Мал. 21. Взаємозв'язок інтенсивності фізичного навантаження (швидкості плавання) і акумуляції лактату в крові.
Поріг лактату визначають як момент початку акумуляції лактату в крові під час фізичного навантаження збільшується інтенсивності понад рівні, характерних для стану спокою. Якщо інтенсивність м'язової діяльності невелика або середня, рівень лактату лише трохи перевищує показник в стані спокою. Збільшення інтенсивності призводить до більш швидкої акумуляції лактату. При невисокій швидкості плавання (рис. 21) рівні лактату рівні або близькі до рівнів, характерним для стану спокою. При збільшенні швидкості плавання понад 1,4 м-с _ | рівні лактату крові швидко підвищуються. Ця точка розриву безперервності на кривій відповідає порогу лактату.
це момент, коли під час виконання фізичного навантаження відбувається швидка акумуляція лактату в крові, що перевищує рівні лактату в спокої.
інтенсивність навантаження, при якій відбувається систематичне підвищення рівня лактату в крові, називається лактатним порогом.
робоче навантаження, при якій починається нелінійне підвищення концентрації лактату в крові
У практичній фізіології було мало тим, які досліджувалися б більше або обговорювалися б більш гаряче, ніж лактатний поріг.
На думку деяких дослідників, поріг лактату відображає значний зсув в бік анаеробного гліколізу, внаслідок якого утворюється лактат. Тому значне підвищення рівня лактату крові при збільшенні зусилля називають анаеробним порогом.
У першій половині минулого століття Douglas з співавт. виявили, що при деякому рівні навантаження концентрація лактату в крові збільшується, що супроводжується зниженням концентрації двокарбонатний іонів і посиленням дихання. Пізніше Wasserman і Holtmann розробили концепцію «порога анаеробної навантаження організму» і неінвазивні методи його визначення, зв'язавши підвищення концентрації лактату з виникаючим кисневим боргом. В даний час гіпотеза анаеробного лактатного порогу піддається різкій критиці з боку фізіологів і біохіміків. Результати експериментів із застосуванням радіоізотопної методики в стані м'язового спокою і дані, отримані Connett et al. показують, що лактат утворюється і в умовах достатнього надходження кисню. Таким чином, продукція лактату не обов'язково пов'язана з анаеробними умовами, тобто утворенням АТФ при дефіциті кисню. В даний час загальновизнаним є той факт, що вимірювання концентрації лактату в крові не дає інформації про швидкість його утворення, а лише відображає баланс між виходом лактату в кров і його усуненням з крові. Сучасні прийоми біохімії дозволяють нам досліджувати легеневу вентиляцію, буферні системи організму, динаміку закислення і нейтралізації лактату прямими, а не непрямими методами, підтвердивши або спростувавши концепцію анаеробного порога.
Чому важливий лактатний поріг?
Лактатний поріг для конкретної людини, що виконує певну роботу, відносно постійний. Дослідження показують, що інтенсивність навантаження при лактатному порозі відповідає максимальній інтенсивності роботи, яка може підтримуватися на постійному рівні. Це означає, що чим вище лактатний поріг, тим вище інтенсивність тривалої роботи. Простіше кажучи, при однакових значеннях V02 шах ви зможете тривалий час бігти, наприклад, на 70% або тільки на 50% ваших максимальних можливостей, в залежності від величини лактатного порогу.
Мал. 22. Зміщення кривої лактату вправо - збільшення возможнос-тей аеробного системи енергозабезпечення
Мал. 23. Зміщення кривої лактату вліво - зниження (перенапруження) можливостей аеробного системи енергообеспе-чення.
Зсув кривої лактату при виконанні стандартної навантаження. Збільшення возможнос-тей аеробного системи енергозабезпечення опору-вождается зменшенням кількості лактату при виконанні стандартної навантаження змішаного ае-робно-анаеробного характеру або збільшенням працездатності при одних і тих же показате-лях лактату.
На рис. 22 наведено приклад оцінки аеробних можливостей і ефективності протікання процесу адаптації в цілому по поки-ників швидкості бігу і концентрації лактату в крові. Істотне збільшення швидкості при про-проходження з інтервалом 1 рік супроводжується однією і тією ж концентрацією лактату в крові, що свідчить про ефективну адаптацію і підвищенні можливостей аеробного системи енер-гообеспеченія. Зсув кривої лактату вліво є свідченням перевантаження і зниження можливостей аеробного системи енергообеспе-чення (рис. 23).
Як визначається лактатний поріг?
Зазвичай виконується проба з зростаючим навантаженням, при якій проводиться періодичне вимірювання вмісту лактату артеріальної крові, що забирається через катетер. Робоче навантаження поступово зростає до тих пір, поки не стане максимально допустимої. Будується графік залежності концентрації лактату в крові від величини робочого навантаження і визначається точка перегину лінійної залежності.
Чи можна визначити лактатний поріг без використання артеріального катетера?
Так. Лактатний поріг можна оцінити за даними газообміну, одержуваних при непрямий газової калориметрії. У цьому випадку відразу після досягнення лактатного порогу і зміни артеріального рН настає зупинка дихання або непропорційне посилення дихання у відповідь на зміну робочого навантаження. Ця зупинка називається дихальним порогом.
Мал. 24. Зовнішнє і внутрішнє дихання
Вивчення впливу фізичного навантаження на вентиляцію легенів приводить до розуміння системи дихання як єдиного і взаємозалежного процесу. вентиляція (зовнішнє, легеневе дихання). серцево судинна транспортна система і внутрішнє дихання (рис. 24).
Мал. 25. Взаємодія різних систем енергетичного забезпечення фізичного навантаження
Взаємодія дихальної, серцево-судинної та микроциркуляторной систем в процесі доставки кисню і видалення продуктів обміну для забезпечення синтезу АТФ в мітохондріях показано на рис. 25. Кожна система повинна працювати оптимально, щоб найкращим чином задовольняти потреби працюючої скелетного м'яза. Системою, лимитирующей навантаження, завжди виявляється найменш тренована.
Яка система організму є лімітуючим фактором, причиною обмеження фізичної активності?
Згідно центральної теорії, причиною обмеження величини максимальної фізичної навантаження виявляється недостатня кількість кисню, що доставляється до скелетної мускулатури. Доставку кисню забезпечує серцево-судинна система. Важливу роль серцево-судинної системи в підтримці поглинання кисню показує рівняння Фіка. Як тільки ударний обсяг досягає максимального значення, подальше збільшення серцевого викиду може відбуватися тільки за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень. Якщо ЧСС перевищує 200 уд / хв, зменшується час наповнення серця кров'ю і також фактично зменшується ударний об'єм. Таким чином, необхідний баланс між досить високою ЧСС і можливо малим часом наповнення шлуночків. Оскільки хвилинний обсяг і частота дихання можуть збільшуватися навіть при споживанні 02. рівному МПК, т. Е. Коли максимум ЧСС вже досягнуто, обмежуючим фактором звичайно вважається серцево-судинна система. Плюс до всього, необхідність доставки крові до судин шкіри для забезпечення потовиділення і тепловіддачі викликає конкурентну розподіл кровотоку між шкірою і скелетними м'язами.
Чи обмежує дихання фізичні можливості?
Незважаючи на те, що при ряді захворювань дихальна система може обмежувати фізичні можливості, у здорових людей дихання не вважається фактором, що лімітує фізичне навантаження. Діафрагма має в два-три рази більшими окисними здібностями і щільністю капілярів в порівнянні з іншими скелетними м'язами, економно витрачає глікоген і стійка до стомлення. У ній переважає окислення жирів, що робить її менш залежною від вмісту глікогену та вуглеводів. У здорових людей навіть при максимальній фізичному навантаженні виходить з легких кров практично повністю насичена киснем, що свідчить про великий функціональної ємності цієї системи.
Чи може система дихання коли-небудь обмежувати фізичну активність?
1) Легенева вентиляція зазвичай не є фактором, що лімітує м'язову діяльність у здорових людей навіть при максимальному зусиллі.
2) Респіраторна система може обмежувати м'язову діяльність у людей з респіраторними захворюваннями.
3) У спортсменів і тренованих людей, що виконують тривалу важку фізичну роботу, дихання може обмежувати навантаження, коли лімітуючим фактором стає конкуренція дихальних і скелетних м'язів за приплив крові і за кисень.