Переведення пікової потужності рамп-тесту у FTP та структуровані тренувальні зони

Механіка рамп-тесту та визначення FTP

Східчасті рамп-протоколи широко використовуються на сучасних велосипедних платформах для оцінки функціональної порогової потужності (FTP) без необхідності контролю темпу (пейсингу), властивої тривалим роздільним стартам [1, 8]. Стандартні протоколи тестування зазвичай починають навантаження зі 100 Вт після розминки та застосовують лінійне збільшення потужності на 20 Вт щохвилини до настання довільного виснаження [1]. На комерційних платформах та у фізіологічних лабораторіях крок збільшення навантаження варіюється залежно від статі та рівня підготовки, зазвичай становлячи 15 Вт/хв для жінок, 20 Вт/хв для елітних спортсменів і 25 Вт/хв для любителів [6].

У стандартних комерційних реалізаціях FTP розраховується шляхом застосування фіксованого коефіцієнта до пікової вихідної потужності (PPO), досягнутої на останній завершеній сходинці. Стандартний множник 0,75 (75% від максимальної потужності рамп-тесту) спочатку був запропонований Ріком Стерном (Ric Stern) [1, 6]. Однак математичні визначення різняться у різних програмних продуктах і тренерських методиках: Джо Фріл (Joe Friel) використовує 85% від потужності останньої хвилини за кроку 20 Вт/хв, інші тренерські формули застосовують 82,5%, а звичайні комерційні платформи використовують 75% за кроку 20–25 Вт/хв [6]. Хоча середній коефіцієнт перерахунку для великих вибірок (~1800 тестів) зосереджений у діапазоні від 0,753 до 0,755 (відхилення від стандарту 0,75 становить лише 1,4 Вт), індивідуальний розкид від 5-го до 95-го процентиля охоплює діапазон від 67,0% до 83,1% [20]. Приблизно 40% протестованих атлетів відхиляються від фіксованої оцінки 0,75 більш ніж на 5%, що призводить до абсолютних розбіжностей від −58 Вт до +60 Вт відносно реальної стійкої потужності [20].

Фізіологічні розбіжності: анаеробна ємність та швидкість гліколізу

Основним джерелом похибки при переведенні отриманої під час рамп-тесту пікової потужності в порогову стійку потужність є анаеробна ємність атлета ($W'$) і максимальна швидкість гліколізу ($V\text{La}_{\text{max}}$) [1, 17, 20]. Оскільки під час стандартного рамп-тесту виснаження настає на коротких надпорогових інтервалах, атлети зі значною часткою рекрутування швидких рухових одиниць і високою анаеробною робочою ємністю можуть демонструвати завищену потужність на фінальних етапах, яка не відображає їхньої стійкої окисної ємності [1, 18].

Емпіричне моделювання показує, що реальний коефіцієнт перерахунку між фінальною потужністю рамп-тесту та 1-годинною стійкою потужністю значною мірою визначається показником $V\text{La}_{\text{max}}$ [20]:

• Низька швидкість гліколізу ($V\text{La}_{\text{max}} < 0.30\text{ mmol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$): реальний коефіцієнт перерахунку для таких атлетів становить у середньому 0,832. Застосування стандартного множника 0,75 занижує їхній поріг, через що інтервали, призначені на рівні 95% FTP, фактично виконуються приблизно на рівні 86% від реального фізіологічного порогу [20].
• Висока швидкість гліколізу ($V\text{La}_{\text{max}} \ge 0.65\text{ mmol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$): реальний коефіцієнт перерахунку для таких атлетів становить у середньому 0,696. Застосування стандартного множника 0,75 завищує їхній поріг, зміщуючи номінально підпороговий інтервал у 95% FTP до рівня 102% від реального порогу [20].

Цю розбіжність наочно демонструє порівняння спортсменів з однаковою піковою потужністю. Два атлети з практично однаковими фінальними показниками в рамп-тесті (~397 Вт і 399 Вт, що за правилом 0,75 відповідає прогнозованому FTP ~298–299 Вт) продемонстрували різницю у реальній 1-годинній стійкій потужності у 37 Вт (322 Вт проти 285 Вт), зумовлену різницею у $V\text{La}_{\text{max}}$ (0,32 проти 0,75 $\text{mmol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$) та $W'$ (188 проти 346 Дж/кг) [20]. Спортсмени з добре розвиненими анаеробними якостями, які покладаються на стандартні коефіцієнти рамп-тесту, часто стикаються з підвищеним пульсом і передчасним виснаженням під час виконання призначених інтервальних тренувань у зонах «sweet-spot» або на рівні порогу [18].

Порівняння з роздільними стартами, критичною потужністю та лактатними маркерами

Альтернативні польові формати тестування включають 20-хвилинний роздільний старт (із застосуванням коефіцієнта 0,95 для оцінки 60-хвилинної потужності та лактатного порогу) та 8-хвилинні тести Carmichael Training Systems (CTS) (із застосуванням коефіцієнта 0,90 до вищого або середнього значення двох відрізків із 10-хвилинним відновленням між ними) [1]. Проте ці короткотривалі протоколи також несуть ризик завищення стійкого порогу у спортсменів із великою анаеробною ємністю [1].

Розбіжності між різними методами тестування та прямими фізіологічними маркерами постійно фіксуються в науковій літературі:

• $FTP_{20}$ проти критичної потужності (CP): у тренованих велосипедистів CP (256 ± 50 Вт) є достовірно вищою за FTP, отриману в 20-хвилинному тесті (249 ± 44 Вт; $P = 0.041$), з 95% межами узгодженості від −19 Вт до +33 Вт, що підтверджує: CP і FTP не є фізіологічно взаємозамінними [2]. Аналогічно, Прінгл і Джонс (Pringle and Jones) продемонстрували, що CP була достовірно вищою за потужність на рівні максимального стабільного стану лактату (P-MLSS: 242 Вт проти 222 Вт; $r = 0.95$) [4].
• Час до виснаження (Time-to-Exhaustion) на рівні FTP: хоча $FTP_{20}$ демонструє високу повторюваність результатів ($r = 0.94$), треновані велосипедисти під час навантаження на рівні 95% від $FTP_{20}$ витримували навантаження лише 42 ± 17 хвилин, і лише незначна меншість наблизилася на відстань менше ніж 10 хвилин до теоретичного 60-хвилинного порогу [5].
• Індивідуальна узгодженість порогових значень: Борщ та ін. (Borszcz et al.) порівняли $FTP_{60}$ (231 Вт), $FTP_{20}$ (236 Вт) та індивідуальний анаеробний поріг (IAT: 237 Вт) у 23 шосейних велогонщиків; в 11 з 23 спортсменів оцінка 20-хвилинного тесту відрізнялася на 30–50 Вт від результатів лактатного тестування [4].
• 8-хвилинні протоколи проти лактатних порогів: у тренованих велосипедистів оцінки 8-хвилинного тесту продемонстрували від помірних до дуже великих розбіжностей за величиною ефекту (ES) порівняно з лактатними маркерами крові, включаючи модифікований $D_{\text{max}}$ (ES = 0,77), фіксований рівень лактату крові 4,0 ммоль/л (ES = 0,83), початкове зростання на 1,0 ммоль/л (ES = 1,37) та стандартний $D_{\text{max}}$ (ES = 2,42) [4].

Розрахунок зон та орієнтири фізіологічних доменів

Структуровані моделі тренувань на витривалість поділяють інтенсивність навантаження на метаболічні домени, обмежені першим і другим фізіологічними порогами [9, 10]:

1. Помірний домен (Moderate Domain / Низька інтенсивність / Зона 2): знаходиться нижче першого вентиляторного (VT1) та лактатного (LT1) порогів, де споживання кисню ($\text{VO}_2$) і лактат крові досягають стабільного стану протягом 2–3 хвилин з мінімальними метаболічними порушеннями [10].
2. Важкий домен (Heavy Domain / Середня інтенсивність): розташований між VT1/LT1 та другим порогом (VT2/CP/MLSS) і характеризується повільним компонентом $\text{VO}_2$ ($\text{VO}_2$ slow component), що затримує досягнення стабільного стану до 10–20 хвилин [10].
3. Суворий домен (Severe Domain / Висока інтенсивність): знаходиться вище CP/MLSS/VT2, де досягнення метаболічного стабільного стану неможливе, що спричиняє постійне зростання рівня лактату в крові та $\text{VO}_2$ до настання виснаження або досягнення $\text{VO}_2\text{max}$ [10, 17].

Лабораторні рамп-тести точно визначають ці межі за допомогою кінетики газообміну [9]. VT1 визначається за методом V-slope (точка перегину на графіку $\dot{V}\text{CO}_2/\dot{V}\text{O}_2$), першим експоненціальним зростанням хвилинної вентиляції ($\dot{V}\text{E}$) та збільшенням $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{O}_2$ без одночасного збільшення $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{CO}_2$ [9]. VT2 визначається за другим експоненціальним зростанням $\dot{V}\text{E}$, одночасним зростанням як $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{O}2$, так і $\dot{V}\text{E}/\dot{V}\text{CO}2$, а також підвищенням парціального тиску кисню наприкінці видиху ($,P{\text{ET}}\text{O}2$) при зниженні парціального тиску вуглекислого газу наприкінці видиху ($,P{\text{ET}}\text{CO}2$) [9]. Під час східчастих навантажувальних тестів VT1 зазвичай відповідає 65–75% від максимальної частоти серцевих скорочень ($,\text{HR}{\text{max}}$), тоді як VT2 знаходиться в межах 82–93% $,\text{HR}{\text{max}}$ [12].

Прив'язка тренувальних зон до індивідуальних порогових маркерів запобігає дезадаптації, пов'язаній із використанням узагальнених формул [13]. Розрахунок інтенсивності за формулами резерву частоти серцевих скорочень (HRR) дає орієнтовну похибку у 29%; у 12-тижневому контрольованому дослідженні 60% людей, тренування яких базувалося на резерві ЧСС, не змогли покращити $\text{VO}2\text{max}$, тоді як 100% учасників показали покращення, коли інтенсивність була прив'язана до індивідуальних вентиляторних порогів [13]. При виконанні порогових тренувань інтервали дещо вище VT2 (наприклад, $4\times8$ хв при ~90% $,\text{HR}{\text{peak}}$) продемонстрували кращу адаптацію показників $\text{VO}_2\text{peak}$, потужності при $\text{VO}_2\text{peak}$ та потужності на рівні лактату 4,0 ммоль/л порівняно з коротшими або довшими інтервалами [13].

Відновлення та моделювання інтервалів у суворому домені інтенсивності

Коли тренувальна інтенсивність перевищує критичну потужність, розрахунок інтервалів залежить від вичерпання та відновлення обмеженої анаеробної робочої ємності ($W'$) [17, 22]. Двопараметрична модель критичної потужності передбачає фіксовану ємність роботи вище CP, хоча під час тривалої їзди на велосипеді (>40–80 хвилин) $W'$ зменшується внаслідок не пов'язаних із глікогеном процесів втоми і не може бути збережена лише споживанням вуглеводів [17].

Під час інтервальної їзди в суворому домені інтенсивності відновлення $W'$ має нелінійну кінетику [22]:

• У тренованих велосипедистів кінетика відновлення найкраще описується біекспоненціальною моделлю ($R^2 = 0.999$), що складається зі швидкого компонента (амплітуда ~50,7%, постійна часу $\tau_{\text{FC}} = 21.5\text{ s}$) та повільного компонента (амплітуда ~49,3%, постійна часу $\tau_{\text{SC}} = 388\text{ s}$) [22].
• З кожним наступним інтервалом відновлення швидкість відновлення $W'$ суттєво сповільнюється (зменшуючись на 8–9% на 3–4 хвилині), що подовжує постійну часу повільного компонента $\tau_{\text{SC}}$ до 716 секунд, тоді як швидкий компонент залишається незмінним [22].
• Для коротких робочих інтервалів у суворому домені (наприклад, при 95% від пікової аеробної швидкості зі співвідношенням роботи й відпочинку 2:1) пасивний відпочинок забезпечує більший час до виснаження порівняно з активним (1523 ± 411 с проти 902 ± 239 с), тоді як для довгих інтервалів різниця між активним і пасивним відпочинком згладжується (984 ± 260 с проти 886 ± 254 с) [21].