În alergarea de durată sunt implicate 6 mari componente ale sistemului fiziologic uman:
- Sistemul cardiovascular;
- Sistemul muscular;
- Pragul lactic;
- Capacitatea aerobă sau consumul de oxigen
- Viteza
- Eficiența sau economicitatea alergării
În acest articol va fi descrisă contribuția fiecăreia dintre aceste componente în alergarea de durată, modul de funcționare și factorii care le influențează parametrii, astfel încât să ne putem planifica antrenamentele pentru a putea dezvolta una sau mai multe dintre aceste componente ale sistemului fiziologic.
1. Sistemul cardiovascular
Sistemul cardiovascular este alcătuit din inimă (mușchiul cardiac) și rețeaua de vase care transportă sângele între diferite părți ale corpului.
Funcția sistemului cardiovascular este aceea de a furniza mușchilor cantitatea de oxigen necesară pentru efortul de alergare. Cantitatea de oxigen furnizată de inimă mușchilor depinde de următorii factori:
- Forța propriu-zisă a inimii;
- Cantitatea de oxigen transportată de o unitate de volum a sângelui
- Ușurința cu care sângele circula prin rețeaua de vase;
- Cât de eficient este sângele deviat de la zonele mai puțin importante pentru efortul de alegare către zonele cruciale implicate în acest efort.
Vom examina în continuare fiecare dintre acești factori
Figura alăturată ilustrează aparatul cardiovascular la om. Arterele sunt colorate cu roșu și venele cu abastru.
A. Capacitatea de pompare a inimii
Debitul cardiac reprezintă cantitatea de sânge pe care inima o pompează într-o anumită perioadă de timp și îl vom nota pe scurt cu litera Q.
Q = volumul pompat la fiecare bătaie a inimii (VB) x nr. de bătăi ale inimii pe minut - pulsul (P)
Sau pe scurt: Q = VB x P
Exemplu. Un om obișnuit care nu practică sportul în mod regulat, va avea, în condiții de repaus - un puls de aproximativ 70 de bătăi pe minut – P = 70 b/min și un volum de sânge pompat de 70 de mililitri – VB = 70ml. Prin urmare fluxul cardiac va fi:
Q = VB X P = 70 x 70 = 4900 ml/min= 4,9 l/min
Deci inima unui om normal pompează aproximativ 4,9 litri de sânge în fiecare minut. După 1-2 luni de antrenament, respectivul om își poate îmbunătăți volumul de sânge pompat – VB – la o valoare de 80 ml. Prin urmare, volumul necesar de sânge de 4,9 litri pe minut, va putea fi acum furnizat de doar 61 de bătăi ale inimii
Q = VB X P = 61 x 80= 4880 ml/min
Iată deci cum prin antrenament pulsul de repaus scade, adesea antrenorii considerându-l un parametru extrem de important pentru a aprecia nivelul de pregătire al sportivilor.
Dacă pulsul maximal – Pmax - poate fi foarte puțin influențat prin antrenament, volumul de sânge pompat la o bătaie a inimii (VB) va crește considerabil - până la un anumit prag - datorită antrenamentului.
Alergările ușoare de durată mai mare sunt exercițiul cel mai adecvat pentru dezvoltarea acestui parametru. Aici contează cel mai mult durata efortului și mai puțin intensitatea. De aceea, de multe ori, vom scădea intensitatea alergării tocmai pentru a putea alerga o durată mai mare fără a fi epuizați. Desigur, pentru rezultate optime vom combina antrenamentele de intensitate cu cele de alergări ușoare și lungi, astfel încât mușchiul cardiac să fie cât mai puternic, acest parametru făcând cel mai bine diferența între un sportiv și un om sedentar.
B. Capacitatea sângelui de a transporta oxigen
Acest parametru este descris de numărul de mililitri de oxigen transportat de 100 mililitri de sânge şi reprezintă concentraţia hemoglobinei din sânge. Fiecare gram de hemoglobină poate transporta 1,34 mililitri de oxigen.
Exemplu: o persoană cu hemoglobina 15 (adică 15 grame hemoglobină la 100 mililitri de sânge) va avea un aport de :
15 x 1,34 = 20,1 mililitri oxigen transportaţi de 100ml de sânge
La nivelul mării sângele este saturat în proporţie de 96-97%, ceea ce înseamnă că respectiva persoană va beneficia de un aport de oxigen de aproximativ 19 mililitri la 100 ml de sânge.
Concentraţia de hemoglobină din sânge poate scădea în primul rând din cauza unei diete sărace în fier, lucru care conduce la o scădere semnificativă a capacităţii de efort. Chiar şi modificări relativ mici ale concentraţiei de hemoglobină pot afecta drastic performanţele sportive.
Să mai menţionăm faptul că efectul principal al antrenamentului la altitudine constă în scăderea conţinutului de oxigen din sânge din cauza presiunii atmosferice mai scăzute, reducându-se astfel capacitatea sângelui de a transporta oxigenul.
Altitudinea şi scăderea hemoglobinei au prin urmare acelaşi efect asupra capacităţii de efort în alergare – respectiv reducerea consumului de oxigen – dar prin mecanisme diferite. Pentru mai multe informaţii despre antrenamentul la altitudine citiţi articolul Antrenamentele la altitudine.
C. Hemodinamica: caracteristicile circulaţiei sanguine
Factorii care influenţează circulaţia sanguină sunt:
- Diametrul vaselor sanguine
- Diferenţa de presiune între inimă şi locul unde ajunge sângele
- Vâscozitatea („grosimea”) sângelui
Vâscozitatea sângelui este un parametru care nu poate fi influenţat de antrenament însă diametrul vaselor sanguine variază semnificativ în funcţie de tonusul muscular al pereţilor vaselor sanguine, de compoziţia ţesuturilor musculare ce înconjoară vasele sanguine, şi de prezenţa unor eventuale depuneri pe pereţii vaselor sanguine.
În principal, diametrul vaselor sanguine este factorul care influenţează circulaţia sanguină.
În timpul efortului, situaţia cea mai favorabilă este aceea în care vasele sanguine care alimentează muşchii angrenaţi în efort se relaxează şi se lărgesc, ducând astfel la o scădere a presiunii în respectiva zonă şi la o creştere a diferenţei de presiune a sângelui între sursa de pompare şi destinaţia acestuia. Prin acest proces aportul de sânge la muşchii aflaţi în efort creşte.
De asemenea, odată cu depunerea efortului inima începe să bată mai repede şi mai puternic, ceea ce duce la o creştere suplimentară a diferenţei de presiune între inimă şi zona destinaţiei.
D. Devierea sângelui în mod eficient
Circulaţia sângelui către zonele principale angrenate în efort mai poate creşte şi ca rezultat al devierii unei anumite cantităţi de sânge din alte zone mai puţin importante în respectivul efort, cum ar fi organele digestive sau pielea (mai puţin în condiţii de căldură când sângele la nivelul pielii ajută foarte mult la termoreglarea organismului).
Aici intervine vâscozitatea sângelui, care în mod normal nu afectează circulaţia sanguină. În condiţii de deshidratare, sângele se subţiază prin pierderea de plasmă (apă) care prin evaporare ajută la răcirea corpului. (citiţi Hidratarea in timpul efortului).
Vâscozitatea sângelui se modifică de asemenea şi odată cu numărul de celule roşii din sânge. Scăderea numărului de celule roşii – asociată de obicei cu scăderea hemoglobinei, precum în cazul anemiei – duce la un sânge mai „subţire” ceea uşurează circulaţia acestuia prin vasele sanguine într-o oarecare măsură. Dar în mod normal acest avantaj nu poate compensa scăderea capacităţii sângelui de a transporta oxigen cauzată de scăderea hemoglobinei.
2) Sistemul muscular
Fibrele muşchilor angrenaţi în alergare sunt beneficiarele muncii sistemului cardiovascular. Ele alcătuiesc zona periferică a sistemului către care inima furnizează combustibil şi oxigen şi de la care este îndepărtat dioxidul de carbon şi acidul lactic.
La nivelul celulelor (fibrelor) musculare, dar şi în jurul acestora, au loc multe modificări în urma antrenamentului. La fel ca şi în cazul muşchiului cardiac, alergarea uşoară şi de durată relativ mare produce efecte excelente.
- Cel mai important dintre aceste efecte îl reprezintă creșterea numărului şi volumului mitocondriilor, la nivelul cărora se desfăşoară procesele metabolismului aerob celular.
- Al doilea efect este creşterea activităţii oxidante a enzimelor, ceea ce duce la creşterea ratei de prelucrare a oxigenului care ajunge la muşchi.
- Al treilea efect în zona periferică constă în dezvoltarea reţelei de vase sanguine în muşchii implicaţi în efort – mai multe capilare devin active distribuind sânge către celulele musculare, efectul fiind creşterea fluxului de sânge şi prin urmare mai mult oxigen furnizat în mai multe zone ale muşchiului respectiv.
Aceste adaptări ale muşchilor în urma antrenamentului cresc capacitatea muşchilor de a primi şi procesa oxigenul. De asemenea muşchii vor stoca mai mult glicogen (ce conţine combustibil pentru muşchi sub formă de carbohidraţi), vor metaboliza mai bine grăsimea în energie şi vor elimina mai uşor acidul lactic.
Putem observa prin urmare cât de importante sunt efectele antrenamentului de alergare uşoară cu o durată relativ mare. Alergarea uşoară se face în principal la un puls între 65 şi 79% din pulsul maxim, sau cam 1min - 1:30 min mai uşor decât ritmul de cursă pe 5 k. De exemplu, dacă aţi alergat în concurs 5 km în 20 min, respectiv cu 4 min pe km, alergarea uşoară va fi realizată cu 5 – 5:30 / km. Dar despre diferitele tipuri de alergare într-un alt articol mai pe larg. Trebuie doar să reţinem că alergarea uşoară nu este doar o pauză activă între antrenamentele de intensitate ci este un antrenament care trebuie practicat sistematic pentru numeroasele efecte benefice la nivelul inimii şi la nivelul periferic al muşchilor.
3) Creşterea pragului lactic
În anul 1780 chimistul suedez Carl Wilhelm Scheele a descoperit acidul lactic (AL) într-o mostră de lapte acru şi a reuşit o primă dar destul de impură izolare a acestuia. Acesta este motivul pentru care aceasta substanţa atât de discutată în sport astăzi, a primit numele de acid lactic. De fapt adevăratul nume chimic este acid 2 – hidroxipropanoic şi este o substanţă ce se gaseşte în mod natural în produse alimentare.
Alergătorii trebuie să ajungă ca treptat să fie capabili de un efort tot mai aproape de nivelul lor maxim de consum al oxigenului fără a acumula foarte mult acid lactic în sânge. Acumularea acidului lactic în sânge depinde de cât de mult acid lactic este produs de muşchii angrenaţi în efort şi de viteza cu care acesta este eliminat de muşchi, inimă şi ficat.
Capacitatea de menţine scăzută acumularea de acid lactic şi de a minimiza efectele acesteia pentru alergările lungi şi la viteze din ce în ce mai mari este un obiectiv de urmărit pentru alergătorii de durată. De obicei, acest deziderat este atins în principal prin intermediul alergărilor în zona de efort T - la nivelul pragului lactic. (vezi articolul urmator despre profilul aerob).
Deşi importanţa alergărilor la nivelul pragului lactic (T) creşte odată cu lungimea distanţelor de cursă, chiar şi alergătorii pe distanţe medii le pot utiliza cu mult succes deoarece ele reprezintă antrenamente de intensitate (calitative) dar cu solicitări mai reduse. Alergările la nivelul pragului lactic (T) ajută de asemenea la recuperarea după antrenamentele de mare intensitate, reprezentând o parte importantă în programul de antrenament al alergătorilor pe distanţe medii.
În anii 1980 măsurarea acumulării de acid lactic în sânge a devenit populară în rândul antrenorilor şi sportivilor. Ideea era de a cuantifica intensitatea alegării la nivelul pragului lactic prin utilizarea unei valori specifice – 4.0 milimoli de acid lactic per litru de sânge era în general acceptată ca valoare a pragului lactic.
Ceea ce se urmăreşte în fapt este intensitatea efortului – identificată ca alergare la nivelul lactic (T) – asociată cu o valoare constantă a acidului lactic din sânge. Această valoare constantă a acidului lactic în sânge este produsă de o alergare în ritm constant de 20-30 minute într-un ritm pe care alergătorul l-ar putea menţine timp de o oră în condiţii de cursă.
Pentru alergătorii bine antrenaţi, această intensitate corespunde unei valori de aproximativ 88% din consumul maxim de oxigen (VO2 max) sau 92% din pulsul maxim Pmax şi 92% din viteza la VO2 max (vVO2 max).
Deşi mulţi alergători au valoarea pragului lactic asociată cu această intensitate în jurul valorii de 4.0 milimoli per litru (acumularea de acid lactic în sânge aAL) foarte mulţi alţii prezintă variaţii semnificative faţă de această valoare.
Cercetările ştiinţifice au arătat că de exemplu un alergător ar putea menţine o concentraţie de acid lactic de 2.8 şi să resimtă efortul la aceiaşi intensitate ca alt alergător cu un nivel constant de 7.2. Deşi ambii sportivi aleargă la nivelul pragului lactic, valorile acidului lactic acumulat în sânge diferă foarte mult între ele şi diferă şi de standardul de 4 milimoli. Dacă li s-ar cere acestor alergători să alerge la o intensitate astfel încât acumularea de acid lactic aAL =4, primul ar trebui să crească ritmul alergării iar al doilea să-l scadă, deşi amândoi aleargă la nivelul pragului lactic.
Prin urmare este mult mai adecvat să utilizăm un procent din valoarea VO2 max asociată cu VDOT (capacitatea aerobă a unui individ despre care vom vorbi pe larg în alte articole) pentru a calcula ritmul pragului lactic decât să încercăm să alergăm la o anumită valoare a aAL. În caz contrar ar fi nevoie ca fiecare atlet să dispună de echipamentul necesar pentru a-şi determina nivelul parametrului aAL pentru a şti ritmul în care poate alerga la un nivel constant al acidului lactic în sânge.
4) Creşterea capacităţii aerobe (VO2 max)
Îmbunătăţirea sistemului cardiovascular şi a componentelor periferice despre care am discutat mai sus, îmbunătăţesc capacitatea organismului de a consuma oxigen. Consumul de oxigen poate fi specific unui muşchi sau unei grupe de muşchi. Cantitatea de oxigen pe care o persoană o consumă atunci când desfăşoară o anumită activitate, cum ar fi alergarea, depinde în mod direct de următorii factori:
- cât oxigen poate fi furnizat muşchilor implicaţi în respectiva activitate
- cât de bine procesează muşchii oxigenul furnizat
- cât de uşor pot muşchii gestiona acidul lactic şi dioxidul de carbon produse în timpul efortului.
Solicitarea muşchilor braţului, antrenează inima dar aduce puţine beneficii muşchilor picioarelor angrenaţi în alergare. Acesta este unul dintre principalele argumente care stau la baza principiului specificităţii antrenamentului (vezi articolul Principiile antrenamentului in alergarea de durata).
Pentru a optimiza VO2 max, alergătorul trebuie să solicite sistemul de furnizare şi de prelucrare al oxigenului la limită. Pentru aceasta se vor folosi antrenamente de intervale – zona I de efort, antrenamentele cele mai solicitante în general.
Alergarea cu intervale constă în general în alergări repetate, de obicei de maximum cinci minute fiecare, aproximativ la ritmul de cursă de pe 3-5.000m, cu alergări uşoare relativ scurte între ele. (tipurile de antrenament vor fi descrise pe larg într-un articol viitor).
5) Dezvoltarea vitezei
Mulţi antrenori consideră că viteza este înnăscută iar rezistenţa se dobândeşte cu mult efort. Realitatea este că fiecare individ se naşte cu un anumit talent pentru viteză şi cu un anumit talent pentru efortul de anduranţă, iar ambele calităţi pot fi îmbunătăţite prin antrenament. Desigur unii au un talent mult mai mare pentru viteză decât pentru rezistenţă şi invers. Dar aceasta nu înseamnă că un sportiv care îşi doreşte să alerge în probele de semifond (până în 5.000m) ar trebui să renunţe şi să treacă la probe lungi dacă la primele teste nu dovedeşte calităţi bune pentru viteză.
Muşchii sunt alcătuiţi din două tipuri de fibre, raportul dintre acestea diferind de la om la om şi de la o grupă musculară la alta pentru acelaşi individ:
- fibrele musculare roşii (de tip I) conţin sarcoplasma cu multa mioglobină, rezerve de glicogen şi trigliceride în cantitate mai mare decât la fibrele albe; au un număr mai mare de mitocondrii şi un bogat conţinut de enzime respiratorii. Ele au un metabolism predominant aerob, se contractă lent cu mare putere şi obosesc greu; acest tip de fibre predomina în muşchii tonici;
- fibrele albe(de tip II) au sarcoplasma în cantitate mai mică cu mioglobina puţină; au un metabolism predominant anaerob, bazat pe glicoliza şi producerea de acid lactic. Metabolismul fibrelor albe este de doua trei ori mai activ decât al fibrelor roşii şi asigură eliberarea promptă a energiei de contracţie. Ele se caracterizează prin contracţii rapide, dar obosesc uşor.
Astfel, atleţii care practica eforturi de rezistenta poseda o proporţie mai mare de fibre roşii fata de cei specializaţi în efortul de forţă, la care proporţia de fibre albe este mai mare comparativ cu sedentarii.
Consumul de oxigen este mai crescut la sportivii care au un procent mai ridicat de fibre roşii; atleţii posedă un VO2 maxim diferit faţă de subiecţii sedentari, posedând un procent de fibre roşii cu 40% mai mare faţă de sedentari. Nu s-a putut evidenţia experimental o conversie a fibrelor roşii în fibre albe sau invers prin supunerea atleţilor specializaţi în distanţe lungi la antrenamente specifice anaerobe.
Prin urmare putem concluziona că orice om dispune de fibre musculare care se contractă rapid şi care sunt mai adaptate antrenamentelor de viteză decât celor de rezistenţă; fibrele care se contractă mai lent sunt mai adecvate antrenamentului de lungă durată. Dar ambele tipuri de fibre reacţionează la diferitele tipuri de antrenament. Dacă viteza este unul dintre punctele noastre slabe ca alergător, o putem îmbunătăţi practicând în mod regulat antrenamente de viteză.
Structura fibrelor musculare nu este singurul factor care determină abilitatea de a performa bine pe o anumită distanţă. Alergătorii care nu au calităţi deosebite pentru viteză adesea compensează această lacună prin caracteristici biomecanice superioare, prin parametri fiziologici sau prin atitudine mentală.
Alergătorii de fond ar trebui să facă regulat antrenamente de viteză. Contrar zicalei conform căreia „viteza ucide rezistenţa” fondiştii nu trebuie să facă doar alergări lungi pe un tempo moderat; ei trebuie în mod regulat – desigur nu foarte des, dar cel puţin o data pe săptămână – să facă diferite antrenamente pentru dezvoltarea vitezei, cum ar fi sprinturi, repetări în deal, lansate după unele antrenamente de alergare uşoară şi lună, repetări pe distanţe relativ scurte 200-400m, Fartlek etc. Iată ce efecte negative pot apărea dacă neglijăm antrenamentele de viteză:
- atrofierea fibrelor roşii cu contracţie rapidă;
- scăderea eficienţei şi refacerii neuromusculare;
- creşterea cantităţii de acid lactic acumulat în antrenamentele de intensitate;
- scăderea capacităţii muşchilor de a stoca energie – fenomen ce se manifestă în aşa-numitul finish, atunci când „dăm totul” pe ultimele zeci de metri, care în unele curse pot fi decisivi.
Din fericire, antrenamentele de viteză sunt şi cele mai adecvate pentru îmbunătăţirea eficienţei în alergare, şi de multe ori au şi un efect psihic benefic, atunci când intervine o stare de oboseală persistentă în urma unui lung şir de antrenamente de durată. Deci nu uitaţi să introduceţi în planul de antrenament din când în când şi viteză chiar dacă vă antrenaţi pentru maraton!
6) Creşterea eficienţei în alergare
Eficienţa în alergare se referă la cantitatea de oxigen consumată relativ la greutatea corporală şi la viteza de alergare. Dacă un alergător utilizează 50 de mililitri de oxigen per kilogram într-un minut pentru a alerga cu un ritm de 4 min pe kilometru, iar un alt alergător utilizează 55 de mililitri per kilogram corp pentru acelaşi ritm de alergare, primul alergător este mai eficient în alergare decât cel de-al doilea.
Mai departe, dacă primul alergător, ca urmare a antrenamentului, reuşeşte să consume doar 48 de mililitri de oxigen per kilogram corp pe minut pentru a alerga la un ritm de 4 min pe kilometru, atunci respectivul alergător şi-a îmbunătăţit eficienţa în alergare. Acesta este un scop important de urmărit în planificarea antrenamentelor deoarece acum sportivul poate alerga la un ritm mai rapid fără a consuma mai multă energie.
Antrenamentele de repetări (R) constând în alergarea repetată a unor distanţe de până în 4-500m cu intensitate crescută, între repetări intercalându-se o pauză de 1-3 min de alergare foarte uşoară de revenire, sunt cele care au un efect deosebit asupra dezvoltării eficienţei în alergare, aducând o îmbunătăţire a tehnicii prin eliminarea mişcărilor inutile în timpul alergării, recrutarea celor mai adecvate fibre musculare în alergare, şi prin furnizarea capacităţii de a alerga confortabil la ritmuri crescute. (Despre tipurile de antrenament într-un articol viitor).
De asemenea alergătorul trebuie să fie permanent atent la tehnica de alergare, să alerge „adunat” cum se spune în jargonul atleţilor, să aibă grijă la mişcarea braţelor, să aibă o amplitudine cât mai mică a mişcării pe verticală (să nu „ţopaie”), să aibă o poziţie a trunchiului superior adecvata etc.
7) Concluzie
La orice antrenament trebuie să putem spune ce tip de antrenament facem şi cu ce scop; de obicei scopul antrenamentului trebuie să cuprindă şi dezvoltarea unuia dintre cele şase sisteme fiziologice implicate în alergare. Desigur, întotdeauna vor fi mai multe sisteme fiziologice solicitate de antrenament, dar unul dintre acestea va fi de obicei cel mai solicitat, iar acest sistem trebuie identificat atunci când ne planificăm antrenamentele. Următorul pas va fi prin urmare identificarea tipurilor de antrenament şi corelarea acestora cu diferitele sisteme fiziologice descrise mai sus.