Ученые обнаружили занижение энергозатрат атлетов при тестах на беговых дорожках

Исследование выявило, что бег по открытому грунту требует больше энергетических затрат, чем бег на беговой дорожке даже с установленным уклоном в 1%. Работа показала, что традиционная "поправка в 1%", используемая в лабораториях для имитации реальных условий, не полностью компенсирует разницу в энергозатратах, особенно при высоких интенсивностях нагрузки.

Фото: Pravda.Ru by Дмитрий Белов is licensed under Все права защищены Современный интерьер комнаты с беговой дорожкой В этом материале: Что именно показала работа Как исследователи получили результат Метаболический сдвиг и окисление углеводов Где проходит граница вывода Что именно показала работа

Авторы сравнили три ключевых показателя: экономичность бега (RE), кислородную стоимость транспорта (O2-COT) и общую энергетическую стоимость (EC). Во всех трех случаях показатели при беге по стадиону оказались выше, чем на дорожке с уклоном 1%.

Наиболее заметный разрыв зафиксировали при нагрузках от 70% до 100% от второго вентиляционного порога (VT2) — точки, после которой усталость накапливается стремительно. Например, энергетическая стоимость бега по грунту росла быстрее с увеличением интенсивности: если при низких нагрузках разница была минимальной, то на пике она становилась существенно ощутимее.

Показатель Беговая дорожка (1% уклон) Открытый грунт (стадион) Экономичность бега (RE) 49.6 ± 3.1 мл/кг/мин 51.3 ± 2.2 мл/кг/мин Кислородная стоимость (O2-COT) 197.1 ± 12.3 мл/кг/км 204.2 ± 11.3 мл/кг/км Энергетическая стоимость (EC) 3.65 ± 0.22 Дж/кг/м 3.87 ± 0.21 Дж/кг/м

Данные таблицы приведены для опорной скорости 12 км/ч. Она показывает, что бег в реальных условиях требует больше ресурсов организма даже при сопоставимом темпе.

Как исследователи получили результат

В эксперименте приняли участие 12 мужчин-атлетов национального уровня. Исследователи использовали перекрестный дизайн: каждый участник проходил тесты и на дорожке, и на 400-метровом стадионе. Чтобы данные были сопоставимы, авторы привязали нагрузку не к абсолютной скорости, а к индивидуальным вентиляционным порогам (VT1 и VT2), которые определяют переход от умеренной нагрузки к тяжелой и экстремальной.

Для измерения газообмена использовали портативный анализатор MetaMax 3B. Сбор данных шел в режиме "дыхание за дыханием", а для расчетов брали среднее значение за последние 60-90 секунд каждого этапа, чтобы убедиться в достижении метаболического равновесия.

"Разница в энергозатратах между бегом на дорожке и по грунту может быть связана с тем, что на стадионе организму приходится постоянно корректировать баланс и осанку из-за микронеровностей поверхности. Кроме того, сопротивление воздуха при высоких скоростях растет быстрее, чем может компенсировать простой уклон в один процент", — объяснил биофизик Алексей Корнилов.

Метаболический сдвиг и окисление углеводов

Помимо объема потребляемого кислорода, ученые проанализировали, какие именно "топлива" использует организм — жиры или углеводы. При низких скоростях (до VT1) разницы не было.

Однако в диапазоне между первым и вторым порогами при беге по грунту зафиксировано значительное увеличение окисления углеводов (3.20 г/мин против 2.75 г/мин на дорожке). Это означает, что дополнительные механические нагрузки (стабилизация тела, преодоление сопротивления воздуха) заставляют мышцы быстрее переключаться на гликолиз — более энергозатратный и менее эффективный путь получения энергии по сравнению с окислением жиров.

Где проходит граница вывода

Результаты работы позволяют утверждать, что лабораторные тесты на дорожках с уклоном 1% могут систематически занижать реальные энергозатраты атлета при подготовке к соревнованиям. Однако есть ряд ограничений:

Выборка: в исследовании участвовали только мужчины; данные нельзя напрямую переносить на женщин из-за разницы в гормональном фоне и биомеханике. Отсутствие биомеханики: авторы не замеряли силу реакции опоры или активность мышц с помощью ЭМГ, поэтому выводы о "стабилизирующих мышцах" остаются гипотетическими. Метод расчета: при высоких нагрузках в крови накапливается лактат, что вызывает выделение "неметаболического" CO2. Это могло привести к некоторому завышению показателей окисления углеводов.

Работа добавляет понимание того, что имитация реального бега в лаборатории — задача более сложная, чем простое изменение угла наклона ленты. Главным ограничением остается отсутствие данных о точной биомеханике каждого шага. Для полной проверки гипотез потребуются исследования с использованием силовых платформ и миографии. Подробности доступны в первоисточнике исследования.

Экспертная проверка: биофизик Алексей Корнилов бег спорт  

Правда.Ру