Podstawy energetyki

Strojenie silnika, czyli jak dobrze zarządzać ludzkim organizmem. Rozpoczynamy cykl, w którym będziemy chcieli podpowiedzieć Wam jak dobrze nim zarządzać. Skierowany jest głównie dla początkujących triathlonistów i biegaczy, którzy chcą trenować bardziej świadomie.

Część 1: Podstawy energetyki

Organizm ludzki to nie maszyna, która zawsze jest zdolna do maksymalnej wydajności. Nasze ciało wymaga treningu, by się wzmacniać. A od rodzaju obciążenia zależy to, jak organizm się zaadaptuje. Nie zawsze mocny wysiłek prowadzi do oczekiwanych efektów. W sportach wytrzymałościowych podstawą możliwości zawodnika jest jego energetyka podczas wysiłku. Nie wdając się w niepotrzebną teorię, wyjaśniamy jaka jest jej istota i jak odpowiednio ją kształtować.

Trzy sposoby wytwarzania energii

Do wysiłku fizycznego potrzebna jest energia, która wytwarzana jest z procesów chemicznych organizmu. Może być ona wytwarzana na przez trzy różne systemy:

• fosfagenowy – powstaje z rozpadu ATP (adenozynotrójfosforanu) bez udziału tlenu. Pozwala uzyskać w krótkim czasie dużą ilość energii. Jednak mięśnie mają bardzo mały zapas ATP, dlatego wysiłek o wysokiej intensywności, beztlenowy, jest możliwy do utrzymania jedynie przez kilkadziesiąt sekund. Są to np.: sprinty, rzuty, podnoszenie ciężarów.
• Glikolityczny – energia wytwarzana jest z rozpadu glukozy i glikogenu. Efektem ubocznym tego procesu jest kwas mlekowy, który szybko przekształca się w mleczany. W początkowej fazie procesu zachodzi szybka glikoliza, a po ok. 2 minutach intensywnego wysiłku przechodzi w wolną glikolizę. W fazie wolnej glikolizy rozpad glukozy i glikogenu zwalnia, przez co organizm jest w stanie łatwiej buforować kwas mlekowy do mleczanu i wytwarza pirogronian. A kwas pirogronowy może być wykorzystywany jako substrat energetyczny w metabolizmie tlenowym. W ten sposób system glikolityczny miesza się z beztlenowym i tlenowym.
• Tlenowy – energia wytwarzana jest głównie z glikogenu z udziałem tlenu. Jednak do produkcji ATP wykorzystywane mogą być również tłuszcze i białka zawarte w organizmie.

Jak kształtować wydajność

W kontekście dyscyplin wytrzymałościowych najważniejszy jest system tlenowy. Pozwala on na wysiłki długotrwałe. Jest najbardziej wydajny. Aby odpowiednio ukształtować i wzmocnić ten system, należy trenować na odpowiedniej intensywności, czyli w strefie tlenowej. Efektem odpowiedniego treningu będzie obniżanie poziomu mleczanu przy niezmienionej prędkości. Czyli, będziemy mogli utrzymywać ten sam wysiłek (np. prędkość) mniejszym kosztem (wysiłkiem). W dużym uproszczeniu można stwierdzić, że budowanie wytrzymałości to uczenie organizmu ekonomicznego wysiłku.

Dwa punkty krytyczne

Od intensywności wysiłku zależy z jakiego systemu wytwarzana jest energia. System tlenowy obejmuje wysiłki lekkie, umiarkowane, średnie, system glikolityczny mocno intensywne, a fosfagenowy najbardziej intensywne, bardzo krótkie wysiłki. Przy czym nie ma wyraźnych podziałów, bo procesy nachodzą na siebie i wspomagają nawzajem. Jednak zawsze przeważa jeden z systemów.

By odpowiednio sterować treningiem trzeba znać intensywność wysiłku. Wyznacznikiem intensywności jest zawartość mleczanu w organizmie, którego zawartość wzrasta wraz z intensywnością. Zwiększając stopniowo i równomiernie intensywność w trakcie wysiłku, występują pewne krytyczne punkty. Są to progi metaboliczne, które określają przejście z jednego systemu energetycznego w drugi. Pierwszy z nich to próg przemian tlenowych (mleczanowy, LT, z ang. lactate threshold), drugi to próg przemian beztlenowych (AT, z ang. anaerobic threshold). Można spotkać różne, bardzo podobne nazewnictwo, ale generalnie znaczenie jest to samo.

Wykres na rysunku 1 obrazowo pokazuje gdzie dane progi występują. Krzywa określa zawartość mleczanu w organizmie względem prędkości biegu. Na niskiej intensywności wysiłek jest łatwy. Poziom mleczanu jest niski i dość stabilny – organizm nadąża z jego utylizacją. Zwiększając prędkość mleczan zaczyna dość gwałtownie wzrastać. W tym punkcie występuje próg LT. Organizm zaczyna uzyskiwać energie z systemu mieszanego. W odczuciu wysiłek staje się wyraźnie bardziej wymagający, wzrasta tętno, szybki oddech utrudnia rozmowę. Znacznie wzrasta zużycie glikogenu, a co za tym idzie koszt wysiłku. Zwiększając intensywność jeszcze bardziej pojawia się próg AT. W odczuciu jest to bardzo forsowny wysiłek możliwy do utrzymania przez zaledwie kilka minut. Poza tym progiem organizm pracuje w systemie beztlenowym, zupełnie niemającym zastosowania do kształtowania wytrzymałości.

Praktyczne zastosowanie w treningu

            Najlepszym wskaźnikiem intensywności jest pomiar mleczanu w organizmie. Chociaż jest to trudne, bo wymaga specjalistycznego urządzeniu, odpowiednich warunków, pomocy drugiej osoby. Jest kosztowne i niepraktyczne w treningu. Jednak pomiar mleczanu nie jest to potrzebny do trenowania według progów metabolicznych. Wystarczy powszechnie stosowany pomiar częstotliwości skurczów serca (HR – z ang. heart rate). Z wieloletnich analiz wynika, że bardzo skuteczna jest formuła obliczania progów metabolicznych odnosząc się do tętna maksymalnego (HRmax).

• próg LT [bpm] = HRmax – 25
• próg AT [bpm] = HRmax – 15

I w ten prosty sposób, bez specjalistycznej aparatury możemy określić najważniejsze poziomy intensywności do kształtowania energetyki. Dla wytrzymałościowca ok. 80% treningu (a dla początkujących niemal 100%) powinno odbywać się pod progiem LT. W ten sposób organizm będzie odpowiednio kształtował energetykę. Na tym poziomie kształtuje się tak pożądana wydajność wytrzymałościowa. Pomiędzy progami LT a AT proces tlenowy miesza się z beztlenowym. Trening w tej strefie jest już dla zaawansowanych zawodników, którzy mają solidnie rozbudowaną strefę tlenową. Trening w obu tych strefach ma spowodować obniżenie wytwarzania mleczanu przy danych prędkościach. Bo przy niższym zakwaszeniu wysiłek będzie mniej kosztowny. Zawodnik będzie mógł utrzymywać to samo tempo dłużej lub osiągać wyższe tempo tym samym wysiłkiem. Obrazowo przedstawia to rysunek 2. Widać jak po okresie odpowiedniego treningu wzrosły jego możliwości. Przy prędkości 18km/h jego organizm wytwarza prawie 1 mmol/l mleczanu mniej. To oznacza, że ta prędkość stała się dla niego wiele łatwiejsza do utrzymania. A patrząc z innej perspektywy – zakwaszając się na 3mmol/l, czyli przy określonym wysiłku może biec o prawie 1.5 km/h szybciej.

Odpowiednio, czyli ani zbyt mocno, ani zbyt lekko

Wyznaczone progi treningowe należy przestrzegać od górnych jak i dolnych pułapów. Trenując niedostatecznie intensywnie, bodziec będzie zbyt mały dla organizmu. Jednak gorsze skutki niesie ze sobą trenowanie zbyt intensywnie. Zawodnik, który trenuje na ciągłym zakwaszeniu, przyzwyczaja organizm do takiego trybu. Wówczas wysiłek nie będzie wydajny, będzie odbywał się większym kosztem energii. Nie nastąpi oczekiwana adaptacja.

Podsumowując, celem treningu wytrzymałościowego jest zdobycie ekonomii. Im niższy poziom mleczanów, tym wydajniejszy wysiłek. Dlatego energetykę trzeba kształtować w ten sposób, by obniżać poziom zakwaszenia. Potrzebna do tego jest znajomość krytycznych punktów intensywności.

Tomasz Spaleniak

Literatura:

1. Tudor O. Bompa, G. Gregory Haff. Periodyzacja. Teoria i metodyka treningu. Warszawa 2010. Biblioteka Trenera.
2. Jaskólski, A. Jaskólska. Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka. Wrocław 2006. Wydawnictwo AWF Wrocław.