Rampas testa maksimālās jaudas konvertēšana FTP un strukturētās treniņu zonās

Rampas testa mehānika un FTP noteikšana

Pakāpeniski pieaugošie rampas protokoli tiek plaši izmantoti mūsdienu riteņbraukšanas platformās, lai novērtētu funkcionālo sliekšņa jaudu (FTP) bez nepieciešamības kontrolēt tempu kā ilgstošos individuālajos braucienos [1, 8]. Standarta testa protokoli parasti pēc iesildīšanās sāk riteņbraukšanas pretestību pie 100 W un katru minūti piemēro lineāru 20 W pieaugumu līdz pilnīgam spēku izsīkumam [1]. Komerciālajās platformās un fizioloģiskās testēšanas sistēmās pakāpju pieauguma temps atšķiras atkarībā no dzimuma un snieguma līmeņa, parasti izmantojot 15 W/min sievietēm, 20 W/min elites vīriešiem un 25 W/min ne-elites vīriešiem [6].

Standarta komerciālajos risinājumos FTP aprēķina, piemērojot fiksētu reizinātāju maksimālajai jaudai (PPO), kas sasniegta pēdējā pabeigtajā posmā. Standarta reizinātāju 0,75 (75% no maksimālās rampas jaudas) sākotnēji izstrādāja Riks Stērns (Ric Stern) [1, 6]. Tomēr matemātiskās definīcijas dažādās programmatūrās un treneru protokolos atšķiras: Džo Frīls (Joe Friel) izmanto 85% no pēdējās minūtes jaudas pēc 20 W/min pakāpēm, citas treneru formulas izmanto 82,5%, savukārt tradicionālās komerciālās platformas piemēro 75% pie 20–25 W/min pakāpēm [6]. Lai gan vidējais pārrēķina koeficients lielās populācijās (~1800 testi) svārstās ap 0,753 līdz 0,755 (novirzoties tikai par 1,4 W no 0,75 standarta), individuālais 5. līdz 95. procentīles diapazons sniedzas no 67,0% līdz 83,1% [20]. Aptuveni 40% testēto personu novirzās no fiksētā 0,75 aprēķina par vairāk nekā 5%, radot absolūtās atšķirības starp −58 W un +60 W attiecībā pret patieso ilgtermiņā uzturamo jaudu [20].

Fizioloģiskās atšķirības: anaerobā kapacitāte un glikolīzes ātrums

Galvenais kļūdas cēlonis, pārrēķinot rampas testā iegūto maksimālo jaudu ilgtermiņa sliekšņa jaudā, ir sportista anaerobā kapacitāte ($W'$) un maksimālais glikolīzes ātrums ($V\text{La}_{\text{max}}$) [1, 17, 20]. Tā kā standarta rampas testā gala nogurums tiek sasniegts īsos, virssliekšņa pakāpju intervālos, sportisti ar ievērojamu ātro muskuļšķiedru motorisko vienību piesaisti un augstu anaerobo darba spēju var uzrādīt paaugstinātu pēdējā posma jaudu, kas neatspoguļo viņu līdzsvara stāvokļa (steady-state) oksidatīvo kapacitāti [1, 18].

Empīriskā modelēšana rāda, ka patieso pārrēķina koeficientu starp rampas noslēguma jaudu un 1 stundu uzturamo jaudu būtiski ietekmē $V\text{La}_{\text{max}}$ [20]:

• Zems glikolīzes ātrums ($V\text{La}_{\text{max}} < 0.30\text{ mmol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$): Sportistiem vidējais patiesais pārrēķina koeficients ir 0,832. Piemērojot vispārīgo 0,75 reizinātāju, viņu slieksnis tiek novērtēts par zemu, kā rezultātā noteiktie 95% FTP intervāli atbilst tikai aptuveni 86% no faktiskā fizioloģiskā sliekšņa [20].
• Augsts glikolīzes ātrums ($V\text{La}_{\text{max}} \ge 0.65\text{ mmol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$): Sportistiem vidējais patiesais pārrēķina koeficients ir 0,696. Piemērojot vispārīgo 0,75 reizinātāju, viņu slieksnis tiek pārvērtēts, kā rezultātā nomināli zemsliekšņa 95% FTP intervāls patiesībā sasniedz 102% no reālā sliekšņa [20].

Šī atšķirība skaidri redzama salīdzinošajos gadījumu pētījumos ar vienādu jaudu. Diviem sportistiem ar identisku noslēguma rampas jaudu (~397 W un 399 W, kas pēc 0,75 likuma paredz FTP ap ~298–299 W) faktiskā 1 stundu uzturamā jauda atšķīrās par 37 W (322 W pret 285 W), ko noteica $V\text{La}_{\text{max}}$ (0,32 pret 0,75 $\text{mmol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$) un $W'$ (188 pret 346 J/kg) atšķirības [20]. Sportisti ar izteiktu anaerobo bāzi, kuri paļaujas uz standarta rampas reizinātājiem, bieži saskaras ar paaugstinātu sirdsdarbības frekvenci un priekšlaicīgu spēku izsīkumu noteikto „sweet-spot” vai sliekšņa intervālu treniņu laikā [18].

Salīdzinājums ar individuālajiem braucieniem, kritisko jaudu un laktāta rādītājiem

Alternatīvi lauka testēšanas formāti ietver 20 minūšu individuālo braucienu (izmantojot 0,95 reizinātāju, lai novērtētu 60 minūšu jaudu un laktāta slieksni) un Carmichael Training Systems (CTS) 8 minūšu braucienus (izmantojot 0,90 reizinātāju augstākajam vai vidējam rādītājam no diviem piegājieniem ar 10 minūšu atpūtu starp tiem) [1]. Tomēr šie īsāka ilguma formāti arī rada risku pārvērtēt ilgtermiņā uzturamos sliekšņus sportistiem ar lielām anaerobajām rezervēm [1].

Neatbilstības starp testēšanas metodēm un tiešajiem fizioloģiskajiem marķieriem zinātniskajā literatūrā tiek novērotas regulāri:

• $FTP_{20}$ pret kritisko jaudu (CP): Trenētiem riteņbraucējiem CP (256 ± 50 W) ir ievērojami augstāka nekā 20 minūšu testa FTP (249 ± 44 W; $P = 0.041$), ar 95% ticamības robežām no −19 W līdz +33 W, kas apstiprina, ka CP un FTP nav fizioloģiski savstarpēji aizstājami jēdzieni [2]. Līdzīgi Pringls un Džonss (Pringle and Jones) parādīja, ka CP bija ievērojami augstāka par jaudu maksimālā laktāta līdzsvara stāvoklī (P-MLSS: 242 W pret 222 W; $r = 0.95$) [4].
• Laiks līdz spēku izsīkumam pie FTP: Lai gan $FTP_{20}$ uzrāda augstu atkārtotas testēšanas ticamību ($r = 0.94$), trenēti riteņbraucēji, veicot slodzi pie 95% no $FTP_{20}$, spēja noturēties tikai 42 ± 17 minūtes līdz spēku izsīkumam, un tikai neliela daļa spēja noturēties 10 minūšu robežās no teorētiskā 60 minūšu sliekšņa [5].
• Individuālā sliekšņa sakritība: Borščs un līdzautori (Borszcz et al.) salīdzināja $FTP_{60}$ (231 W), $FTP_{20}$ (236 W) un individuālo anaerobo slieksni (IAT: 237 W) 23 šosejas riteņbraucējiem; 11 no 23 braucējiem 20 minūšu aprēķins atšķīrās par 30–50 W no laktāta testa rezultāta [4].
• 8 minūšu protokoli pret laktāta sliekšņiem: Trenētiem riteņbraucējiem 8 minūšu testa aplēses uzrādīja mērenas līdz ļoti lielas efekta lieluma atšķirības, salīdzinot ar asins laktāta rādītājiem, tostarp modificēto $D_{\text{max}}$ (ES = 0,77), fiksēto 4,0 mmol/L asins laktātu (ES = 0,83), sākotnējo 1,0 mmol/L pieaugumu (ES = 1,37) un standarta $D_{\text{max}}$ (ES = 2,42) [4].

Zonu noteikšana un fizioloģisko domēnu piesaistes punkti

Strukturēti izturības treniņu modeļi iedala slodzes intensitāti metaboliskajos domēnos, ko norobežo pirmais un otrais fizioloģiskais slieksnis [9, 10]:

1. Mērenais domēns (zema intensitāte / 2. zona): Atrodas zem pirmā ventilācijas (VT1) un laktāta (LT1) sliekšņa, kur skābekļa patēriņš ($\text{VO}_2$) un asins laktāts sasniedz līdzsvara dinamiku 2–3 minūšu laikā ar minimālām vielmaiņas izmaiņām [10].
2. Smagais domēns (vidēja intensitāte): Atrodas starp VT1/LT1 un otro slieksni (VT2/CP/MLSS), un to raksturo $\text{VO}_2$ lēnā komponente, kas aizkavē līdzsvara stāvokļa sasniegšanu līdz 10–20 minūtēm [10].
3. Ļoti smagais (severe) domēns (augsta intensitāte): Atrodas virs CP/MLSS/VT2, kur metaboliskais līdzsvara stāvoklis nav sasniedzams, izraisot nepārtrauktu asins laktāta un $\text{VO}_2$ pieaugumu līdz spēku izsīkumam vai $\text{VO}_2\text{max}$ sasniegšanai [10, 17].

Laboratorijas rampas testi precīzi nosaka šīs robežas, izmantojot gāzu apmaiņas kinētiku [9]. VT1 tiek noteikts, izmantojot V-slope metodi ($\dot{V}\text{CO}_2/\dot{V}\text{O}_2$ lūzuma punktu), pirmo eksponenciālo minūtes ventilācijas ($\dot{V}\text{E}$) pieaugumu un $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{O}_2$ pieaugumu bez $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{CO}_2$ pieauguma [9]. VT2 nosaka pēc otrā eksponenciālā $\dot{V}\text{E}$ pieauguma, vienlaicīga $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{O}2$ un $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{CO}2$ pieauguma, kā arī izelpas beigu skābekļa spiediena ($\ P{\text{ET}}\text{O}2$) pieauguma un izelpas beigu oglekļa dioksīda spiediena ($\ P{\text{ET}}\text{CO}2$) samazināšanās [9]. Pakāpeniskas slodzes testos VT1 parasti atbilst 65% līdz 75% no maksimālās sirdsdarbības frekvences ($\ \text{HR}{\text{max}}$), savukārt VT2 ir robežās no 82% līdz 93% no $\ \text{HR}{\text{max}}$ [12].

Treniņu zonu piesaiste individuālajiem sliekšņu rādītājiem novērš nepareizu adaptāciju, kas saistīta ar vispārinātu formulu izmantošanu [13]. Intensitātes noteikšana pēc sirds ritma rezerves formulām ietver aptuveni 29% kļūdas robežu; 12 nedēļu kontrolētā pētījumā 60% personu, kurām treniņi tika noteikti pēc sirds ritma rezerves, neuzrādīja $\text{VO}2\text{max}$ uzlabojumu, turpretī 100% personu rādītāji uzlabojās, kad intensitāte tika piesaistīta individuālajiem ventilācijas sliekšņiem [13]. Veicot sliekšņa līmeņa intervālus, mērķtiecīga slodze tieši virs VT2 (piemēram, $4\times8$ min pie ~90% no $\ \text{HR}{\text{peak}}$) ir parādījusi pārāku adaptāciju $\text{VO}_2\text{peak}$, jaudā pie $\text{VO}_2\text{peak}$ un jaudā pie 4,0 mmol/L asins laktāta, salīdzinot ar īsākiem vai garākiem intervālu ilgumiem [13].

Atjaunošanās un modelēšana augstas intensitātes (severe) intervālos

Kad treniņu intensitāte pārsniedz kritisko jaudu, intervālu plānošana ir atkarīga no ierobežotās anaerobā darba kapacitātes ($W'$) izsīkuma un atjaunošanās [17, 22]. Divu parametru kritiskās jaudas modelis pieņem fiksētu darba kapacitāti virs CP, lai gan ilgstošas braukšanas laikā (>40–80 minūtes) $W'$ samazinās no glikogēna neatkarīgu noguruma procesu dēļ un to nevar saglabāt tikai ar ogļhidrātu uzņemšanu [17].

Intervāla braukšanā ļoti smagas intensitātes domēnā $W'$ atjaunošanās norit pēc nelineāras kinētikas [22]:

• Trenētiem riteņbraucējiem atjaunošanās kinētiku vislabāk raksturo bieksponenciāls modelis ($R^2 = 0.999$), kas sastāv no ātrās komponentes (amplitūda ~50,7%, laika konstante $\tau_{\text{FC}} = 21.5\text{ s}$) un lēnās komponentes (amplitūda ~49,3%, laika konstante $\tau_{\text{SC}} = 388\text{ s}$) [22].
• Atkārtotu atjaunošanās posmu laikā $W'$ atjaunošanās būtiski palēninās (samazinoties par 8–9% pie 3–4 minūtēm), kas pagarina lēnās komponentes laika konstanti $\tau_{\text{SC}}$ līdz 716 sekundēm, kamēr ātrā komponente paliek nemainīga [22].
• Īsiem darba intervāliem ļoti smagas intensitātes (severe) domēnā (piemēram, pie 95% no maksimālā aerobā ātruma ar 2:1 darba un atpūtas attiecību) pasīvā atpūta nodrošina ilgāku laiku līdz spēku izsīkumam nekā aktīvā atpūta (1523 ± 411 s pret 902 ± 239 s), savukārt ilgāka intervālu ilguma gadījumā aktīvās un pasīvās atpūtas atšķirības izlīdzinās (984 ± 260 s pret 886 ± 254 s) [21].