Narciarstwo biegowe.indb

STUDIA I MONOGRAFIE NR 63

NARCIARSTWO BIEGOWE

3. FIZJOLOGICZNE PODSTAWY WYSIŁKU

FIZYCZNEGO W DYSCYPLINACH

WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH

ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM

NARCIARSTWA BIEGOWEGO

Andrzej T. Klimek

Narciarstwo biegowe, podobnie jak większość dyscyplin sportu, podlega

ciągłej ewolucji. Stopniowo powiększa się liczba dystansów, na których roz-

grywane są zawody, co powoduje zmianę wymagań stawianych przedstawi-

cielom poszczególnych konkurencji. Do niedawna biegi narciarskie uznawane

były za dyscyplinę o charakterze wytrzymałościowym, w której decydującą

rolę pełni wydolność aerobowa. W ostatnim czasie wprowadzono jednak

dystanse sprinterskie: sprint indywidualny i sztafetę sprinterską, podczas

których energia czerpana jest głównie z przemian beztlenowych.

Tak duża różnorodność dystansów, na których rozgrywane są zawody,

wymaga różnego przygotowania fizycznego oraz zróżnicowania stosowa-

nych metod i środków treningowych. Jeśli dodatkowo weźmie się pod

uwagę różne grupy wiekowe biegaczy narciarskich, począwszy od wieku

wczesnoszkolnego, na osobach dorosłych skończywszy, jak też fakt udziału

w treningu przedstawicieli obojga płci, to wyłoni się obraz dyscypliny nie-

zwykle różnorodnej, w której przygotowanie wysiłkowe wymaga szeroko

pojętej indywidualizacji, opartej na gruntownej wiedzy z zakresu teorii tre-

ningu sportowego, fizjologii, medycyny sportowej, żywienia, biomechaniki,

psychologii i wielu innych dziedzin.

Odmiennym zagadnieniem jest rekreacyjne uprawianie narciarstwa bie-

gowego, jako doskonałego sposobu aktywnego spędzania wolnego czasu.

Bieganie na nartach wpływa bowiem korzystnie na organizm człowieka,

a prozdrowotny aspekt wysiłku fizycznego, angażującego wszystkie niemal

grupy mięśniowe, jest oczywisty i udokumentowany wynikami licznych badań

naukowych.

* AWF Kraków

Andrzej T. Klimek

Rozdział poświęcony fizjologicznym aspektom wysiłku fizycznego w nar-

ciarstwie biegowym obejmuje bardzo szeroki zakres zagadnień, którego

dogłębne opracowanie wymagałoby odrębnej publikacji. Ograniczenie ob-

jętości niniejszej części umożliwia przedstawienie jedynie zarysu omawianej

problematyki, wymagające od zainteresowanego czytelnika sięgnięcia do

bardziej szczegółowych opracowań zamieszczonych w spisie piśmiennictwa.

Poszczególne zagadnienia, na które zwrócono uwagę, stanowią zatem pod-

stawę wiedzy, której zgłębienie powinno ułatwić zarówno instruktorom i tre-

nerom narciarstwa biegowego, jak również osobom rekreacyjnie biegającym

na nartach, zrozumienie fizjologicznych podstaw uprawiania tej dyscypliny

oraz jej wpływu na organizm człowieka.

3.1. Wydolność fizyczna i wytrzymałość wysiłkowa

Narciarstwo biegowe zaliczyć należy do dyscyplin, które wymagają

bardzo wysokiego poziomu wydolności fizycznej i wytrzymałości. Wysiłek

biegacza narciarskiego ma charakter ogólnoustrojowy, gdyż angażuje do

pracy większość grup mięśniowych. Wszystko to sprawia, że uprawianie tej

dyscypliny sportu uzależnione jest przede wszystkim od wysokiej sprawności

mechanizmów zaopatrzenia tlenowego, ponieważ właśnie przemiany energe-

tyczne o charakterze aerobowym warunkują możliwość wykonywania tego

typu pracy mięśniowej.

Fizjologiczna ocena zdolności wysiłkowych sportowców związana jest

z określeniem poziomu

wydolności fizycznej, którą można zdefiniować jako

„zdolność organizmu do wykonywania pracy fizycznej o możliwie największej

mocy, w zależności od czasu trwania wysiłku” (Klimek 2008). Zależnie od

podłoża energetycznego wykonywanej pracy, wydolność fizyczną podzielić

można na

wydolność aerobową (tlenową), charakteryzującą zdolności do

wykonywania długotrwałych wysiłków o submaksymalnej intensywności

(wytrzymałościowych) oraz

wydolność anaerobową (beztlenową), charak-

teryzującą zdolności do wykonywania wysiłków krótkotrwałych o maksy-

malnej i supramaksymalnej intensywności (szybkościowych). Powyższe dane

przedstawiono w formie graficznej na rycinie 4.

Miarą wydolności aerobowej jest wysiłkowy poziom wskaźników fizjo-

logicznych (przede wszystkim maksymalnego poboru tlenu oraz progów me-

tabolicznych – anaerobowego lub/i mleczanowego), których wielkość zależy

głównie od sprawności mechanizmów zaopatrzenia tlenowego, odpowiedzial-

nych za pobór O

w płucach, transport tego gazu przez krew oraz zużycie

tlenu przez pracujące mięśnie. Miarą wydolności anaerobowej jest natomiast

poziom wskaźników wysiłkowych, których wielkość zależy od możliwości

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

generowania mocy maksymalnej przez aktywne grupy mięśni szkieletowych;

znaczenie ma tu przede wszystkim maksymalna moc beztlenowa oraz czas jej

osiągnięcia i utrzymania (ryc. 4).

Ryc. 4. Wydolność fizyczna oraz najważniejsze wskaźniki wydolności tlenowej i beztlenowej

Jak już wspomniano na wstępie, przedstawicieli konkurencji opartych

na wysiłkach długotrwałych musi charakteryzować wysoki poziom

wytrzy-

małości wysiłkowej, którą rozumieć należy jako „zdolność organizmu do

możliwie długiego wykonywania pracy fizycznej w określonym zakresie

mocy” (Klimek 2008). Wskaźnikiem pozwalającym na ocenę wytrzymałości

jest zatem czas kontynuowania pracy w danym przedziale mocy, niezależnie

od tego, czy jest to wysiłek oparty na aerobowym, czy też anaerobowym

potencjale energetycznym.

Wysiłek biegacza narciarskiego oparty jest przede wszystkim na ener-

getyce tlenowej, która na długich dystansach stanowi około 95% całości

wykorzystywanych przemian energetycznych (Klimek 1974). Pozostała część

energii pozyskiwana jest z reakcji beztlenowych, przede wszystkim na po-

czątku wysiłku, w trakcie biegu w wyniku nagłego zwiększenia intensywności

pracy (na podbiegach, podczas wyprzedzania itp.) oraz przed metą w czasie

wysiłku finiszowego. Tak mały procentowy udział przemian anaerobowych

Andrzej T. Klimek

może sprawiać wrażenie, że są one podczas biegu nieistotne. Pamiętać jednak

należy, iż ze względu na niezwykle wyrównany poziom sportowy czołowych

zawodników bardzo często o końcowym rezultacie decydują ułamki sekundy.

Okazuje się zatem, że wydolność beztlenowa również może mieć znamienny

wpływ na końcowy wynik rywalizacji. Na dystansach sprinterskich udział

i rola energetyki anaerobowej są znacznie większe.

Poziom wydolności fizycznej zależy przede wszystkim od wspomnianych

wyżej zdolności czerpania energii z przemian tlenowych i beztlenowych, jed-

nak nie są to jedyne jej wyznaczniki. Bardzo ważną rolę spełniają również:

poziom koordynacji nerwowo-mięśniowej wyrażający się siłą, szybkością

i techniką ruchów, termoregulacja, gospodarka wodno-elektrolitowa, właści-

wości budowy ciała, jak również czynniki psychologiczne i taktyka (Astrand

i Rodahl 1986). Dopiero wypadkowa wszystkich wymienionych wyznaczni-

ków daje pełny obraz zdolności do wykonywania wysiłków fizycznych o okre-

ślonym czasie i intensywności. Ponadto, szczególnie w biegach narciarskich,

nie można pominąć wpływu na wynik sportowy takich niezwykle ważnych

czynników, jak dobór, jakość i przygotowanie sprzętu.

Maksymalny pobór tlenu i jego rola w ocenie wydolności aerobowej

Jak wynika z powyższych rozważań, przedstawiciele konkurencji wy-

trzymałościowych, a więc również biegacze narciarscy, powinni się charak-

teryzować wysoką wydolnością aerobową, a więc przede wszystkim znaczącą

wielkością maksymalnego poboru tlenu oraz wysokim poziomem progu

anaerobowego.

Maksymalny minutowy pobór tlenu (VO

max) jest to największa ilość

tlenu, jaką może pobrać organizm w czasie jednej minuty w trakcie maksy-

malnego wysiłku fizycznego. Wielkość tego parametru jest uznanym wskaź-

nikiem wydolności tlenowej, a więc zdolności do wykonywania długotrwa-

łych wysiłków fizycznych o submaksymalnej intensywności. Liczne badania

najlepszych na świecie biegaczy narciarskich wskazują, że relatywne do masy

ciała wielkości VO

max u mężczyzn prawie zawsze przekraczają 80 ml

-1.

min

-1

, natomiast u kobiet – 70 ml

-1.

min

-1

. Zawodnicy o niższym poziomie

omawianego parametru praktycznie nie liczyli się w bezpośredniej walce

o medale na najważniejszych zawodach rangi międzynarodowej, takich jak

mistrzostwa świata czy igrzyska olimpijskie (Bergh 1977).

Biorąc pod uwagę fakt, że wielkość maksymalnego poboru tlenu jest

w przeważającej części uwarunkowana genetycznie i podlega zmianom tre-

ningowym w zaledwie 30–40%, należy położyć szczególny nacisk na pra-

widłową selekcję dzieci, w które warto będzie w przyszłości inwestować

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

wysiłek trenerski i środki finansowe. Nabór taki powinno się prowadzić

wśród dzieci w wieku wczesnoszkolnym, stosując najprostsze pośrednie me-

tody szacowania VO

max (test Margarii, test Astranda). Ponieważ z różnych

przyczyn trudno doszukać się między najlepszymi biegaczami narciarskimi

osobników zamieszkujących w dużych aglomeracjach miejskich, selekcję

dzieci do uprawiania tej dyscypliny najlepiej przeprowadzać w szkołach wiej-

skich oraz w małych miastach, najlepiej położonych blisko terenów górskich,

gdzie najczęściej uprawia się tę dyscyplinę sportu. Wyselekcjonowane w ten

sposób dzieci o ponadprzeciętnym poziomie VO

max powinny zostać skie-

rowane na szczegółowe badania diagnostyczne, przeprowadzane metodami

bezpośrednimi w wyspecjalizowanych laboratoriach fizjologicznych w celu

potwierdzenia wyższego od przeciętnego poziomu wydolności aerobowej.

Powinno się też zwrócić uwagę na inne cechy, np. budowę i proporcje ciała,

udział tkanki tłuszczowej w ogólnej masie ciała, motywację do uprawiania

sportu itp. Dzieci, które przejdą omówioną pokrótce drogę selekcji należy

dopiero kierować do najlepszych klubów sportowych i szkół mistrzostwa

sportowego. Tego typu sposób naboru powinien w przyszłości zaowocować

większą liczbą zawodników na najwyższym poziomie mistrzostwa sportowego

oraz zmniejszyć ryzyko pomyłek i związanych z tym rozczarowań.

Metody oceny maksymalnego poboru tlenu

Jak już wcześniej wspomniano, można wyróżnić dwa rodzaje metod

oznaczania VO

max – pośrednie i bezpośrednie.

Metody pośrednie polegają na pomiarze częstości skurczów serca (HR)

w stanie równowagi czynnościowej podczas wysiłków o niskiej i umiarkowa-

nej intensywności (testy stopnia lub wysiłki na cykloergometrze). Osiągnięte

wartości HR pozwalają na pośrednie oszacowanie wielkości maksymalnego

poboru tlenu na podstawie odpowiednich nomogramów, tabel lub wzorów.

Testy te opierają się na trzech, liniowych z założenia, zależnościach: inten-

sywności wysiłku (mocy) i częstości skurczów serca, intensywności pracy

i wielkości poboru tlenu oraz wynikającej z nich liniowej zależności poboru

tlenu i częstości skurczów serca. Dlatego właśnie na podstawie pomiaru HR

można oszacować wielkość poboru tlenu i poprzez ekstrapolację wyznaczyć

maksymalną wielkość VO

Do najczęściej stosowanych pośrednich metod oznaczania VO

max za-

liczyć można testy Margarii i Astranda. Test Margarii polega na wykonaniu

dwóch 6-minutowych wysiłków w formie „testu stopnia” (tzw. step-test).

Wykonanie tej próby wymaga przygotowania stopnia o wysokości 40 cm dla

dorosłych lub 30 cm dla dzieci oraz urządzenia wyznaczającego rytm wcho-

Andrzej T. Klimek

dzenia na stopień (tj. metronomu lub odtwarzacza z nagranym sygnałem aku-

stycznym). Częstość podawanego sygnału powinna być czterokrotnie większa

od podanej w metodyce częstotliwości wchodzenia na stopień, a to ze względu

na zachowanie dokładności w zakresie intensywności wysiłku: 1 – wejście na

stopień jedną nogą, 2 – wejście drugą nogą, 3 – zejście ze stopnia jedną nogą,

4 – zejście drugą nogą. Badana osoba wchodzi na stopień z częstotliwością 15

cykli na minutę podczas pierwszego wysiłku (60 sygnałów/min) oraz po 20-

Ryc. 5. Nomogram do wyznaczania VO

max testem Margarii. W celu wyznaczenia maksymalnego

poboru tlenu należy połączyć linią prostą średnią wielkość częstości skurczów serca z okresu stanu
równowagi czynnościowej pierwszego (HR

) i drugiego wysiłku (HR

). Punkt przecięcia tej linii z od-

powiednią skalą VO

max wyznacza wielkość maksymalnego poboru tlenu w ml/kg/min. Należy wziąć

pod uwagę tę skalę VO

max, pod którą zapisana wielkość HRmax jest najbardziej zbliżona do przewi-

dywanej maksymalnej częstości skurczów serca badanej osoby (HRmax = 220 – wiek w latach)

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

minutowej przerwie – z częstotliwością 25 cykli na minutę w czasie wysiłku

drugiego (100 sygnałów/min). W przypadku dzieci podczas drugiego wysiłku

rytm wchodzenia wynosi 27 cykli na minutę (108 sygnałów/min). W czasie

obu wysiłków pomiarowi podlega częstość skurczów serca z zastosowaniem

monitora pracy serca lub częstość tętna mierzona na tętnicy promieniowej

w ostatnich 15 s każdej minuty (metoda palpacyjna). Odnotowane w czasie

obu wysiłków wartości HR z okresu równowagi czynnościowej (wielkości

średnie z ostatnich trzech minut) stanowią podstawę do oszacowania poziomu

maksymalnego poboru tlenu z wykorzystaniem nomogramu (ryc. 5).

Test Åstranda (Åstrand-Ryhming) wykonywany jest albo w formie

pojedynczego testu stopnia, albo wysiłku na cykloergometrze. Bardziej

dostępną formą jest „step test”, do przeprowadzenia którego wymagane

jest jedynie posiadanie stopnia o wysokości 33 cm dla kobiet lub 40 cm

dla mężczyzn oraz metronomu lub odtwarzacza z nagranym sygnałem aku-

stycznym. Częstość podawanego sygnału, podobnie jak w teście Margarii,

powinna być czterokrotnie większa od podanej w metodyce częstotliwości

wchodzenia na stopień: 1 – wejście na stopień jedną nogą, 2 – wejście dru-

gą nogą, 3 – zejście ze stopnia jedną nogą, 4 – zejście drugą nogą. Badana

osoba wchodzi na stopień w czasie 6 minut z częstotliwością 22,5 cyklu

na minutę (90 sygnałów/min). Masa ciała oraz wartość HR, zmierzona

palpacyjnie na tętnicy promieniowej lub z użyciem monitora pracy serca

w stanie równowagi czynnościowej (wielkość średnia z ostatnich trzech

minut wysiłku) są podstawą do oszacowania wielkości VO

max (ryc. 3).

Należy również uwzględnić współczynnik korekcyjny zależny od wieku

badanej osoby (tab. 2).

Tabela 2. Współczynniki korekcyjne dla pośrednich metod wyznaczania VO

max

w zależności od wieku badanych osób

Wiek

w latach

Współczynnik

korekcyjny

1,10

1,00

0,87

0,83

0,78

0,75

0,71

0,68

0,65

Andrzej T. Klimek

Ryc. 6. Nomogram do wyznaczania VO

max testem Åstrand-Ryhming. Skala 1 – średnia częstość skurczów

serca z okresu stanu równowagi czynnościowej dla mężczyzn i kobiet; skala 2 – maksymalny minutowy
pobór tlenu; skala 3 – masa ciała kobiet i mężczyzn (dla testu stopnia); skala 4 – przewidywana wielkość
minutowego poboru tlenu; skala 5 – wielkość mocy (dla testu cykloergometrycznego). W celu wyzna-
czenia maksymalnego poboru tlenu z zastosowaniem testu stopnia należy połączyć linią poziomą punkt
odpowiadający masie ciała badanej osoby (skala 3) z odpowiednim punktem na skali przewidywanego
poboru tlenu (skala 4). Wyznaczoną w ten sposób wielkość VO

należy następnie połączyć linią prostą

z punktem oznaczającym średnią wielkość częstości skurczów serca z okresu stanu równowagi czynno-
ściowej (skala 1). Punkt przecięcia tej linii ze skalą VO

max (skala 2) wyznacza wielkość maksymalnego

poboru tlenu w l/min. W celu zrelatywizowania uzyskanej wielkości maksymalnego poboru tlenu do masy
ciała, a więc wyrażenia VO

max w ml/kg/min, należy przeliczyć uzyskany wynik na mililitry (pomnożyć

przez 1000) i następnie odnieść go do masy ciała (podzielić przez masę ciała)

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

Inne sposoby wyliczania wyników wymienionych wyżej testów (wzory,

tabele) zamieszczone zostały w wielu podręcznikach omawiających zagadnie-

nia fizjologii wysiłku fizycznego (Halicka-Ambroziak 1986, Nazar 2005).

Warto w tym miejscu wspomnieć o niewątpliwych zaletach metod po-

średnich. Oba wymienione testy można przeprowadzić w każdych warun-

kach, nie posiadając specjalistycznych kwalifikacji. Nie jest też potrzebna

skomputeryzowana aparatura biomedyczna ani umiejętności fizjologicznej

analizy uzyskanych wyników. Wystarczy dysponować stopniem o określonej

wysokości lub ergometrem rowerowym z możliwością doboru wielkości mocy

oraz metronomem lub innym urządzeniem wyznaczającym rytm wchodzenia

na stopień lub częstość obrotów na cykloergometrze. Pomiar HR może być

wykonany najprostszą metodą palpacyjną na tętnicy promieniowej lub szyjnej.

Kolejną zaletą tych metod jest fakt wykonywania wysiłków typowo tlenowych

o niskiej i umiarkowanej intensywności, dzięki czemu nie doprowadzają one

do wysiłku maksymalnego. Są zatem w pełni bezpieczne nawet dla osób

o niskim poziomie wydolności. Oprócz wielu zalet mają jednak jedną bardzo

ważną wadę, którą jest mała dokładność pomiaru. Błąd wyliczonej wielkości

max sięgać może nawet 15%, co sprawia, że testy te nie są stosowane

podczas badań wydolności fizycznej w sporcie wyczynowym.

Metody bezpośrednie oceny maksymalnego poboru tlenu polegają na

pomiarze VO

podczas kontynuowanego do skrajnego zmęczenia (tj. „do

odmowy”) wysiłku fizycznego o stopniowo wzrastającej intensywności. Po-

wietrze wydechowe badanego kierowane jest za pośrednictwem maski z od-

powiednimi zaworami oraz specjalnych przewodów do skomputeryzowanych

analizatorów gazowych ergospirometru, dzięki czemu analiza poboru tlenu

i wielu innych parametrów układu oddechowego jest bardzo precyzyjna.

W sytuacji skrajnego zmęczenia, kiedy badany nie jest już w stanie utrzymać

zadanej intensywności wysiłku, próba zostaje przerwana, a zarejestrowane

za pomocą wspomnianej aparatury biomedycznej wskaźniki fizjologiczne

osiągają wówczas najwyższą wielkość, zwaną poziomem maksymalnym para-

metru, np. maksymalny pobór tlenu (VO

max), maksymalna wentylacja płuc

(VEmax), maksymalna częstość skurczów serca (HRmax) itd.

Aby zastosowana próba pozwoliła w sposób rzetelny ocenić wielkość

max, powinna spełniać określone warunki. Musi to być wysiłek o stop-

niowo narastającej intensywności, angażujący duże grupy mięśniowe, konty-

nuowany – jak już wyżej wspomniano – do skrajnego zmęczenia. Przyrosty

obciążeń muszą być tak dobrane, aby nie doprowadziły do przerwania próby

z innej przyczyny, np. z powodu lokalnego bólu mięśniowego. Forma wysiłku

nie może sprawiać trudności technicznych, dlatego najczęściej stosuje się testy

oparte na naturalnych formach ruchu, do których zaliczyć można próby bie-

gowe, marszowe i cykloergometryczne (rowerowe). Czas trwania pracy „do

Andrzej T. Klimek

odmowy” nie może być krótszy niż 3–5 minut. Najczęściej stosuje się jednak

wysiłki trwające kilkanaście minut, co pozwala na równoczesne wyznaczenie

progów metabolicznych, wspomagających ocenę wydolności aerobowej.

W badaniach fizjologicznych wykorzystywana jest różnego rodzaju me-

todyka, mimo to należy pamiętać, aby zaproponowany test był możliwie

najbardziej zbliżony do wysiłku startowego w danej dyscyplinie. Dlatego

w warunkach laboratoryjnych biegaczy powinno się badać testami biegowymi

na bieżni mechanicznej, reprezentantów chodu sportowego – za pomocą prób

marszowych, kolarzy – na rowerze lub cykloergometrze itp. W badaniach

z użyciem coraz bardziej rozpowszechnionych ergospirometrów przenośnych

najlepiej stosować próby prowadzone w naturalnych warunkach terenowych.

Metodyka najczęściej stosowanych testów bezpośrednich opisywana jest każ-

dorazowo w pracach naukowych opartych na tego typu badaniach.

Przedstawione pokrótce bezpośrednie metody oceny VO

max są testa-

mi bardzo precyzyjnymi dzięki zastosowaniu pomiaru poboru tlenu z wy-

korzystaniem skomputeryzowanej aparatury analitycznej. Niestety, przede

wszystkim ze względu na wysokie koszty, nie są one powszechnie stosowane.

Najczęściej korzystają z nich sportowcy wyczynowi.

Progi metaboliczne i ich rola w ocenie wydolności tlenowej

Zjawisko występowania progów metabolicznych najłatwiej wyjaśnić na

podstawie pracy fizycznej o stopniowo wzrastającej intensywności, a więc

takiej, jaka stosowana jest podczas opisanego w poprzednim podrozdziale

wysiłku, umożliwiającego ocenę maksymalnego poboru tlenu. Dokonanie

pomiaru VO

max umożliwia zatem precyzyjne wyznaczenie obciążeń progo-

wych wykorzystywanych podczas treningu sportowego, szczególnie w kon-

kurencjach wytrzymałościowych, a więc również w biegach narciarskich.

Najogólniej rzecz ujmując, całą strefę zdolności wysiłkowych człowieka

podzielić można na trzy mniejsze strefy wyznaczone dwoma progami me-

tabolicznymi: aerobowym (tlenowym) i anaerobowym (beztlenowym), co

zilustrowano na rycinie 7.

Próg aerobowy (Aerobic Threshold – AT) to intensywność pracy, podczas

której w czasie wysiłku stopniowanego do energetyki zaczynają się włączać

procesy beztlenowe, czego efektem jest wzrost stężenia mleczanów we krwi.

Próg anaerobowy (Anaerobic Theshold – AnT) odpowiada natomiast inten-

sywności wysiłku, podczas której osiągnięta w wyniku przemian beztlenowych

koncentracja kwasu mlekowego powoduje wyczerpanie rezerwy alkalicznej,

w związku z czym bufory krwi nie neutralizują już na bieżąco powstających

kwaśnych metabolitów wysiłkowej przemiany materii, co objawia się obni-

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

żeniem równowagi kwasowo-zasadowej krwi. Pierwszy próg metaboliczny

(AT) stanowi więc granicę między energetyką opartą na źródłach tlenowych

a strefą, w której zaczynają być wykorzystywane przemiany anaerobowe.

Przed jego przekroczeniem intensywność wysiłku jest na tyle niewielka, że me-

chanizmy zaopatrzenia tlenowego „nadążają” za rosnącym zapotrzebowaniem

mięśni na ten gaz. Próg aerobowy zostaje zatem przekroczony w momencie,

w którym intensywność ta staje się zbyt duża, by same procesy tlenowe były

wystarczające dla pokrycia całkowitego zapotrzebowania energetycznego.

Drugi próg metaboliczny (AnT) stanowi natomiast granicę między inten-

sywnością wysiłku, podczas której powstający kwas mlekowy jest całkowicie

neutralizowany przez rezerwę alkaliczną krwi, a stanem, gdy rezerwa ta ulega

wyczerpaniu w wyniku intensywnej produkcji kwasu mlekowego. W efekcie

dochodzi do znaczących zmian biochemicznych w środowisku wewnętrznym

ustroju (między innymi spadek pH, wzrost stężenia jonów H

), co rozpoczyna

strefę wysiłku o maksymalnej intensywności, kiedy zdecydowanie przeważają

przemiany energetyczne o charakterze anaerobowym (ryc. 7).

Ryc. 7. Schemat wybranych fizjologicznych reakcji organizmu zachodzących podczas badania maksy-
malnego poboru tlenu metodą bezpośrednią (w czasie wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności)
oraz trzy strefy energetyczne oddzielone wyznaczonymi w tym badaniu progami metabolicznymi:

aerobowym (AT) i anaerobowym (AnT)

Andrzej T. Klimek

Obydwa wymienione progi przekraczane są przez różne osoby przy

różnych intensywnościach wysiłku. Pierwszy z nich (AT) występuje na pozio-

mie 50–60% maksymalnego poboru tlenu, natomiast drugi (AnT) – między

65 a 90% VO

max. Przekroczenie progów metabolicznych przy wyższych

intensywnościach charakteryzuje osobników bardziej wydolnych, w przeci-

wieństwie do osób o słabej wydolności, które osiągają progi przy mniejszej

intensywności pracy.

Pomiar poboru tlenu w warunkach treningu fizycznego nie jest możliwy,

dlatego w praktyce powinno się wykorzystywać bardzo łatwy do pomiaru

parametr, którym jest częstość skurczów serca. Progowa HR wyznaczona

zostaje w sposób precyzyjny podczas opisanego wyżej wysiłku o stopniowo

wzrastającej intensywności (w czasie oceny VO

max metodą bezpośrednią)

i powinna znaleźć zastosowanie podczas treningu prowadzonego z wykorzy-

staniem powszechnie stosowanych monitorów pracy serca. Średnia częstość

tętna podczas przekraczania progu tlenowego (AT) wynosi około 70%, na-

tomiast progu beztlenowego (AnT) – około 85% HRmax.

Szczególne znaczenie dla oceny wydolności aerobowej ma poziom progu

anaerobowego, przede wszystkim dlatego, że jest to najwyższa intensywność

pracy, podczas której może być osiągnięty stan równowagi czynnościowej.

Wysiłki typu wytrzymałościowego, a więc te, które wykorzystywane są w trak-

cie treningu i zawodów w biegach narciarskich, mogą być kontynuowane

przez długi czas z intensywnością tego właśnie progu. Przekroczenie AnT

powoduje wejście w strefę kwasicy niekompensowanej, co uniemożliwia

osiągnięcie „steady-state” i w niedługim czasie doprowadza do szybkiego na-

rastania przyczyn zmęczenia i wyczerpania zdolności wysiłkowych ustroju.

Dla przedstawicieli konkurencji typowo wytrzymałościowych ważniej-

sza od wielkości maksymalnego poboru tlenu jest szybkość poruszania się

z intensywnością progu beztlenowego. Dla biegacza narciarskiego jest to

prędkość biegu na nartach, dla maratończyka – szybkość biegu, a dla kolarza

szosowego – prędkość jazdy na rowerze na „granicy” AnT. Wykonywanie

wysiłku z mocą progową umożliwia jego kontynuowanie nawet przez kilka

godzin. Biegacz narciarski, który przy większej prędkości biegu przekracza

próg anaerobowy, na najdłuższych dystansach uzyska lepszy czas biegu oczy-

wiście pod warunkiem, że inne czynniki – takie jak np. poprawność techniki

biegu, stosowany sprzęt, dobór smarów itp. – nie będą go różnicowały od

pozostałych zawodników.

Poziom progu anaerobowego powinien być również wykorzystywany

podczas treningu kształtującego wydolność tlenową i wytrzymałość. Wysiłki

długotrwałe o intensywności „podprogowej” (niższej od AnT o 5–10%)

najszybciej bowiem podnoszą VO

max oraz poziom omawianego progu

beztlenowego.

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

Próg aerobowy (tlenowy) nie odgrywa ważnej roli w sterowaniu tre-

ningiem sportowym. Jest to bowiem intensywność zbyt mała nie tylko do

kształtowania, ale również do podtrzymania wydolności tlenowej. Wykorzy-

stywany jest natomiast w przypadku potrzeby zmniejszenia zawartości tkanki

tłuszczowej. Wysiłki tlenowe na poziomie tego właśnie progu, trwające co

najmniej 30 minut, najintensywniej wykorzystują wolne kwasy tłuszczowe

w celu zaspokojenia zapotrzebowania energetycznego. Przekroczenie AT

powoduje znaczące zwiększenie udziału przemian węglowodanowych w do-

starczaniu energii do pracy.

Osoby uprawiające biegi narciarskie rekreacyjnie, które nie mają moż-

liwości precyzyjnego wyznaczenia obciążeń progowych, mogą skorzystać

z ogólnej zasady, pozwalającej na oszacowanie przybliżonej wielkości HR

dla obydwu progów metabolicznych. Po wyliczeniu maksymalnej częstości

skurczów serca według wzoru: HRmax = 220 – wiek (w latach) należy

przyjąć 70 i 85% tej wielkości za częstości tętna odpowiadające odpo-

wiednio progowi aerobowemu i anaerobowemu. Wysiłki długotrwałe

– wykonywane z częstością skurczów serca zbliżoną do wyliczonej HR

–

będą najintensywniej spalały tkankę tłuszczową, natomiast 5–10% poniżej

AnT

najszybciej podniosą poziom wydolności tlenowej i wytrzymałości

wysiłkowej.

Maksymalna moc anaerobowa i jej rola
w ocenie wydolności beztlenowej

Wydolność beztlenowa, a więc zdolności do wykonywania krótkotrwa-

łych wysiłków fizycznych o maksymalnej i supramaksymalnej intensywności,

nie odgrywa istotnej roli w biegach narciarskich na najdłuższych dystansach,

jednak może mieć wpływ na końcowy wynik rywalizacji. Zaledwie 5% energii

czerpie wówczas zawodnik z przemian energetycznych beztlenowych: bez-

pośrednio po starcie, na podbiegach, w czasie wyprzedzania oraz podczas

finiszowania, a więc zawsze, gdy znacząco rośnie intensywność wysiłku.

Wzrost rozwijanej mocy wymaga bowiem zwiększenia dostarczania tlenu

do pracujących mięśni, a mechanizmy zaopatrzenia tlenowego muszą mieć

odpowiednią ilość czasu na przestrojenie swoich funkcji do zwiększonego

zapotrzebowania energetycznego. Rola przemian anaerobowych rośnie wraz

ze skracaniem dystansu, a więc na dystansach sprinterskich jest znacząco

większa, a nawet dominująca.

Najważniejszym wskaźnikiem wydolności beztlenowej jest maksymalna

moc anaerobowa (MAP), do pomiaru której w warunkach laboratoryjnych

najczęściej stosuje się testy Wingate i Margarii-Kalamena.

Andrzej T. Klimek

Pierwsza próba wykonywana jest na cykloergometrze, zaopatrzonym

w precyzyjny miernik czasu poszczególnych obrotów, połączonym z kompute-

rem rejestrującym, i polega na wykonaniu maksymalnie szybkich obrotów na

rowerze ergometrycznym z obciążeniem dobieranym do masy ciała w czasie

30 sekund (możliwe są modyfikacje czasu wysiłku, najczęściej od 10 do 40 s,

zależnie od potrzeb badanego). Do przeprowadzenia testu Wingate niezbędne

jest zatem posiadanie odpowiedniego sprzętu, co z kolei uniemożliwia jego

samodzielne wykonanie.

Test Margarii-Kalamena polega na jednorazowym wbiegnięciu po dzie-

więciu (dla dzieci sześciu) stopniach z maksymalną prędkością. Bezpośrednie-

mu pomiarowi podlega jedynie czas wbiegnięcia, który służy do wyliczenia

mocy maksymalnej. Omawiana próba wysiłkowa może być wykonywana

samodzielnie, gdyż wymaga jedynie znalezienia schodów o odpowiednich

wymiarach oraz posiadania fotokomórki, w które bardzo często są obecnie

wyposażone kluby i szkoły sportowe.

Metodyka przeprowadzenia wymienionych wyżej testów wysiłkowych

została szczegółowo opisana zarówno w pracach naukowych bazujących na

pomiarze maksymalnej mocy anaerobowej, jak i w licznych podręcznikach

dotyczących fizjologii wysiłku fizycznego (Halicka-Ambroziak 1986, Nazar

2005). Podkreślić jednak należy, że pomiar MAP jest jedynie elementem wspo-

magającym całościową ocenę wydolności fizycznej biegacza narciarskiego. Ze

względu na nieznaczny udział energetyki beztlenowej w wysiłkach startowych

na długich dystansach, jej rola w porównaniu do wskaźników wydolności

aerobowej jest drugoplanowa. Na dystansach sprinterskich, wymagających

znacznie większego wykorzystania przemian energetycznych beztlenowych,

rola wydolności anaerobowej znacząco wzrasta.

3.2. Fizjologiczne aspekty wysiłku biegacza narciarskiego

Wysiłek fizyczny biegacza narciarskiego na większości dystansów jest

oparty przede wszystkim na przemianach aerobowych. W konkurencjach

sprinterskich rola energetyki beztlenowej jest, jak już wyżej wspomniano,

znacznie większa. Stąd potrzeba kształtowania odpowiednich parametrów

wysiłkowych w zależności od tzw. koronnego dystansu danego zawodnika.

Wielkości stosowanych obciążeń, a także reakcje organizmu na te obciążenia

są bardzo różne i zależą od: intensywności i czasu pracy, czasu odpoczynku

między kolejnymi wysiłkami, charakteru odpoczynku, ilości powtórzeń i sta-

nu wydolności fizycznej zawodnika.

Specyfika wysiłku biegacza narciarskiego podczas zawodów wynika z faktu,

iż trasy składają się z licznych oraz występujących na przemian, podbiegów

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

i zjazdów z niewielkim udziałem odcinków płaskich. Na podbiegach zawodnik

korzysta częściowo z przemian beztlenowych, powiększając deficyt tlenowy

ustroju. Podczas zjazdów odpoczywa, spłacając dług tlenowy. Dlatego inten-

sywność pracy na podbiegach powinna być tak dobrana, aby przed następ-

nym podbiegiem doszło do wyrównania niedoboru tlenu, co jest warunkiem

utrzymania optymalnej prędkości biegu na kolejnych odcinkach trasy. Należy

zatem tak dobierać intensywność wysiłku, bazując na przykład na rejestracji

częstość skurczów serca, aby na podbiegach nie przekraczać znacząco progu

anaerobowego (HR = ok. 85–90% HRmax), co wiąże się ze zmniejszeniem

prędkości biegu. Wysiłek powinien odbywać się w przeważającej części dystansu

w stanie równowagi funkcjonalnej („steady-state”), na poziomie zbliżonym do

wyznaczonego indywidualnie dla każdego zawodnika, progu anaerobowego

(mleczanowego). Podczas treningów należy wypraktykować odpowiednie

zmiany prędkości biegu w zależności od długości i kąta podbiegu.

Trening wytrzymałościowy, właściwy dla narciarstwa biegowego ze wzglę-

du na swój specyficzny charakter, stał się przedmiotem licznych badań z zakresu

fizjologii sportu. Badania te dotyczą najczęściej wpływu różnych form treningu

na organizm zawodnika w kontekście poziomu wydolności fizycznej oraz oceny

kosztu energetycznego różnych sposobów poruszania się na nartach, w celu

wypracowania najbardziej efektywnej techniki biegu, która pozwoli na mak-

symalne obniżenie wydatku energii przy zachowaniu optymalnej prędkości.

Badania dotyczące tej właśnie problematyki pozwoliły na wyciągnięcie wniosku,

że koszt energetyczny, mierzony wielkością poboru tlenu w relacji do prędkości

poruszania się, był większy podczas biegu jednokrokiem łyżwowym niż w czasie

biegu z zastosowaniem dwukroku łyżwowego, co można wytłumaczyć więk-

szym i bardziej efektywnym wykorzystaniem górnej części ciała i mniejszymi

oscylacjami środka ciężkości. Z kolei koszt energetyczny łyżwowania (bez

użycia kijów) był istotnie większy zarówno od jednokroku, jak i dwukroku

łyżwowego symetrycznego i asymetrycznego, przede wszystkim ze względu na

znacznie krótsze i mniej efektywne odbicie (Millet i wsp. 2002).

W innych badaniach podjęto próbę stwierdzenia różnic między różny-

mi formami poruszania się na nartorolkach w zakresie progowej częstości

skurczów serca i stężenia kwasu mlekowego we krwi podczas intensywności

wysiłku odpowiadającej progowi mleczanowemu. Stwierdzono między in-

nymi, że wysiłkowa częstość tętna podczas przekraczania 4-milimolowego

progu mleczanowego różni się istotnie w zależności od formy wysiłku i jest

mniejsza w czasie poruszania się bezkrokiem niż przy zastosowaniu techniki

łyżwowej (Larson 2006).

Tematyka oceny różnych metod treningowych w narciarstwie biego-

wym również znalazła swe odzwierciedlenie w wielu pozycjach piśmiennic-

twa. Stwierdzono na przykład, że wprowadzenie dla biegaczy narciarskich

Andrzej T. Klimek

specyficznego treningu górnych części ciała i kończyn górnych istotnie

zwiększyło przekrój poprzeczny włókien mięśniowych mięśni trójgłowych

ramion oraz spowodowało wzrost ilości kapilar mięśniowych. Wykazano

również, że zawodnicy, którzy charakteryzowali się największymi zmiana-

mi adaptacyjnymi w tych właśnie mięśniach, wykorzystywanych w fazie

odepchnięcia, cechowali się również największym przyrostem zdolności

wysiłkowych podczas pracy specyficznej dla biegaczy narciarskich (Terzis

i wsp. 2006).

Badaniom poddano także różne metody indywidualizacji intensywności

treningu, bazując na wyznaczeniu progów wentylacyjnych. Jako kryterium

przełożenia wyników badań na warunki terenowe przyjęto częstość skurczów

serca oraz stężenie kwasu mlekowego. Stwierdzono między innymi, że trening

na poziomie wyznaczonego w laboratorium progu mleczanowego wykonywa-

ny jest z nieco mniejszą intensywnością w porównaniu z wysiłkiem opartym

na kontroli częstości tętna (Seiler i Kjerland 2006).

Inne badania ukierunkowano na ocenę szeregu parametrów wysiłkowych,

których wielkość uzyskana podczas testów laboratoryjnych, wykonywanych

na bieżni mechanicznej, najbardziej koreluje z wytrzymałością podczas zawo-

dów w narciarstwie biegowym. Wykazano, że w grupie mężczyzn największy

związek z wynikami sportowymi miał poziom 4-milimolowego progu mle-

czanowego, natomiast u kobiet – intensywność wysiłku osiągnięta wtedy, gdy

iloraz oddechowy (RQ) był równy 1. W obu grupach stwierdzono również

związek między prezentowaną formą sportową i wielkością maksymalnego

poboru tlenu VO

max (Larsson i wsp. 2002).

Godny odnotowania eksperyment przeprowadzono w celu stwierdze-

nia, czy oddychanie zależne od rytmu (tempa) biegu na rolkach (synchro-

nizacja fazy wydechu z czasem odepchnięcia) ma wpływ na intensywność

i koszt energetyczny wysiłku oraz czy oddychanie dostosowane do tempa

biegu wpływa na siłę odepchnięcia i parametry biomechaniczne. Stwier-

dzono, iż podczas oddychania dostosowanego do tempa biegu zmniejszyła

się częstotliwość ruchów poprzez wydłużenie czasu cyklu pracy kończyn

górnych i fazy odpoczynku. Nie odnotowano natomiast istotnych różnic

w zakresie wysiłkowego poboru tlenu i wskaźników biomechanicznych

(Fabre i wsp. 2007).

Wyniki badań dotyczących fizjologicznych, biochemicznych i biome-

chanicznych aspektów wysiłku biegacza narciarskiego, których przykłady

podano powyżej, powinny być wykorzystywane zarówno przez trenerów, jak

również przez samych zawodników w celu racjonalizacji i indywidualizacji

doboru obciążeń treningowych, a bieżące śledzenie i analiza eksperymentów

badawczych, dostępnych w fachowej literaturze, winno stać się niezbędnym

elementem nowoczesnego sterowania treningiem sportowym.

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

Wpływ rekreacyjnego uprawiania narciarstwa biegowego
na organizm człowieka

Bieganie na nartach jest jedną z najprzyjemniejszych form spędzania

wolnego czasu. Obcowanie z naturą, połączone z uaktywnieniem wszystkich

niemal grup mięśniowych, jak również układów krążenia, oddechowego,

dokrewnego i nerwowego – to powód, dla którego ten sposób spędzania

wolnego czasu znajduje coraz większą liczbę zwolenników. Wspomnieć przy

tym należy o prozdrowotnym wpływie długotrwałych wysiłków aerobowych,

towarzyszących poruszaniu się na nartach, zarówno w kontekście fizycznym,

jak i psychicznym. Jest to zatem doskonały sposób na holistyczne kultywo-

wanie zdrowego stylu życia.

Wysiłek towarzyszący bieganiu na nartach ma charakter globalny, uak-

tywnia bowiem całe ciało, a więc nie tylko kończyny dolne, ale również tułów

i kończyny górne. Symetryczne obciążanie aparatu ruchu sprzyja równomier-

nemu rozwijaniu poszczególnych grup mięśniowych, co w połączeniu z wysił-

kową mobilizacją mechanizmów zaopatrzenia tlenowego korzystnie wpływa

na poprawę stanu zdrowia, zwiększenie wydolności fizycznej i prewencję

wielu chorób cywilizacyjnych. Długotrwałe wysiłki o małej i umiarkowanej

intensywności, oparte na przemianach tlenowych, zwiększają ponadto wy-

korzystanie lipidów jako źródła energii, co w efekcie prowadzi do spalania

tłuszczu, a więc do zubożenia zawartości podskórnej tkanki tłuszczowej.

W sporcie wyczynowym narciarstwo biegowe wykorzystywane jest

w wielu dyscyplinach jako doskonały trening ogólnorozwojowy, umożliwia-

jący zwiększenie lub utrzymanie wysokiego poziomu wydolności aerobowej.

W okresie zimowym trenerzy bardzo często wprowadzają tę formę aktywności

fizycznej do planu zajęć zawodników specjalizujących się nawet w konkuren-

cjach zupełnie niezwiązanych ze sportami śnieżnymi.

Fachowa literatura z zakresu fizjologii sportu bogata jest w opracowania

dotyczące wpływu uprawiania narciarstwa biegowego na organizm człowieka.

Istnieją zatem naukowo potwierdzone dowody na korzystne efekty regularne-

go stosowania tej formy aktywności fizycznej. Zaobserwowano na przykład

– zarówno u kobiet, jak i mężczyzn – istotne zmiany w poziomie parametrów

odpornościowych, objawiające się wzrostem liczby poszczególnych rodzajów

leukocytów, a także korzystne zmiany hormonalne i metaboliczne (Ronsen

i wsp. 2004). Sezonowe zmiany intensywności treningów nie spowodowały

natomiast istotnych zmian w liczbie leukocytów (neutrofili i limfocytów) i hor-

monów stresowych (ACTH, kortyzol). Znamiennie wzrosło stężenie interleu-

kiny-6 (Ronsen i wsp. 2001), co ma wpływ na odporność organizmu. Trening

w narciarstwie biegowym wpływa również na budowę i autonomiczną regulację

mięśnia sercowego (Hedelin i wsp. 2000, Hautala i wsp. 2000, Maiste 2001).

Andrzej T. Klimek

Regularne wysiłki fizyczne o charakterze wytrzymałościowym, w tym

szczególnie bieganie na nartach, powodują powstanie szeregu zmian funk-

cjonalnych i anatomicznych przede wszystkim w układach: mięśniowym,

krążenia i oddechowym.

układzie mięśniowym obserwuje się hipertrofię (przerost) mię-

śni, objawiający się powiększeniem poprzecznego przekroju miocytów,

co prowadzi do zwiększenia masy mięśniowej. Zwiększa się również ilość

mitochondriów, zawartość związków energetycznych i mioglobiny oraz

ukrwienie mięśni dzięki wzrostowi ilości naczyń włosowatych. Korzyst-

nym zmianom treningowym podlegają właściwości funkcjonalne komórek

mięśniowych. Przede wszystkim zwiększa się ich wytrzymałość, a więc

odporność na zmęczenie, co jest efektem wymienionych wyżej zmian mor-

fofunkcjonalnych.

Istotny jest również wpływ regularnych wysiłków wytrzymałościowych

układ krążenia. Zwiększa się bowiem efektywność pracy serca poprzez

wzrost objętości wyrzutowej, będącej między innymi efektem jego przerostu

(hipertrofii). W efekcie zmniejsza się spoczynkowa częstość skurczów serca

(bradykardia). Bardzo istotną dla zdrowia zmianą jest zwiększenie ukrwienia

mięśnia sercowego, które jest efektem wzrostu ilości kapilar krążenia wień-

cowego, co może zmniejszać ryzyko wystąpienia choroby niedokrwiennej

i zawału serca. Regularny wysiłek fizyczny zmniejsza ponadto wielkość

skurczowego i rozkurczowego ciśnienia krwi w spoczynku, co ma z kolei

znaczenie w profilaktyce choroby nadciśnieniowej.

Regularne bieganie na nartach wywiera także korzystny wpływ na

układ oddechowy, zwiększając efektywność oddychania poprzez zwięk-

szenie objętości oddechowej, któremu towarzyszy zmniejszenie częstości

oddychania. Powiększa się również pojemność życiowa płuc oraz ich

pojemność dyfuzyjna, co jest efektem poprawy stosunku wentylacji do

przepływu krwi. Wzrasta ponadto maksymalna wentylacja płuc oraz mak-

symalna wentylacja dowolna dzięki zwiększeniu siły mięśni oddechowych

i ruchomości klatki piersiowej.

W efekcie zmian zachodzących we wszystkich wymienionych wyżej

narządach i układach obserwuje się wzrost podstawowego wskaźnika wy-

dolności aerobowej – maksymalnego poboru tlenu (VO

max). Jest to moż-

liwe zarówno dzięki stopniowemu usprawnianiu wszystkich mechanizmów

zaopatrzenia tlenowego, jak również możliwości wykorzystywania tlenu

w reakcjach energetycznych przez pracujące mięśnie. Zwiększa się zatem

wydolność fizyczna oraz wytrzymałość wysiłkowa.

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

3.3. Podstawy racjonalnego żywienia i nawadniania w kontekście
treningu

sportowego

Racjonalne odżywianie jest niezbędnym, choć często niedocenianym

warunkiem prawidłowego przygotowania zawodnika do sezonu startowego.

Wiadomo bowiem, że dieta sportowca różni się od diety osoby nietrenują-

cej, przede wszystkim ze względu na znacząco większe zużycie związków

energetycznych, będące efektem regularnego uczestnictwa w intensywnym

treningu fizycznym.

Ogólnie przyjęte założenia dietetyczne wyróżniają trzy rodzaje diet:

• Dieta zwyczajowa (racjonalna): 15% białek (ok. 1g/kg/dobę), 25–30%

tłuszczów (ok. 1,5 g/kg/dobę) oraz 55–60% węglowodanów (ok. 5–7 g/

kg/dobę)

• Dieta wysokowęglowodanowa: 12–15% białek, 20–25% tłuszczów,

65–70% węglowodanów

• Dieta wysokotłuszczowa (niskowęglowodanowa): 20% białek, 60–65%

tłuszczów, 15–20% węglowodanów

Dieta osoby aktywnej fizycznie musi zawierać większą ilość węglowoda-

nów (dieta wysokowęglowodanowa), a ponadto powinna być odpowiednio

zbilansowana, tzn. dobrana indywidualnie w zależności od dobowego wydat-

ku energetycznego danego zawodnika. Powinna ona zatem pokrywać dodat-

kowe wymagania energetyczne związane z wysoką aktywnością fizyczną.

Każdy zawodnik powinien umiejętnie dostosować godziny przyjmowania

posiłków do swojego planu treningowego. Należy na przykład pamiętać,

aby nie przystępować do wysiłku po spożyciu obfitych posiłków. Pokarm

zalegający w żołądku powoduje bowiem znaczące zmniejszenie zdolności

wysiłkowych. Ostatni posiłek (najlepiej zawierający dużą ilość węglowo-

danów) powinno się spożyć w okresie nie krótszym niż 2–3 godziny przed

rozpoczęciem wysiłku.

Ogólne zasady żywienia osób uprawiających sport muszą przede wszyst-

kim uwzględniać odpowiednie proporcje podstawowych składników od-

żywczych (węglowodanów, tłuszczów i białek) oraz wody i składników

mineralnych.

a) Węglowodany

Węglowodany (CHO) są niezbędnym elementem reakcji energetycznych,

dlatego dieta osób aktywnych fizycznie powinna uwzględniać odpowiednie

ich ilości, zależnie od rodzaju, intensywności i czasu trwania poszczególnych

jednostek treningowych. Racjonalne dostarczanie z pożywieniem węglowo-

danów zapobiega zubożeniu wewnątrzustrojowych zapasów tego związku,

stanowiąc profilaktykę hipoglikemii, która podczas treningu i zawodów

Andrzej T. Klimek

uniemożliwia kontynuowanie wysiłku o zamierzonej intensywności. Racjo-

nalne spożywanie CHO powinno zatem obejmować zarówno codzienne racje

pokarmowe, jak również – w przypadku konkurencji wytrzymałościowych

– dostarczanie ich podczas wysiłku oraz po jego zakończeniu w celu uzupeł-

nienia powstałych niedoborów.

Dostarczanie węglowodanów w okresie wzmożonej aktywności fizycznej

U osób aktywnych fizycznie węglowodany powinny stanowić od 55 do

70% ogólnej wartości energetycznej, tzn. 7–10 g na kilogram masy ciała na

dobę. Zwiększone zapotrzebowanie na cukry jest wynikiem nasilonego ich

zużycia podczas wysiłku fizycznego oraz stosunkowo ubogich rezerw ustro-

jowych, zmagazynowanych w postaci glikogenu mięśniowego i wątrobowe-

go. Dieta osoby aktywnej powinna obejmować przede wszystkim produkty

zawierające węglowodany, do których zaliczyć można: pieczywo, ziemniaki,

ryż, makaron, kaszę, nasiona roślin strączkowych, a także cukier stołowy,

miód, rodzynki, suszone morele, daktyle oraz inne owoce i warzywa (Frączek

i Szyguła 2005).

Do składników pokarmowych zawierających 50 g węglowodanów zali-

czyć można między innymi: 50 g cukru stołowego, 75 g dżemu, 60 g miodu

(4 płaskie łyżki), 100 g pieczywa (4 kromki), 90 g wyrobów cukierniczych

(np. 8 szt. „Delicji”), 75 g batonu czekoladowego, 500 ml soku owocowe-

go, 1 litr mleka, 250 g ziemniaków (4 sztuki), 150 g gotowanego ryżu, 200

g gotowanego makaronu, 500 g gotowanej fasoli, 3 jabłka, 2 pomarańcze,

1 duży banan, 40 winogron (Maughan i Burke 2000). Powyższe zestawienie

ma charakter orientacyjny i podane zostało w celu ułatwienia doboru właści-

wych składników pokarmowych dla osób niezaznajomionych z problematyką

żywienia. Ze względu na ograniczoną objętość niniejszego opracowania po-

minięto tzw. indeks glikemiczny poszczególnych produktów, wskazujący na

szybkość ich wchłaniania z przewodu pokarmowego.

Dostarczanie węglowodanów podczas długotrwałych wysiłków fizycznych

Wewnątrzustrojowe zapasy węglowodanów, zgromadzone w postaci

glukozy we krwi (3–5 g) oraz w postaci glikogenu w mięśniach (300–400 g)

i wątrobie (80–100 g), wystarczają na około 90–120 minut wysiłku fizycznego

wykonywanego z intensywnością progu anaerobowego, tzn. przy częstości

skurczów serca na poziomie ok. 85% HRmax (dla młodej zdrowej osoby ok.

160–180 sk/min). W przypadku wysiłku o charakterze wytrzymałościowym

konieczne jest zatem uzupełnianie powstających niedoborów CHO w cza-

sie ich trwania. Taka procedura wymaga zastosowania formy płynnej, jako

najskuteczniejszego sposobu szybkiego dostarczania cukrów, i co bardzo

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

ważne – wody, której wysiłkowy deficyt również jest jedną z podstawowych

przyczyn zmęczenia. W tym celu zaleca się spożywanie podczas pracy fi-

zycznej ok. 150–250 ml roztworów izotonicznych, a więc takich, w których

stężenie węglowodanów mieści się w zakresie od 6 do 8 g na100 ml napoju

(roztwory 6–8%). Napoje takie powinno się spożywać co ok. 15–20 minut,

zależnie od intensywności wysiłku i stopnia odwodnienia, na który wpływ

mają warunki klimatyczne, a szczególnie temperatura i wilgotność powietrza.

Rozpuszczone cukry zostają szybko wchłonięte z przewodu pokarmowego do

krwi, a następnie przetransportowane do mięśni, gdzie mogą być na bieżąco

wykorzystywane jako źródło energii.

Podczas wysiłku nie powinno się spożywać produktów w formie stałej

ze względu na długotrwałe obciążenie układu pokarmowego, związane z za-

leganiem treści pokarmowej w żołądku, co znacząco zmniejsza zdolności

wysiłkowe ustroju. Należy również pamiętać, aby na około 30 minut przed

wysiłkiem nie spożywać dużych ilości węglowodanów, ponieważ może to

spowodować wywołanie odruchu obronnego w postaci zwiększenia sekrecji

insuliny przed trzustkę, co w efekcie prowadzi do obniżenia stężenia glukozy

we krwi, a więc do efektu przeciwnego do zamierzonego.

Dostarczanie węglowodanów po zakończeniu wysiłku

Regularnie powtarzane sesje treningowe wymagają od zawodnika sku-

tecznego uzupełniania niedoborów węglowodanowych, a więc racjonalnego

dostarczania CHO po zakończeniu wysiłku. Wówczas należy, szczególnie

przez pierwsze dwie godziny, dostarczać CHO w ilości minimum 1 g na ki-

logram masy ciała, co daje około 50–150 g. Następnie należy spożywać ok.

50 g glukozy co dwie godziny. Odpowiednia dieta powysiłkowa pozwala na

resyntezę około 5% glikogenu w ciągu godziny. Potrzeba zatem około 20

godzin na pełną regenerację zasobów węglowodanowych ustroju po niemal

całkowitym ich wyczerpaniu.

Racjonalna dieta powysiłkowa powinna zawierać produkty o wysokim

indeksie glikemicznym, a więc takie, które bardzo szybko ulegają wchłonięciu

z przewodu pokarmowego, podnosząc poziom glukozy we krwi. Zaliczyć do

nich można: białe pieczywo, ziemniaki, płatki kukurydziane, miód, słodycze,

arbuz, ananas, słodkie soki owocowe, napoje dla sportowców itp.

Suplementacja węglowodanowa

W konkurencjach wytrzymałościowych, do których zaliczane są między

innymi biegi narciarskie, warto zastosować odpowiednie procedury, które

prowadzą do zwiększenia wewnątrzustrojowych zapasów glikogenu. Do

najbardziej znanych i najczęściej stosowanych należy strategia żywieniowa

Andrzej T. Klimek

zwana „ładowaniem węglowodanami” lub „dopingiem glikogenowym”.

Wykorzystuje ona znane w fizjologii zjawisko superkompensacji, rozumia-

nej jako tendencja organizmu do „nadmiernego” wyrównywania zaburzeń

wywołanych czynnikami stresującymi np. wysiłkiem fizycznym. Strategia

ta polega na wyczerpaniu zapasów glikogenowych ustroju na 6 dni przed

zawodami np. poprzez zastosowanie wysiłku fizycznego trwającego 90 do

120 minut o intensywności progu anaerobowego (przy HR równej ok. 85%

HRmax). Następnie przez kolejne 3 dni stosuje się dietę niskowęglowoda-

nową z równoczesnym zmniejszeniem intensywności treningu, zapobiegając

w ten sposób resyntezie glikogenu. W ostatnich 3 dniach przed zawodami

wprowadza się dietę bogatą w węglowodany, co wywołuje „superkompen-

sację” zapasów CHO. Po zastosowaniu takiej procedury zapasy glikogenu

ustrojowego mogą się powiększyć nawet dwukrotnie. Ponieważ niektóre

osoby źle znoszą trzydniową fazę hipoglikemii, można opisaną procedurę

zmodyfikować, pomijając okres diety ubogiej w węglowodany. Wówczas

na drugi dzień po wyczerpaniu CHO wprowadza się dietę wysokowęglo-

wodanową, co również prowadzi do uzyskania efektu superkompensacji

zapasów węglowodanowych. Procedura ta zwiększa możliwości czerpania

energii z przemian glikolitycznych, opóźniając tym samym wystąpienie

zmęczenia.

b) Tłuszcze

Wolne kwasy tłuszczowe (WKT), jako źródło energii, uwalniane są

z trójglicerydów tkanki tłuszczowej, co stymulowane jest przez czynni-

ki nerwowe (współczulne unerwienie tkanki tłuszczowej) i hormonalne

(aminy katecholowe – głównie adrenalina, glukagon, glukokortykoidy

i hormon wzrostu). Komórki mięśniowe mogą czerpać przeważającą część

energii z przemian tłuszczowych podczas wysiłków aerobowych, a więc

długotrwałych o niskiej i umiarkowanej intensywności, tj. do około 50%

maksymalnego poboru tlenu, a więc do poziomu progu aerobowego (ok.

70% HRmax). Wówczas ok. 65–70% energii pochodzi z tłuszczów, a je-

dynie ok. 30–35% z węglowodanów. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że

maksymalne tempo spalania wolnych kwasów tłuszczowych następuje po

upływie około 30 minut wysiłku. Wzrost mocy wysiłkowej do około 75%

max, a więc do poziomu progu anaerobowego (ok. 85% HRmax) po-

woduje, że głównym źródłem energii stają się cukry (glikogen, glukoza),

a przemiany lipidowe schodzą na plan dalszy. Utlenianie tłuszczów w proce-

sie β-oksydacji WKT wymaga jednak większej objętości tlenu dla uzyskania

tej samej ilości energii, którą można uzyskać z utleniania CHO (do spalenia

1 gramocząsteczki tłuszczu organizm potrzebuje o ok. 16% tlenu więcej niż

przy spalaniu węglowodanów).

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

Tłuszcze, w przeciwieństwie do węglowodanów, zmagazynowane są w bar-

dzo dużych ilościach przede wszystkim w tkance podskórnej (ok. 9000 g)

oraz w postaci tłuszczu wewnątrzmięśniowego (ok. 500 g), co uniemożliwia

ich wyczerpanie podczas wysiłku fizycznego. Rolą odpowiednich strategii ży-

wieniowych nie jest zatem zwiększenie zapasów lipidowych ustroju, lecz takie

przestrojenie zdolności miocytów do utleniania tłuszczów, które pozwoli im

zwiększyć udział tych związków w reakcjach energetycznych. Mięśnie mają

bowiem zdolności do zmiany proporcji wykorzystywanych substratów energe-

tycznych wskutek adaptacji reakcji enzymatycznych (enzymy lipolityczne lub

glikolityczne) i hormonalnej. Wykazano, że stosowanie diety wysokotłuszczowej

może spowodować adaptację, która „przestraja” pracujący mięsień, zwiększając

jego zdolność spalania wolnych kwasów tłuszczowych (Lambert i wsp. 1997).

Wstępne efekty takiej strategii można uzyskać już po około dwutygodnio-

wym stosowaniu diety wysokotłuszczowej, z równoczesnym stosowaniem

treningów aerobowych, którą na kilka dni przed zawodami należy zamienić na

wysokowęglowodanową w celu uzupełnienia zapasów glikogenu. Taka proce-

dura przynosi pozytywne efekty podczas przygotowywania do długotrwałych

wysiłków o niskiej i umiarkowanej intensywności. Charakterystyka wysiłkowa

większości konkurencji w biegach narciarskich pozwala przypuszczać, że zasto-

sowanie omówionej wyżej strategii może mieć znaczenie dla polepszenia wy-

ników sportowych w tej dyscyplinie, jednak postępowanie tego typu powinno

być poprzedzone obserwacją indywidualnych reakcji zawodników na trwające

dłużej stosowanie diety niskowęglowodanowej (wysokotłuszczowej). Niektórzy

autorzy wskazują bowiem na spadek wydolności aerobowej i wytrzymałości

wysiłkowej u zawodników stosujących ten rodzaj odżywiania.

Do składników pokarmowych zawierających 50 g tłuszczów zaliczyć moż-

na między innymi: 60 g masła, 50 g oleju, 220 g sera typu Gouda (tłusty), 2,5

l mleka 2%, 80 g orzechów laskowych, 100 g migdałów, 100 g salami, 200 g

kabanosa, 270 g szynki wieprzowej gotowanej, 3 kg szynki z indyka. Zestawie-

nie to powinno pomóc w racjonalnym doborze proporcji tłuszczów do innych

składników pokarmowych. Należy przy tym pamiętać, że w racjonalnie dobra-

nej diecie powinny przeważać tłuszcze roślinne zawarte w olejach, oliwkach,

migdałach, nasionach dyni, słonecznika, orzechach włoskich itp. Wskazane

jest spożywanie ryb, najlepiej morskich, ze względu na zawartość korzystnych

wielonienasyconych kwasów tłuszczowych ω-3 (Frączek i Szyguła 2007).

c) Białka

Białka (aminokwasy) odgrywają znikomą rolę jako źródło energii do

pracy mięśniowej. Utlenianie białek podczas wysiłku dostarcza mniej niż

5% ogólnego zapotrzebowania energetycznego. Biorą one natomiast udział

między innymi w procesach budowy i regeneracji tkanek, stąd zwiększone

Andrzej T. Klimek

zapotrzebowanie na te związki podczas intensywnego treningu fizycznego,

szczególnie szybkościowo-siłowego. U osób nietrenujących, dobowe zapotrze-

bowanie na białko wynosi 0,8–1,0 g na kilogram masy ciała. Przedstawicielom

konkurencji wytrzymałościowych zaleca się spożywanie 1,2–1,4 g/kg BM,

natomiast zawodnikom reprezentującym dyscypliny szybkościowo-siłowe –

1,5–1,7 g/kg BM (Frączek i Szyguła 2005). Do składników pokarmowych

zawierających 50 g białek zaliczyć można między innymi: 1,5 l mleka (2%),

180 g sera typu Gouda (tłusty), 250 g sera twarogowego chudego, 250 g

świeżego łososia, 300 g szynki z indyka, 230 g mięsa z piersi kurczaka, 750 g

ryżu. Ze względu na ograniczoną objętość niniejszego opracowania pominięto

rozważania na temat różnej wartości odżywczej (białka pełno- i niepełnowar-

tościowe) i składu aminokwasowego poszczególnych białek. Warto jednak

wspomnieć, że najlepiej spożywać produkty, w których składzie znajduje

się najwięcej białek pełnowartościowych i równocześnie mało tłuszczów

i węglowodanów, np.: ryby (przede wszystkim morskie), owoce morza, jaja,

białe mięso, rośliny strączkowe oraz odtłuszczone mleko i chude przetwory

mleczne. Po zakończeniu wysiłku, w celu możliwie szybkiego wyrównania

niedoborów białka, najlepiej w czasie pierwszych dwóch godzin spożyć od-

powiednie odżywki węglowodanowo-białkowe (Frączek i Szyguła 2007).

Ponieważ, jak już wspomniano na wstępie, udział białek w dostarczaniu

energii podczas wysiłku fizycznego jest niewielki, ta część rozdziału ma je-

dynie charakter informacyjny.

d) Woda

Racjonalne nawadnianie organizmu jest jednym z najważniejszych ele-

mentów treningu sportowego, którego rolę trudno przecenić. Wysiłek fi-

zyczny wywołuje bowiem dehydratację, mającą istotny wpływ na zdolności

wysiłkowe ustroju. Utrata masy ciała o 2% z powodu odwodnienia powoduje

obniżenie wydolności o około 20%, natomiast spadek masy o 4% obniża wy-

dolność o 50%. Nieumiejętne nawadnianie może zatem całkowicie zniweczyć

efekty treningu fizycznego.

Odwodnienie organizmu związane jest bezpośrednio z reakcjami termo-

regulacyjnymi, do których zalicza się między innymi parowanie wody z potu.

Potrzeba eliminacji ciepła jest efektem stosunkowo niskiej wydajności reakcji

energetycznych, zachodzących w pracujących mięśniach. W najbardziej sprzy-

jających warunkach ok. 25% energii chemicznej jest bezpośrednio wykorzy-

stywane do pracy mięśniowej, a pozostałe 75% ulega przemianie w energię

cieplną. Sprawna jej eliminacja z ustroju jest zatem niezbędnym warunkiem

do kontynuowania pracy, a parowanie potu podczas intensywnego wysiłku

jest podstawową drogą utrzymania odpowiedniej temperatury wewnętrznej.

W przypadku odwodnienia dochodzi zatem do zaburzenia wspomnianych

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

reakcji termoregulacyjnych, co doprowadzić może do hipertermii, czyli do

przegrzania i wszystkich związanych z nim konsekwencji nie tylko wysiłko-

wych, ale również zdrowotnych.

Wielkość odwodnienia zależy między innymi od warunków termicznych

otoczenia. Zawody w narciarstwie biegowym odbywają się w warunkach

zimowych, jednak intensywna praca wszystkich niemal grup mięśniowych

powoduje wytworzenie dużych ilości ciepła endogennego, co mimo niskiej

temperatury zewnętrznej nasila przebieg reakcji termoregulacyjnych wywo-

łujących znaczące odwodnienie. Ze względu na różne tempo dehydratacji

wysiłkowej u różnych osób wielkość odwodnienia należy oceniać indywidu-

alnie, biorąc przy tym pod uwagę intensywność wysiłku (dystans zawodów)

oraz temperaturę i wilgotność powietrza. W warunkach wysokiej wilgotności,

wysycenie powietrza parą wodną jest na tyle duże, że może uniemożliwić

parowanie potu z powierzchni skóry. Obserwuje się wówczas spływanie

potu, który nie paruje, czego efektem może być hipertermia oraz szybkie

odwodnienie. Dlatego w warunkach wysokiej wilgotności powietrza należy

zwracać szczególną uwagę na racjonalne nawadnianie, którego zadaniem jest

utrzymanie stałej zawartości wody ustrojowej.

Nawadnianie organizmu powinno obejmować zarówno okres poprzedza-

jący zawody, jak również czas ich trwania oraz fazę powysiłkowej restytucji.

Do zawodów uczestnik powinien przystąpić z dobrze nawodnionym orga-

nizmem. W tym celu należy dzień wcześniej wypić tyle płynów, aby uzyskać

dużą objętość jasnego moczu, którego zabarwienie zależy od stopnia nawod-

nienia organizmu. W dniu zawodów, na 2–3 godziny przed rozpoczęciem

rywalizacji, powinno się wypić około 500 ml napoju oraz bezpośrednio po

rozgrzewce, na kwadrans przed startem, dodatkowo ok. 250 ml. Podczas

wysiłku należy pić od 200 do 300 ml płynów co 15–20 minut (około 1 l/

godzinę). W okresie restytucji co kwadrans powinno się spożywać ok. 250

ml płynu (Frączek i Szyguła 2005).

Napoje stosowane do nawadniania mogą mieć różną zawartość związ-

ków energetycznych (węglowodanów) i elektrolitów. Upraszczając nieco

to zagadnienie, ze względu właśnie na ich skład, roztwory można podzielić

na hipo-, izo- i hipertoniczne. Napoje hipotoniczne zawierają poniżej 6 g

węglowodanów na 100 ml (np. napoje niskosłodzone, woda mineralna).

Ich zaletą jest duża szybkość wchłaniania, co powoduje, że w krótkim czasie

nawadniają organizm. Wadą jest natomiast niska zawartość węglowodanów.

Oznacza to, że nie uzupełniają w dostatecznym stopniu niedoboru związków

energetycznych. Z kolei roztwory hipertoniczne (np. słodkie soki owocowe)

zawierają znaczne ilości CHO – powyżej 8 g na 100 ml – jednak mała szybkość

wchłaniania z przewodu pokarmowego sprawia, że wydłuża się czas rehy-

dratacji. Najkorzystniejszym rozwiązaniem dla osób aktywnych fizycznie jest

Andrzej T. Klimek

spożywanie roztworów izotonicznych (napoje dla sportowców, np. „Isostar”,

„Powerade”, „Gatorade” itp.) o zawartości węglowodanów ok. 6–8 g na

100 ml i odpowiednim składzie elektrolitowym, które podobnie jak napoje

hipotoniczne szybko nawadniają, natomiast optymalna zawartość cukrów

pozwala na bieżące uzupełnianie ich niedoborów, co zapobiega powstawaniu

wysiłkowej hipoglikemii.

Powyższe informacje skłaniają do stwierdzenia, że w przeddzień zawo-

dów najlepiej nawadniać się napojami izo- lub hipertonicznymi w celu rów-

noczesnego zwiększenia zasobów węglowodanowych. Przed rozpoczęciem

rywalizacji oraz w czasie trwania zawodów należy spożywać roztwory izo- lub

hipotoniczne, w zależności od warunków klimatycznych i czasu wysiłku. Naj-

ważniejszym celem tej fazy nawadniania jest bowiem możliwie szybka rehy-

dratacja ustroju oraz podczas wysiłków długotrwałych – bieżące uzupełnianie

niedoboru węglowodanów. W okresie powysiłkowej restytucji, szczególnie

w ciągu pierwszych dwóch godzin, wskazane jest stosowanie nawadniania

napojami izo- lub hipertonicznymi w celu jednoczesnego wyrównywania

zubożonych wysiłkiem zapasów glikogenu mięśniowego i wątrobowego.

Trzeba również pamiętać, że znajdujący się w podwzgórzu ośrodek

pragnienia reaguje z pewnym opóźnieniem na postępującą dehydratację, co

skutkuje powstaniem uczucia pragnienia, gdy organizm jest już odwodniony.

Należy zatem spożywać płyny zanim pojawi się pragnienie. Ponadto napoje

nie mogą być gazowane, to bowiem umożliwia przyjęcie większych objętości

płynów i zapobiega niekorzystnym objawom żołądkowo-jelitowym. Nie mogą

też zawierać alkoholu i kofeiny, które to związki pogłębiają w efekcie proces

odwodnienia. Bardzo ważny jest też smak i odpowiednia temperatura. Napoje

stosowane podczas wysiłku muszą być smaczne, dzięki czemu zawodnicy

wypijają większe ich objętości. Płyn powinien być chłodny, jednak nie bardzo

zimny, co może znacznie zmniejszyć komfort spożywania.

Bardzo istotna jest odpowiednia zawartość sodu w napoju, która powin-

na wynosić od 460 do 1150 mg/l. Obecność tego pierwiastka przyspiesza

wchłanianie wody z przewodu pokarmowego i obniża ryzyko hiponatremii.

Wskazane jest zatem dodanie odpowiedniej ilości soli kuchennej, co równo-

cześnie uzupełni niedobory chloru. Chlorek sodu (NaCl) jest bowiem wyda-

lany z potem, powodując naruszenie równowagi elektrolitowej ustroju.

Objętość przyjmowanych podczas wysiłku płynów powinna równowa-

żyć wielkość odwodnienia. Najprostszym sposobem stwierdzenia objętości

utraconej wody jest skorzystanie z precyzyjnej wagi. Przed wysiłkiem należy

się rozebrać i dokonać pomiaru masy ciała. Następnie, po wysiłku, podczas

którego nie przyjmowano żadnych posiłków ani płynów, należy się rozebrać,

wytrzeć ciało do sucha i ponownie określić masę ciała. Różnica między oby-

dwoma pomiarami jest efektem utraty wody (obniżenie masy ciała o 1 kg jest

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

równoznaczne z utratą 1 l wody). Pomiary takie powinny być dokonywane

wielokrotnie podczas treningów w różnych warunkach temperatury i wil-

gotności powietrza oraz na wszystkich dystansach startowych dla danego

zawodnika. Ocena wielkości odwodnienia pozwala na racjonalne dawkowanie

napojów zarówno podczas treningów, jak również w czasie bezpośredniej

rywalizacji sportowej.

3.4. Wybrane zagadnienia treningu wysokogórskiego

Większość konkurencji w narciarstwie biegowym oparta jest przede

wszystkim na wysiłkach długotrwałych, a więc wykorzystujących tlenowe

reakcje energetyczne. Możliwości wykorzystywania przemian aerobowych

uwarunkowane są przede wszystkim możliwie dużymi zdolnościami przeka-

zywania tlenu z płuc do pracujących mięśni. Największe ograniczenia w tym

zakresie związane są z funkcją transportową krwi, której pojemność tlenowa

ograniczona jest ilością erytrocytów i zawartością hemoglobiny. U zdrowego

człowieka każde 100 ml krwi może przyłączyć około 20 ml tlenu. Ponieważ

powiększenie pojemności tlenowej krwi skutkuje wzrostem wydolności aero-

bowej, uwaga trenerów, fizjologów, lekarzy i samych zawodników skierowana

jest między innymi na zwiększenie możliwości transportowych krwi, a więc

na spowodowanie zwiększenia liczby krwinek czerwonych i hemoglobiny.

Sprawdzonym w praktyce treningowej i co ważne skutecznym sposobem

zwiększania zdolności wysiłkowych jest trening wysokogórski.

Jak powszechnie wiadomo, ciśnienie powietrza obniża się proporcjo-

nalnie do wzrostu wysokości nad poziomem morza. W wysokich górach

mniejsze jest zatem ciśnienie parcjalne tlenu w powietrzu atmosferycznym,

co skutkuje mniejszym lub większym niedotlenieniem organizmu, zwanym

hipoksją hipobaryczną, hipoksyczną lub anoksyczną. Procentowa zawartość

w powietrzu na wysokości 2000 m n.p.m. wynosi 16,2%, natomiast na

3000 m n.p.m. już tylko 14,3%. Bezpośrednio po znalezieniu się w warunkach

hipoksji organizm kompensuje niedobór tlenu w powietrzu powiększeniem

wentylacji płuc (VE wzrasta od 10 do 40%), co jest efektem pobudzenia che-

moreceptorów naczyniowych oraz wtórnie ośrodka oddechowego. Prowadzi

to do zasadowicy krwi poprzez zwiększenie wydalania bezwodnika kwasu

węglowego. Zmienia się również wydalanie NH

i dwuwęglanów przez

nerki. W efekcie dochodzi do nasilenia hipokapni, która utrudnia redukcję

oksyhemoglobiny w tkankach, co z kolei pobudza czerwony szpik kostny do

wzmożonej produkcji erytrocytów. Dłuższe przebywanie w wysokich górach,

połączone z odpowiednio dozowanym wysiłkiem fizycznym prowadzi zatem

do zwiększenia liczby krwinek czerwonych, a więc również do wzrostu stę-

Andrzej T. Klimek

żenia hemoglobiny. Jest to efektem nie tylko wzmożonej produkcji krwinek

czerwonych (erytropoezy), lecz również wzrostu rezystencji (oporności)

erytrocytów na działanie czynników hemolitycznych, co z kolei skutkuje

większą ich żywotnością.

Polepszenie zdolności krwi do transportu tlenu z pęcherzyków płucnych

do komórek mięśniowych umożliwia czerpanie większej części energii do

pracy z bardziej efektywnych przemian aerobowych, redukując tym samym

udział energetycznych reakcji beztlenowych. To z kolei prowadzi, między

innymi, do zmniejszenia produkcji oraz usprawnienia neutralizacji kwasu

mlekowego, będącego jedną z podstawowych przyczyn zmęczenia. Ponadto

podczas treningu w górach dochodzi do wzrostu sekrecji katecholamin,

przede wszystkim adrenaliny i noradrenaliny, które usprawniają przebieg

tlenowych przemian energetycznych. Efektem opisanych wyżej reakcji

adaptacyjnych jest zatem wzrost wydolności aerobowej ustroju, charaktery-

zującej zdolności do wykonywania wysiłków długotrwałych o charakterze

wytrzymałościowym.

Efekt „powysokościowy” treningu górskiego zależy od indywidualnych

reakcji organizmu sportowca, dlatego w literaturze przedmiotu trudno do-

szukać się gotowych, dobrych dla każdego zawodnika, recept dotyczących

zarówno długości czasu przebywania na przewyższeniu i intensywności

prowadzonego tam treningu, jak również czasu, który powinien upłynąć

od powrotu ze zgrupowania do ważnych zawodów. Zależy to bowiem od

indywidualnych predyspozycji zawodnika, poziomu jego wydolności, kon-

kurencji, jaką reprezentuje oraz wcześniejszych doświadczeń związanych

z tego typu procedurą treningową. Pamiętać również trzeba o chwilowym

spadku wydolności, do którego może dojść najczęściej między trzecim a dzie-

siątym dniem po powrocie. W rocznym cyklu treningu najczęściej zaleca się

trzy- lub czterokrotne przebywanie na wysokości 2500 do 3500 m n.p.m.

przez okres trzech tygodni (Levin i Stray-Gundersen 1992). Pierwsze zgru-

powanie powinno się zaplanować w okresie przygotowawczym, najlepiej

w miesiącach sierpniu lub wrześniu. Kolejny trzytygodniowy okres pobytu

w górach powinien być przedzielony około dwutygodniową przerwą spę-

dzoną na nizinach, podczas której często obserwuje się obniżenie zdolności

wysiłkowych. Następne dwa zgrupowania należy zaplanować na okres star-

towy pamiętając, aby powrót nastąpił dwa do dziesięciu dni przed startem

w zawodach. Po trzecim i czwartym zgrupowaniu podwyższona wydolność

aerobowa zawodników powinna utrzymywać się przez 4–5 tygodni (Kli-

mek 1994). Obserwuje się wtedy zwiększenie udziału tlenowych przemian

energetycznych podczas wysiłków o submaksymalnej intensywności i, co się

z tym wiąże, mniejsze stężenie kwasu mlekowego oraz mniejsze zaburzenia

równowagi kwasowo-zasadowej.

3. Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego w dyscyplinach wytrzymałościowych...

Należy pamiętać, aby racjonalnie dobierać objętość i intensywność trenin-

gów odbywających się w warunkach wysokogórskich, ponieważ okres akli-

matyzacji do hipoksji trwa od 5 dni u doświadczonych zawodników do nawet

10 dni u osób po raz pierwszy uczestniczących w tego typu zgrupowaniu.

W pierwszym okresie, ze względu na zmniejszone zdolności wysiłkowe, należy

zaplanować bardzo małą intensywność początkową, a następnie zwiększać

ją, stopniowo obserwując reakcje wysiłkowe każdego z zawodników. Indywi-

dualizacja treningu jest warunkiem koniecznym do osiągnięcia pożądanego

efektu w fazie reaklimatyzacji, w postaci zwiększonej wydolności tlenowej

i wytrzymałości wysiłkowej.

W praktyce treningowej coraz częściej wykorzystuje się wysiłki wykony-

wane w warunkach sztucznie wywołanej hipoksji jako element przygotowują-

cy do właściwego treningu wysokościowego (komory hipobaryczne o zredu-

kowanym ciśnieniu powietrza, komory ze specjalnie dobranymi mieszankami

gazów lub systemy masek do oddychania redukujące objętość wdychanego

powietrza). Procedura taka wymaga od 15 do 20 godzin wysiłku fizycznego

na maksymalnie 3 dni przed rozpoczęciem zgrupowania w górach. Ułatwia

to i przyspiesza proces aklimatyzacji do warunków hipoksji, umożliwiając

szybsze zwiększanie objętości i intensywności zajęć treningowych.

Trening wykorzystujący warunki hipoksji może być prowadzony w trzech

formach: „pobyt w górach – trening w górach”, „pobyt w górach – trening

na nizinach” lub „pobyt na nizinach – trening w górach”. Pierwszy rodzaj

treningu jest skuteczną metodą prowadzącą do wzrostu liczby erytrocytów

i wydolności aerobowej. Druga forma umożliwia wykorzystanie fizjologicz-

nych reakcji aklimatyzacyjnych, dając równocześnie możliwość prowadze-

nia treningu o większej objętości i intensywności (Levin i Stray-Gundersen

1997). Ostatni sposób może być stosowany jako forma przygotowania do

klasycznego treningu wysokogórskiego, wpływając na intensywność przemian

tlenowych w mięśniach, jednak nie prowadzi do nasilenia erytropoezy ze

względu na zbyt krótki czas przebywania w warunkach hipoksji.

Opisane powyżej fizjologiczne reakcje organizmu sportowca poddane-

go treningowi fizycznemu w warunkach wysokogórskich są powodem, dla

którego trening ten jest uznaną i skuteczną formą poprawy wydolności aero-

bowej. Jego racjonalne stosowanie powinno stanowić bardzo ważny element

wspomagający przebieg cyklu treningowego w konkurencjach o charakterze

wytrzymałościowym.