Взаимосвязь интенсивности накопления пульсового долга со скоростью образования кислородного запроса и накопления лактата в крови при выполнении предельных циклических упражнений различной продолжительности

Цель исследования: поиск взаимосвязей интенсивности накопления пульсового долга (ИНПД) со скоростью образования кислородного запроса и накопления лактата в крови при выполнении предельных циклических упражнений различной продолжительности.

Методы: 14 спортсменов‑велосипедистов (1‑й спортивный разряд, 20 ± 3 года, МПК — 52,9 ± 5,10 мл/кг/мин), выполняли в разные дни серию велоэргометрических упражнений предельной мощности при фиксированной продолжительности 10, 30, 60, 120, 360 и 1800 с. По пульсовым суммам пятиминутного восстановления (за вычетом предстартового уровня ЧСС) и времени упражнения рассчитана ИНПД для всех упражнений у каждого испытуемого. Были также рассчитаны скорость накопления концентрации лактата в крови (СНКЛ) и скорость образования кислородного запроса (СОКЗ).

Результаты: СОКЗ, СНКЛ и ИНПД имеют тесную нелинейную взаимосвязь со временем выполнения упражнения (соответственно: r² = 0,84, r² = 0,91, r² = 0,96, при р < 0,05), а также с относительной мощностью упражнения (соответственно: r² = 0,80, r² = 0,86, r² = 0,90, при р < 0,05). ИНПД имеет тесную взаимосвязь со СОКЗ и СНКЛ (соответственно: r² = 0,80, r² = 0,94, при р < 0,05).

Выводы: Результаты исследования позволяют использовать пульсометрический показатель ИНПД для достаточно надежного определения интенсивности упражнения и для прогноза уровня накопления лактата, и на этой основе — определения направленности упражнения и нормирования тренировочной нагрузки.

1. Karvonen M.J., Kentala E., Mustala O. The effects of training on heart rate: a longitudinal study. Ann. Med. Exp. Biol. Fenn. 1957;35(3):307–315.

2. Davis A., Convertino V. A comparison of heart rate methods for predicting endurance training intensity. Med. Sci. Sports. 1975;(7):295–298.

3. Banister E.W. Modeling elite athletic performance. In: McDougall J.D., Wenger H.A., Green H. J. (eds.) Physiological testing of the high-performance athlete. Champaign, IL: Human Kinetics; 1991.

4. Король В.М., Сонькин В.Д., Ратушная Л.И. Мышечная работоспособность и частота сердечных сокращений у подростков в зависимости от уровня полового созревания. Теория и практика физической культуры. 1985;(8):27.

5. Pettitt R.W., Pettitt C., Cabrera C.A., Murray S.R. A theoretical method of using heart rate to estimate energy expenditure during exercise. Int. J. Sports Sci. Coach. 2007;2(3):319–327. https://doi.org/10.1260/174795407782233146

6. Gillespie B.D., McCormick J.J., Mermier C.M., Gibson A.L. Talk test as a practical method to estimate exercise intensity in highly trained competitive male cyclists. J. Strength Cond. Res. 2015;29(4):894–898. https://doi.org/10.1519/jsc.0000000000000711

7. Thomson E.A., Nuss K., Comstock A., Reinwald S., Blake S., Pimentel R.E.,et al. Heart rate measures from the apple watch, Fitbit charge HR 2, and electrocardiogram across different exercise intensities. J. Sports Sci. 2019;37(12):1411–1419. https://doi.org/10.1080/02640414.2018.1560644

8. Shcherbina A., Mattsson C.M., Waggott D., Salisbury H., Christle J., Hastie T., et al. Accuracy in wrist-worn, sensor-based measurements of heart rate and energy expenditure in a diverse cohort. J. Pers. Med. 2017;7(2):3. https://doi.org/10.3390/jpm7020003

9. Yang L., Lu K., Forsman M., Lindecrantz K., Seoane F., Ekblom Ö., Eklund J. Evaluation of physiological workload assessment methods using heart rate and accelerometry for a smart wearable system. Ergonomics. 2019;62(5):694–705. https://doi.org/10.1080/00140139.2019.1566579

10. Hargreaves M., Spriet L.L. Skeletal muscle energy metabolism during exercise. Nat. Metab. 2020;2(9):817–828. https://doi.org/10.1038/s42255-020-0251-4

11. Matsuura H., Mukaino M., Otaka Y., Kagaya H., Aoshima Y., Suzuki T., et al. Validity of simplified, calibration-less exercise intensity measurement using resting heart rate during sleep: a method-comparison study with respiratory gas analysis. BMC Sports Sci. Med. Rehabil. 2019;11:27. https://doi.org/10.1186/s13102-019-0140-x

12. Beam W.C., Adams G.M. Exercise physiology: Laboratory manual. 8th ed. New York: McGraw-Hill; 2019.

13. Kenney W.L., Wilmore J.H., Costill D.L. Physiology of sport and exercise. 7th ed. Champaign, IL: Human Kinetics; 2019.

14. Swanwick E., Matthews M. Energy systems: a new look at aerobic metabolism in stressful exercise. MOJ. Sports Med. 2018;2(1):15–22. https://doi.org/10.15406/mojsm.2018.02.00039

15. Bertuzzi R., Melegati J., Bueno S., Ghiarone T., Pasqua L.A., Gáspari A.F., et al. GEDAE-LaB: A free software to calculate the energy system contributions during exercise. PLoS ONE. 2016;11(1):e0145733. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145733

16. Волков Н.И., Олейников В.И. Биоэнергетика спорта. Москва: Советский спорт; 2011.

17. Волков Н.И., Савелев И.А. Кислородный запрос и энергетическая стоимость напряженной мышечной деятельности человека. Физиология человека. 2002;28(4):80–93.

18. Иссурин В.Б. Подготовка спортсменов XXI века: научные основы и построение тренировки. Москва: Спорт; 2019.

19. Master F.M. Jppenheimer E.T. A siple exercise tolerance test for circulation efficiency with standart tables for normal individuals. Amer. J. Med. Sei. 1929;177(2):223–243. https://doi.org/10.1097/00000441-192902000-00010

20. Летунов С. П., Мотылянская Р. Е. Определение состояния тренированности спортсменов. Проблемы спортивной медицины. В: Методы врачебно-физиологических исследований спортсменов: Сб. науч. тр. Москва: Физкультура и спорт; 1972. с. 6–70.

21. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. Москва: Книжный дом «ЛИБРОКОМ»; 2018.

22. Волков Н.И., Попов О.И., Габрысь Т., Шматлян-Габрысь У. Физиологические критерии нормирования тренировочных и соревновательных нагрузок в спорте высоких достижений. Физиология человека. 2005;31(5):125–134.

23. Harris R.C., Sahlin K., Hultman E. Phosphagen and lactate contents of m. quadriceps femoris of man after exercise. J. Appl. Physiol. 1977;43(5):852–857. https://doi.org/10.1152/jappl.1977.43.5.852