Matematinis modelis padeda maratonininkams pasiekti stiprų finišą

2023 Autorius: Bailey Leapman | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-09-16 15:47

Dauguma maratono bėgikų žino, kad jiems reikia vartoti angliavandenius prieš lenktynes ir jų metu, tačiau daugelis jų neturi tinkamos degalų tiekimo strategijos. Dabar vienas atsidavęs maratonininkas – Harvardo-MIT Sveikatos mokslų ir technologijų skyriaus medicinos mokslų daktaras / doktorantas – ėmėsi griežtesnio požiūrio apskaičiuodamas, kiek angliavandenių bėgikui reikia nuvažiuoti 26,2 mylios ir kokiu tempu. kad bėgikas gali pagrįstai tikėtis išsilaikyti.

Rezultatas yra naujas modelis, aprašytas žurnalo PLoS Computational Biology spalio 21 d. numeryje, leidžiantis bėgikams apskaičiuoti asmeninius taikinius, naudojant aerobinio pajėgumo įvertinimą.

Harvardo MIT mokslininką Benjaminą Rapoportą įkvėpė jo patirtis 2005 m. Niujorko maratone. Kai jis įvažiavo į Manheteną kelioms paskutinėms lenktynių mylioms, jo kojos tiesiog nenorėjo išlaikyti tempo. Jis patyrė tarp maratonininkų įprastą reiškinį, žinomą kaip „atsimušimas į sieną“. Iš esmės organizmui baigiasi degalai, todėl bėgikas priverčiamas labai sulėtinti greitį.

„Jautiesi taip, lyg niekur nevažiuotum“, – sako Rapoportas. "Tai didelis psichologinis nusivylimas, nes jaučiatės bejėgis. Negalite savęs norėti bėgti greičiau."

Iš šimtų tūkstančių žmonių, kasmet bėgančių maratoną, daugiau nei 40 procentų atsitrenkia į vaizdinę sieną, o 1–2 procentai iškrenta prieš finišą.

Sunkių pratimų, pavyzdžiui, bėgimo, metu organizmas didžiąją dalį energijos pasiima iš angliavandenių, nors riebalų atsargos paprastai yra daug didesnės. Dauguma šių angliavandenių gaunami iš glikogeno, saugomo kepenyse ir kojų raumenyse. Nedidelis gliukozės kiekis taip pat yra kraujyje.

Atsimuša į sieną, kai visiškai išeikvojami sukaupti angliavandeniai, todėl organizmas pradeda deginti riebalus. Kai taip nutinka, bėgiko tempas gali sumažėti apie 30 proc., o ketonai, šalutiniai riebalų apykaitos produktai, pradeda kauptis organizme, sukeldami skausmą ir nuovargį.

„Žmonės mano, kad atsitrenkimas į sieną yra neišvengiamas, bet taip nėra“, – sako Rapoportas, nubėgęs 18 maratonų, įskaitant asmeninį rekordą 2:55 šių metų Bostono maratone. "Kad to išvengtumėte, turite žinoti, kokios yra jūsų galimybės. Turite nusistatyti tikslą, kad pasiektumėte finišą neatsitrenkdami į sieną. Kai tai padarysite, turite pasirūpinti, kad būtų tinkamai įkrauta angliavandenių."

Kurdamas savo naują modelį, Rapoportas nustatė du pagrindinius fiziologinius veiksnius, ribojančius ištvermės bėgikų našumą: aerobinį pajėgumą ir kojų raumenų gebėjimą kaupti angliavandenius kaip glikogeną. Aerobinis pajėgumas, taip pat žinomas kaip VO2max, yra matas, nurodantis, kiek deguonies kūnas gali transportuoti į raumenis ir sunaudoti aerobinių pratimų metu. Deguonis yra labai svarbus raumenų veiklai, nes gliukozė gali būti visiškai suskaidyta tik esant deguoniui.

Vidutinis netreniruotų vyrų VO2max 45 ml/kg/min gali būti padidintas treniruojantis, o elitinių maratonininkų VO2max dažnai viršija 75 ml/kg/min. Norint tiksliai išmatuoti VO2max, reikia atlikti bėgimo takelio streso testą su didžiausiomis pastangomis, tačiau jį galima įvertinti matuojant širdies ritmą bėgiojant pastoviu tempu ant bėgimo takelio.

Naudodamas Rapoport modelį, bet kuris maratonui besitreniruojantis bėgikas, įvertinęs savo VO2max, gali nustatyti įvairius tempus, įskaitant greičiausią saugų tempą, kurį gali išlaikyti neatsitrenkdamas į sieną. Pavyzdžiui, vyras, kurio VO2max yra 60 ml/kg/min., galėtų nubėgti lenktynes per 3:10, nevartodamas jokių angliavandenių per lenktynes.

A VO2max 60 ml/kg/min yra maždaug didžiausias, kurį dauguma vyrų gali pasiekti treniruodamiesi, o 3:10 yra auksinis maratono standartas: tai laikas, kurį vyrai nuo 18 iki 34 metų turi pasiekti patekti į Bostono maratoną. To paties amžiaus moterų kvalifikacijos laikas yra 3:40, o tai taip pat yra laikas, kurį Rapoport modelis prognozuoja bėgikui, kurio VO2max yra 52 ml/kg/min, maždaug aukščiausią lygį, kurį vidutinė moteris gali pasiekti treniruodama.

Modelio prognozės taip pat priklauso nuo bėgiko kojų raumenų masės, nes didesni raumenys gali sukaupti daugiau glikogeno. Aukščiau pateiktuose pavyzdžiuose, tie finišo laikai daro prielaidą, kad bėgiko kojų raumenys sudaro mažiausiai 7,5 procento jo kūno masės, o tai pasakytina apie daugumą žmonių. Vyrų vertės paprastai svyruoja nuo 14 iki 27,5 proc., o moterų – nuo 18 iki 22,5 proc.

Rapoport modelis taip pat leidžia bėgikams apskaičiuoti, kiek angliavandenių jiems reikia suvartoti lenktynių metu, jei nori bėgti greitesnį tempą neatsitrenkdami į sieną. Pavyzdžiui, bėgikas, kurio VO2max yra 50 ml/kg/min ir nori pasiekti 3:10 Bostono maratono kvalifikacinį laiką, turėtų suvartoti 10 kalorijų angliavandenių vienam kilogramui kūno svorio (apie 700 kalorijų 154 lb.bėgikas), darant prielaidą, kad jo kojos sudaro bent 15 procentų jo kūno masės.

Nors fiziologiniai modeliai, tokie kaip Rapoport, gali padėti bėgikams planuoti savo lenktynes, Rapoport teigia, kad kiti veiksniai, tokie kaip protinis atsparumas ir trasos reljefas, taip pat vaidina svarbų vaidmenį nustatant, kaip bėgikas pasieks bet kurį maratoną. Vienas iš svarbiausių dalykų, kuriuos bėgikas turėtų padaryti maratono metu, yra laikytis savo užsibrėžto tempo, pataria Rapoportas. Kai bėgikai pradeda per greitai, jie sudegina daugiau angliavandenių, todėl padidėja rizika atsitrenkti į sieną.

"Kai išsiaiškinsite savo tikslinį tempą, turite jo laikytis", - sako jis. „Žmonės kartais per daug susijaudina arba pakeičia savo žaidimo planą lenktynių dieną, ir tai yra taktinė klaida.“