разделенных полным восстановлением, это типичная схема спринтерских тренировок. С точки зрения производства и использования энергии наиболее важным изменением будет гипертрофия волокон типа 2b (анаэробные быстро-сокращающиеся волокна). Поскольку эти волокна имеют очень ограниченную способность к аэробному метаболизму, спринтерские тренировки будут прокачивать прежде всего анаэробный метаболизм, что неизбежно приведет к снижению лактатного порога (то есть темпа бега, на котором этот лактатный порог достигается). С другой стороны, на фоне таких тренировок можно ожидать увеличения максимально достижимого уровня лактата. Так как умеренное повышение лактата может быть допустимо в течение периодов до 15 минут, вполне вероятно, что этот блок тренировок позволит улучшить результат на средних дистанциях, но производительность на марафоне, вероятно, ухудшится.

Что произойдет, если тренировочный блок будет сосредоточен вокруг темповой или интервальной тренировки, во время которой периоды быстрого бега разделяются короткими периодами восстановления? Вероятный эффект показан на рисунке синей линией. Произойдет некоторое развитие быстрых волокон, в основном за счет аэробных быстро-сокращающихся (тип 2а), которые способны к аэробному метаболизму, но получают из него меньшую долю энергии, чем медленно сокращающиеся волокна. Следовательно, в зоне между аэробным и лактатным порогом производство лактата будет выше. Спортсмен, вероятно, будет лучше подготовлен как к бегу на средние, так и на длинные дистанции, вплоть до марафонской, чем в начале тренировочного блока. Тем не менее, атлет вряд ли будет так же подготовлен к марафону, как бегун, тренировавшийся с низкой интенсивностью и большим объемом (зеленая линия на рисунке).

Означает ли это, что марафонцу лучше много бегать с низкой интенсивностью и настолько большим объемом, насколько позволяют возможности его организма и время? Для начинающего бегуна, готовящегося к своему первому марафону, это будет правильный подход, хотя следует отметить, что даже тренировки с большим объемом и низкой интенсивностью могут привести к перетренированности, поэтому всегда есть ограничение для оптимального объема. А вот для бегуна с опытом регулярных тренировок в несколько лет ситуация иная. В начале предмарафонского тренировочного блока такой атлет, вероятно, уже имеет хорошо развитую плотность капилляров вокруг медленно сокращающихся мышечных волокон и митохондриальных окислительных ферментов, проработанную за счет мощной аэробной базы. Таким образом, для него может быть оптимальна тренировочная стратегия, включающая значительное количество интервальных и/или темповых тренировок. Она будет приводить к проработке и увеличению количества волокон 2-го типа, а также к небольшому сдвигу кривой лактата вправо, тем самым максимально увеличивая целевой гоночный темп.

Заключение

Ключевой урок заключается в том, что оптимальная тренировка зависит не только от требований целевой гонки, но также от опыта и физической подготовки атлета в начале тренировочного блока. Если вы готовитесь к полумарафону, баланс будет немного смещаться в сторону более интенсивных тренировок, по сравнению с марафонской подготовкой. Большая часть успеха на любой дистанции обеспечивается развитой аэробной базой, а это значит, что прежде всего вы должны отдавать приоритет аэробному бегу средне-комфортной интенсивности. На этом фоне ваша способность справляться с лактатом постепенно улучшится, и вы сможете приблизиться к оптимальной спортивной форме, даже если вы не достигнете максимального аэробного развития.