Ryszard Szul naukowo o treningu tlenowym, HR max i strefach wysiłku

Na Akademii Triathlonu pisaliśmy sporo na temat okresu przygotowawczego w treningu triathlonisty. Mówiliśmy o bieganiu i jeździe rowerem w tzw. zakresach tlenowych. Chcielibyśmy naukowo podejść do sprawy. Zależy nam na wyjaśnieniu podstawowych pojęć i zagadnień w miarę prostym oraz zrozumiałem językiem. Wiele wie na ten temat Ryszard Szul, z którym udało nam się porozmawiać.

ZOBACZ TEŻ: Pułap tlenowy (VO2max). Poradnik

Ryszard Szul to trener przygotowania fizycznego, który pracował w Wiśle Kraków za kadencji trenera Henryka Kasperczaka. Był też w sztabie Legii Warszawa. Współpracował z wieloma wybitnymi sportowcami i najlepszymi klubami w Polsce. Od lat jest przedstawicielem Polara i szefem firmy Sport Konsulting.

Łukasz Grass: Często trening w okresie przygotowawczym nazywa się treningiem bazowym, tlenowym. Jak to rozumieć?

Ryszard Szul: Przygotowanie bazowe i trening tlenowy, to jest taka intensywność wysiłku, w którym energia czerpana jest z dwóch źródeł: z wolnych kwasów tłuszczowych i z węglowodanów. To jest podstawowy trening przygotowawczy do dyscyplin, które trwają więcej niż dwie godziny.

ŁG: A czy te proporcje źródła energii mogą się zmieniać, a jeśli tak, to jak procentowo? Chodzi mi cały czas o zakres tlenowy. Nie ma przecież jednego, prawda? Jak to jest z I i II zakresem, czyli jeszcze przed przekroczeniem progu?

RSZ: Profesor biochemii Kent Sahlin wyróżnia trzy progi metaboliczne: próg węglowodanowy, czyli największy udział wolnych kwasów tłuszczowych w dostarczaniu energii, próg mleczanowy i próg fosfokreatynowy. Z naszego triathlonowego punktu widzenia ważny jest próg węglowodanowy i mleczanowy. Próg węglowodanowy jest mniej więcej na poziomie ok. 75% HRmax, a próg mleczanowy ok. 85% HRmax. Oczywiście mówimy o wytrenowanych maratończykach. Zatem pierwszy zakres kończy się progiem węglowodanowym, a drugi zakres progiem mleczanowym. Po przekroczeniu progu węglowodanowego systematycznie maleje udział WKT w resyntezie ATP.

ŁG: A jak najprościej i najszybciej określić zakresy?

RSZ: Trzeba zrobić test na podstawie metodyki profesora Żołądzia – 5×6 minut. Zawodnik biegnie 5 wysiłków 6-minutowych do określonego tętna. Wysiłki oddzielone są 2-minutowymi przerwami, w których pobierana jest krew kapilarna w celu oznaczenia stężenia mleczanu. Pierwszy wysiłek zawodnik biegnie z intensywnością 50 uderzeń niższą niż HRmax. Każdy następny stopień testu jest intensywniejszy o 10 uderzeń. Po każdych 6 minutach zapisywane jest średnie tętno, stężenie mleczanu i przebiegnięty dystans. Miarą wytrenowania jest przebiegany dystans i stężenie mleczanu. Im lepszy zawodnik, tym więcej metrów przebiega w 6 minut. Pierwsze trzy stopnie testu obrazują przygotowanie tlenowe zawodnika.

Dwa pierwsze mówią o sprawności przemian tłuszczowych, a trzeci o prędkości na progu mleczanowym. Trening wytrzymałości to nic innego jak tylko trening dostarczania energii do pracujących mięśni. Najistotniejszym punktem przy wyznaczaniu stref intensywności (przemian energetycznych) jest próg mleczanowy (Lactate Threshold). Jest to ostatnie obciążenie, po którym stężenie mleczanu przekracza poziom spoczynkowy i zaczyna systematycznie wzrastać. Powyżej tego punktu nasze możliwości wysiłkowe będą coraz mniejsze. LT to jest tak naprawdę moment, w którym włączają się do pracy włókna szybkie, które dostarczają dużo więcej energii, ale produkują równocześnie więcej kwasu mlekowego niż włókna wolne. Zasadnicze pytanie brzmi, co tak naprawdę zmienia w organizmie trening o charakterze tlenowym? Otóż oprócz zmniejszania kosztu energetycznego wysiłku i doskonalenia przemian tłuszczowych, degraduje nam włókna szybkie w kierunku włókien wolnych. „Zabijamy” naszą szybkość na korzyść wytrzymałości.

To jest odwieczny problem np. w treningu sprinterów – jak robić wytrzymałość tlenową, aby nie zabijać szybkości? Są na to sposoby.  Np. 100 etrów luźna przebieżka na poziomie 20 sekund (w zależności od poziomu sprintera) i 300 metrów marszu albo truchtu. Jeżeli będziemy obserwować tętno, to będzie ono minimalnie wzrastać w trakcie tych stu metrów szybkiego biegu, ale ponieważ procesy produkcji kwasu mlekowego, pełnej glikolizy, uruchamiają się dopiero po około 20 – 40 sekundach takiego biegu, więc nie ma szans na zakwaszenie organizmu. Pojawiający się w niewielkich ilościach kwas mlekowy już od początku wysiłku jest w trakcie marszu utylizowany i znowu jesteśmy w stanie wyjściowym.

ŁG: Pobudzamy organizm i odpuszczamy, pobudzamy i odpuszczamy…

RSZ: Tak jest! I wówczas tych szybkich włókien aż tak bardzo nie degradujemy.

ŁG: No dobrze. Wróćmy do tego naszego testu mleczanowego, który zrobiliśmy. Załóżmy, że ten liniowy przyrost kwasu mlekowego następuje przy tętnie 160 uderzeń na minutę. I teraz pytanie zasadnicze. Czy trenując bazę, budując te włókna wolnokurczliwe, mogę biegać do 160HR? Bo przecież mamy różne progi. Gdzie się kończy TEN tlen, przy którym optymalnie buduję faktyczną wytrzymałość tlenową?

RSZ: Na progu mleczanowym. Kończy się na progu mleczanowym. Później mleczan zaczyna wzrastać, zwiększa się udział glikogenu w dostarczaniu energii i zaczynamy stopniowo trenować beztlenowe źródła energii. Czyli próg mleczanowy wynosił najczęściej 1.5-1.8 u zawodników trenujących systematycznie. Testując kilkudziesięciu maratończyków testem wg. prof. Żołądzia, prawie zawsze próg mleczanowy był w okolicach 85% HR max i było to stężenie ok. 1,5 do 1,8 mmol/l a maksymalne zakwaszenie w teście było na poziomie 6 do 7 mmol/l i co ciekawe przy 7 milimolach przemiany tłuszczowe zostają całkowicie zablokowane przez kwas mlekowy. Między 3 a 7mmol/l są bardzo spowolnione.

Czyli tak naprawdę powinniśmy trenować do progu mleczanowego i później ten mały przedział między LT a 3 milimole i gdzieś tam jest próg maksymalnej równowagi mleczanowej (Maximal Lactate Steady State). MLSS jest to taka intensywność, podczas której utrzymuje się podwyższony, ale stabilny poziom mleczanu. Wysiłek o takiej intensywności może trwać od 30 do 60 minut w zależności od wytrenowania zawodnika. Trening o takiej intensywności wysiłku  jest ukierunkowany na budowanie formy, a szczególnie na krótszych dystansach. Wracając do Twojego pytania o przedział tętna. Wyznaczałem również strefę intensywności między 60 a 75% tętna maksymalnego. (75% to próg węglowodanowy) To jest strefa długich wybiegań. Zasada powinna być taka: im większa intensywność, tym krótszy czas trwania wysiłku. Pamiętajmy, że miarą wysiłku jest suma spalonych kalorii. Niezależnie od tego, czy to jest rower, czy to jest bieganie.

ŁGL: Literatura podaje różne zakresy tętna – do 3, 4, 5. Jakich się trzymać?

RSZ: Ja wyznaczam 4 zakresy tętna. Charakterystyczne punkty stref to: minimalna skuteczność treningowa, przyjmuje się, że jest to 60% tętna maksymalnego, próg węglowodanowy, czyli ok. 75% HRmax, próg mleczanowy, czyli ok. 85% HRmax. Następnie punkt powyżej LT o wartości ok. 3mmol/l I HRmax. I otrzymywałem tak 4 strefy z czego:

I strefa regeneracyjna, czyli najczęściej między 60 a 75% Hr max. To jest strefa regeneracyjna pod warunkiem, że nie trwa ona za długo! Bo jeżeli strefa regeneracyjna będzie trwała 4 godziny, to będziemy mieli do czynienia z bardzo mocnym treningiem. Suma spalonych kilokalorii jest wówczas bardzo duża.

II strefa – kończy się na progu mleczanowym. Jeżeli zrobilibyśmy pomiary mleczanu, zawodnik nie powinien się w tej strefie zakwaszać. Może rosnąć tętno – tzw dryf tętna – o dwa, trzy uderzenia, ale stężenie mleczanu się nie zmienia.

III strefa od progu mleczanowego do 3 milimoli albo, jeżeli nie mam pomiaru mleczanu, to różnicę między progiem mleczanowym a tętnem maksymalnym dzielimy na pół. I wychodzi nam III i IV strefa. Z mojego doświadczenia, a wykonałem kilkaset testów, wynika, że najczęściej próg mleczanowy jest na około 85% tętna maksymalnego. Te dane niewiele się różniły u różnych zawodników. Najczęściej LT był pomiędzy 82 a 85 procent tętna maksymalnego. Wszystko zależy od tego, jaki typ budowy miał dany zawodnik i jakiego typu trening wykonywał. Zdarzały się LT na poziomie 78% HRmax, ale też na poziomie 90% HRmax.

ŁG: Pojawia się z kolei pytanie, jak trenować do maratonu?! Zakwaszać się czy nie? Skoro w maratonie się nie zakwaszamy.

Ryszard Szul: Robiłem pomiary zakwaszenia pierwszej dziesiątki zawodników Maratonu Krakowskiego. Tylko jeden zawodnik miał poziom mleczanu na poziomie dwóch milimoli, a reszta wszystko na progu mleczanowym.  To były czasy od ok. 2:17 do ok. 2:30. Zawodnicy nawet ci najszybsi po prostu się nie zakwaszają. To wynika z biochemii, z mechanizmów dostarczania energii.

Z tych pomiarów płynie wniosek, że w treningu ćwiczymy przede wszystkim przemiany tłuszczowe, czyli dużo treningu na progu węglowodanowym, mniej do LT i niewiele do 3 mmol/l. Trening zakwaszający więcej niż 3 mmol/l jest nielogiczny. I tu rodzi się problem; takie wskazówki i długi okres przygotowawczy kuszą do długich i monotonnych wybiegań. Biegamy, nabijamy kilometry i nie wiemy, czy są efekty treningu, czy ich nie ma, a jeżeli są, to jak je zmierzyć? Teoretycznie powinniśmy być zmęczeni, ale tego zmęczenia nie odczuwamy. I tu możemy wpaść w pułapkę. Nie czując zmęczenia, będziemy trenować coraz więcej i nagle okazuje się, że biegamy wolniej i nie jesteśmy w stanie biegać szybko. Wpadamy w stan, który trudno jest nam jednoznacznie określić. Czy to zmęczenie? A jeśli tak, to co to za rodzaj zmęczenia?

Tu trzeba byłoby opowiedzieć o zmęczeniach różnego rodzaju, ale to byłby osobny temat rozmowy. Zróbmy to w skrócie. O zmęczeniu mówimy wtedy, gdy następuje „utrata zdolności generowania wymaganej lub spodziewanej wielkości mocy” (prof. J. Żołądź). Najczęściej mówi się o zmęczeniu  obwodowym obejmującym przede wszystkim zmiany w mięśniach i o zmęczeniu ośrodkowym zlokalizowanym w układzie nerwowym, a przede wszystkim o zmianach w funkcjonowaniu autonomicznego układu nerwowego. Autonomiczny układ nerwowy to układ unerwiający narządy wewnętrzne i funkcjonuje on niezależnie od naszej woli. Dzieli się on na układ współczulny (sympatyczny) i przywspółczulny (parasympatyczny). Narządy unerwione są przez oba układy, które wzajemnie się uzupełniają. Układ sympatyczny pobudza, a układ parasympatyczny hamuje działanie narządów.

Pierwszy problem, który się pojawia podczas długich wybiegań to zmęczenie wywołane deficytem energetycznym. Po 90 minutach treningu z intensywnością 70% VO2max tj. ok. 85% HRmax następuje całkowite zużycie zapasów glikogenu mięśniowego. Odbudowa pełnych zasobów glikogenu może trwać w zależności od organizmu od 1 do 3 dni. Powiedzmy sobie szczerze, że większość z biegaczy nie robi 2 czy 3 dni luzu po 90 minutach biegu na progu mleczanowym. Przypomnę, że wtedy mleczan jest na poziomie spoczynkowym! Gdy zatem kolejny trening zaczniemy przy niepełnym zabezpieczeniu energetycznym, uaktywniają się w większym stopniu dodatkowe, zabezpieczające źródła energii – białka.

Efektem działania tych mechanizmów jest dodatkowa energia, ale też produkty uboczne takie jak inozynomonofosforan (IMP) i amoniak. Te uboczne produkty mają wpływ na nasze zmęczenie i samopoczucie. Obserwujemy spowolnienie tętna, znużenie treningiem i często słyszałem takie określenie, że „człapiemy” lub jesteśmy „zatupani”. To pierwsze objawy zmęczenia przywspółczulnego (parasympatycznego). Objawy te są bardzo delikatne i prawie niezauważalne. Gdy przegapimy taki stan i mimo to nadal będziemy trenować monotonnie bez różnicowania treningu, możemy doprowadzić się do stanu przetrenowania parasympatycznego. Taki stan przejawia się wyraźnym „spowolnieniem” organizmu i „obroną” przed wysiłkiem. Pojawia się nienaturalnie niskie tętno spoczynkowe.

Obserwowałem u pewnej triathlonistki HR spoczynkowe na poziomie 34 sk/min! Obniża się HRmax. U wspomnianej zawodniczki z 202 sk/min zrobiło się 182! Bardzo szybka restytucja tętna. Np. w pływaniu po skończonym zadaniu zawodniczka miała HR 175, a po minucie było to 72 sk/min! Do tego dochodzi arytmia (np. wieczorem po położeniu się do łóżka) i na treningach szczególnie na początku rozgrzewki. Gdy używamy pulsometru to pulsometr „zawiesza się” i pokazuje dziwne wskazania. Gdy używamy pomiaru RR, czyli mierzymy odległości między każdym skurczem, to na wykresie widzimy bardzo duże zaburzenia rytmu. Do tego dochodzi tzw. paradoks mleczanowy,  czyli przesunięcie krzywej mleczanowej w prawo, co normalnie oznaczałoby wyższe prędkości przy małych zakwaszeniach, tylko że przy wyższych prędkościach nagle jest „ściana” i kończymy wysiłek na dużo niższym tętnie i zakwaszeniu niż zazwyczaj.

W przypadku stwierdzenia przetrenowania długotrwałym treningiem wytrzymałościowym korzystne efekty przynosi zmiana bodźców treningowych; wyłączenie treningu wytrzymałości a wprowadzenie elementów treningu szybkości i siły. Dobre efekty przynosi również włączenie pływania w formie treningu regeneracyjnego. Regenerację przyśpiesza również suplementacja aminokwasami i dieta białkowa. Takie przetrenowanie jest bardzo groźne, bo jest prawie niezauważalne. Wyniki sportowe są coraz gorsze, pomimo zwiększania obciążeń. Po takim przetrenowaniu zawodnik bardzo długo wraca do „normalności”. Taki powrót może trwać kilka miesięcy, lat, ale zdarza się, że zawodnik nigdy nie wróci do formy sprzed przetrenowania.

ŁG: A co robić, aby uniknąć takiego przetrenowania?

RSZ: Przede wszystkim kontrolować tętno i prędkości. Wykonywać testy poranne – HR spoczynkowe i test ortostatyczny, w przypadku Polara wykonywać Fitness test. A przede wszystkim stosować urozmaicone środki treningowe i kontrolować ich działanie. Często jest tak, że biegamy i biegamy, ale w naszym organizmie nic się nie zmienia. Zaadaptowaliśmy się do określonych środków treningowych i organizm już nie reaguje na nie.

ŁG: Jeżeli nie mamy możliwości pomiaru kwasu mlekowego, to jak wyznaczyć zakresy intensywności wysiłku?

RSZ: Jeżeli mamy zegarek Polara, to strefy zostaną wyznaczone automatycznie na podstawie wprowadzonych danych i oszacowanego HRmax. Możemy również podczas np. biegu lub jazdy na rowerze uzyskać HRmax i wyznaczyć sobie strefy. HRmax potrzebne do wyznaczania stref narasta liniowo w trakcie wysiłku o maksymalnej intensywności trwającego od 3 do 6 minut. Ideałem jest przebiegnięcie 1500 m. Zazwyczaj mieścimy się w 6 minutach. Jeżeli nie to skracamy dystans do takiego, w którym uzyskamy konieczny czas.

To jest dużo, nie każdy potrafi się zmusić do maksymalnego wysiłku na takim dystansie, ale przy okazji możemy wyznaczyć sobie VO2max wg prostych równań opracowanych przez amerykańskiego fizjologa Davida Costillę i tym samym dopasować obciążenia i założenia wynikowe do naszych możliwości. Te równania znajdziemy m.in. w „Fizjologicznych podstawach wysiłku fizycznego” pod redakcją Jana Górskiego. Zaznaczam, że tam podany jest dystans 1 mili, ale przy zastosowaniu 1500 m różnica w wyniku nie jest istotna.

Zadam może dziwne pytanie, ale wielu amatorów, którzy dopiero zaczynają przygodę z bieganiem na poważnie może mieć takie wątpliwości. Jak biec te 1500 m? Niby proste, bo na maksa, ale… z narastającą prędkością?

RSZ: Z narastającą prędkością, ale pamiętajmy, że chcemy uzyskać jak najlepszy czas. To jest trudne. Jeżeli zaczniemy za szybko, to po kilkuset metrach, jak mówią biegacze – „kołek w zębach” i odcięcie. Myślę, że raz, dwa razy w roku trzeba taki test zrobić. Jeżeli nie stać nas na badania w laboratorium lub mamy jakieś wątpliwości co do wiarygodności laboratorium, wówczas warto taki test zrobić 2-3 razy w roku.

ŁG: Jaki jest problem w maskach?

RSZ: Jeżeli urządzenia do analizy powietrza wydychanego będą źle skalibrowane, wyjdą nierzetelne dane. A tu mamy prosty test 1500 m – tylko trzeba przebiec na maksa.

ŁG: Wspomniał Pan o teście w zegarku Polara (m.in. V800 i M400). Na czym ten test, dzięki któremu możemy określić zakresy intensywności wysiłku, polega?

Ryszard Szul To tzw. Fitness Test. Jak najbardziej wiarygodny. Polega na tym, że należy przyjąć pozycję poziomą, leżymy przez 5 minut. Test powinien być wykonywany w drugiej części dnia. Przed kolacją. Powiedzmy, że trening wykonywaliśmy rano, była długa przerwa po treningu i przed wieczornym jedzeniem, kładziemy się na podłodze, staramy się odprężyć, zrelaksować, wyłączyć. W trakcie testu zegarek mierzy zmienność rytmu serca – HRV.

Ważne jest wpisanie dokładnych parametrów: ciężaru i wysokości ciała, daty urodzenia, ile trenujemy itp. Korelacja jest bardzo duża. Jeden z moich pracowników, który uprawia kolarstwo, wykonywał test bezpośredni na rowerze z maską. Wartość VO2max wyszła 72 ml/kg/min Później wykonał również Fitness Test i wyszło dokładnie to samo. Jeżeli wpisał nieprawdziwe dane dotyczące aktywności treningowej, wartość VO2max zmalała do 56.

ŁG: Zegarek Polara ma również taką ciekawą funkcję jak wskazanie liczby godzin odpoczynku po treningu. Jak dalece to jest wiarygodne? Bo po jednym z treningów V800 pokazał, że mam odpoczywać dwa dni…

RSZ: Mnie po triathlonie pokazał 8 dni (śmiech)

ŁG: Był tygodniowy odpoczynek?

RSZ: Polar to weryfikuje. Szacuje czas odpoczynku na podstawie danych, które wprowadziłeś, ale też analizuje sen, bierze pod uwagę regenerację, której poddajesz organizm. Może się okazać, że następnego dnia, albo po kilku godzinach możesz znowu trenować. Polar sumuje wszystkie spalone kalorie: wynikające z podstawowej przemiany materii (BMR), aktywności dziennej i spalone podczas treningu.

No tak, tylko kluczem jest tutaj używanie zegarka podczas każdego treningu, a poza nim noszenie specjalnej opaski.

RSZ: To prawda. Inaczej nie ma sensu analiza wskazań zegarka, co do długości odpoczynku. Jeżeli stosujemy sprzęt zgodnie z jego przeznaczeniem, to dane są wiarygodne. Zawsze testuję wszystko na sobie i byłem kiedyś na nartach. Zegarek zaczął mnie informować, że jestem zmęczony, ale mimo to trenowałem. Słupek zmęczenia każdego dnia się zapełniał, aż po przekroczeniu odpowiedniej wartości w kolejnym dniu, złapała mnie infekcja.

ŁG: Na koniec chciałbym jeszcze zapytać o wspomnianą sumę spalonych kalorii jako miarę wysiłku. Jeden z trenerów napisał artykuł na AT, w którym pyta: „Jak się ma faktyczny wydatek energetyczny do intensywności i długości wysiłku?

RSZ: Nie przywiązujcie się do konkretnych cyfr, chodzi mi o sam mechanizm. Wyobraźcie sobie maratończyka, który biegnąc maraton na 100%, pokona 42 kilometry w równe 3 godziny. Załóżmy, że przy wadze X w czasie zawodów spala 3000 kalorii, po 1000 kcal na godzinę. Teraz wyobraźmy sobie, że ten sam zawodnik postanawia pobiec maraton nie na maksa, ale trochę turystycznie. Załóżmy, że ma kolejny start za dwa tygodnie, walczy o Koronę Maratonów Polskich, biegnie na 3h30′. Ile kalorii spali przez całe zawody? Mniej czy więcej niż podczas biegu trwającego trzy godziny? Z jednej stronie biegnie wyraźnie dłużej, z drugiej strony biegnie wyraźnie wolniej. A teraz przełóżcie sobie to na pływacki odcinek triathlonu.

Dyskutując o wpływie pływania na wynik triathlonu, bierzemy pod uwagę oczywiście czas oraz wydatek energetyczny. Zwłaszcza na długim dystansie często sugeruje się zawodnikom, żeby popłynęli wolniej, z rezerwą, na dystansie Ironman pływanie ma być tylko rozgrzewką, walka zaczyna się później. Odcinek pływacki trzeba pokonać ekonomicznie. A co to znaczy? Chodzi o to, żeby zużyć jak najmniej energii (czas zostawmy na razie na boku).

ŁG: W którym przypadku spalimy mniej kalorii? Wtedy gdy popłyniemy na 95% i pokonamy 3,8 km w godzinę, czy wtedy kiedy popłyniemy na 85% i ten sam dystans zajmie nam np. godzinę i sześć minut?

Ryszard Szul: Muszę Cię zmartwić: glikogen mięśniowy nie jest przechodni, jeżeli nie wykorzystamy go w mięśniach rąk to, on nie przesunie się do mięśni nóg.  Jeżeli popłyniemy wolniej na rękach, to wcale nie znaczy, że będzie go więcej w mięśniach nóg.

ŁG: Dziękuję za rozmowę!