Wielość terminologii stosowanej do interpretowania stężenia mleczanu

Jednym z problemów w zrozumieniu i interpretacji dostępnych pozycji traktujących o nieciągłości odpowiedzi mleczanu we krwi na ćwiczenia fizyczne jest mnogość terminów używanych w opisie podobnych zjawisk. Do tych terminów należy próg mleczanowy (Allen i in. 1985; Beaver i in. 1985; Craig 1987; Ivy i in. 1981; Tanaka i in. 1985; Weltman i in. 1990; Yoshida  i in. 1987), próg aerobowy (Aunola i Rusko 1986; Skinner i McLellan 1980), próg anaerobowy (Aunola i Rusko 1986; Heck i in. 1985; Skinner i McLellan 1980; Wasserman i McIlroy 1964), indywidualny prób anaerobowy (McLellan i in. 1991; Stegmann i Kindermann 1982; Stegmann i in. 1981), prób aerobowo-anaerobowy (Kindermann i in. 1979), początek kumulacji mleczanu we krwi ( Bentley i in. 2001; Karlsson i Jacobs 1982; Sjodin i Jacobs 1981; Sjodin i in. 1981), początek kumulacji mleczanu w plazmie ( Farrell i in. 1979), mleczanowy punkt zwrotny (Davis i in. 1983), maksymalny stan równowagi mleczanowej (Beneke i Petelin von Duvillard 1996; Heck i in. 1985), minimum mleczanowe (Jones i Doust 1998; MacIntosh i in. 2002; Tegtbur i in. 1993), oraz Dmax (Cheng i in. 1992). Bez wątpienia istnieją inne znaczące terminy, jednak już te wymienione potwierdzają, że temat dyskusji jest rozległy i złożony.

Sytuacja jest o tyle bardziej skomplikowana, iż część badaczy używa tego samego terminu co inni badacze, tyle że do opisu odmiennego zjawiska. Dla przykładu, termin próg mleczanowy bywa definiowany jako najwyższe VO2 (intensywność) osiągnięte podczas narastającej próby wysiłkowej niezwiązane ze wzrostem stężenia mleczanu we krwi ponad poziom spoczynkowy (Beaver i in. 1985; Ivy i in. 1980; Tanaka i in. 1985; Weltman i in. 1990; Yoshida i in. 1987), jako intensywność wysiłku odpowiadająca stężeniu mleczanu o wartości 1,0 mmola x L-1 ponad poziom wyjściowy (Coyle i in. 1983), lub jako najwyższa intensywność wysiłku wywołująca stężenie mleczanu o wartości 2,5 mmola x L-1 po 10 minutach wysiłku w stanie równowagi (Allen i in. 1985). Bez względu na nazwę przypisaną danej technice pomiaru, użytkownik powinien dobrze rozumieć reguły niezbędne do wyznaczenia progu związanego ze stężeniem mleczanu we krwi.

Definicje

Wielu badaczy niezależnie od siebie wskazywało, iż istnieją przynajmniej dwa progi lub nieciągłości w reakcji stężenia mleczanu we krwi na narastający wysiłek fizyczny, które mogą służyć jako pojęcia do terminów używanych przez innych badaczy (Beaver i in. 1986; Faude i in. 2009; Heck i in. 1985; Kindermann i in. 1979; Skinner i McLellan 1980; Wasserman 1984). Pierwszy z nich kojarzony jest z najniższą intensywnością przy której występuje stały wzrost mleczanu ponad poziom spoczynkowy (Australian Institute of Sport 1995; Beaver i in. 1985; Coyle i in. 1984; Dickhuth i in. 1999; Ivy i in. 1980). Ten punkt jest ogólnie rzecz biorąc zbieżny ze stężeniem mleczanu poniżej 2,0 mmol x L-1. Druga nieciągłość cechuje się nagłym wzrostem stężenia mleczanu. Punkt ten reprezentuje zmianę, przejście w narastającym wysiłku fizycznym od metabolizmu tlenowego do częściowo anaerobowego i odnosi się do górnej granicy stężenia mleczanu przy której zachowana jest równowaga między produkcją mleczanu i jego usuwaniem (to jest stan maksymalnej równowagi mleczanowej) (Beneke 1995, 2003; Beneke i in. 1996, 2001; Harnish i in. 2001; Heck i in. 1985; Palmer i in. 1999). Drugi punkt jest powszechnie kojarzony ze stężeniami mleczanu między 2,5 a 5,5 mmol x L-1. Liczne badania sprzeciwiają się jednakże tym sugestiom wskazując na brak nieciągłości i progów w odpowiedziach układu oddechowego i metabolizmu na narastający wysiłek (Cheng i in. 1992; Hagan i Smith 1984; Hughson i in. 1987).

Jakkolwiek przyjmujemy do wiadomości spory dotyczące właściwej nomenklatury dla owych dwóch progów czy nieciągłości, jak również problemy z ustaleniem czy progi rzeczywiście istnieją, niniejszy rozdział używa odpowiednio terminów próg mleczanowy 1 (LT1) i próg mleczanowy 2 (LT2) do opisu pierwszego i drugiego progu. Terminy te są rekomendowane do stosowania w badaniach naukowych dotyczących sportu przez Narodowy Program Dbałości o Jakość Nauk dot. Sportu (NSSQA). Poniższy wykres przedstawia LT1 i LT2 w odniesieniu do ich odpowiednich pozycji na krzywej mleczanowej jak to zinterpretowano w niniejszym rozdziale.

  

Kategorie progów mleczanowych

Spośród wielu terminów i definicji używanych w odniesieniu do progów mleczanowych, większość można zaklasyfikować do jednej z trzech kategorii: (1) stałe stężenia mleczanu, (2) osobiste progi mleczanowe i anaerobowe, oraz (3) pomiary maksymalnych stanów równowagi mleczanowej.

Stałe stężenia mleczanu

Jako strategia zminimalizowania problemów związanych z szumem biologicznym związanym z wykrywaniem załamań krzywej mleczanowej, zmienne dotyczące pracy bądź czynników fizjologicznych przy stałych stężeniach mleczanu – 2.0 mmol x L–1 (Kindermann i in. 1979), 2,2 mmol x L–1 (LaFontaine i in. 1981), 2,5 mmol x L–1 (Allen i in. 1985; Foster i in. 1995; Hagberg 1984), 3,0 mmol x L–1 (Borch i in. 1993), oraz 4,0 mmol x L–1 (Bentley i in. 2001; Bishop i in. 1998; Foster i in. 1993; Foxdal i in. 1994, 1996; Heck i in. 1985; Kindermann i in. 1979; Mader i Heck 1986; Mader i in. 1976; Oyono-Enguelle i in. 1990; Sjodin i Jacobs 1981; Weltman i in. 1989) są wykorzystywane do oszacowania odpowiedzi na narastający wysiłek. Faktyczna intensywność łączona ze stałymi stężeniami mleczanu jest wyznaczana przez interpolację widocznych powiązań intensywności wysiłku ze stężeniami mleczanu we krwi jak ilustruje poniższy wykres. Stałe stężenia mleczanu są jednakże w znacznym stopniu zależne od sposobu odżywiania, treningu, i regeneracji danego sportowca (Bosquet i in. 2001; Carter i in. 1999a; Dotan i in. 1989; Hughes i in. 1982; Ivy i in. 1981; Jacobs 1981; Maassen i Busse 1989; Yoshida 1984a) i należy starannie kontrolować te czynniki podczas testowania zawodnika.

  

Osobisty prób mleczanowy i anaerobowy

Stegmann i jego zespół (1981) stwierdzili, że stężenie mleczanu dla równowagi mleczanowej może przyjmować różne wartości z szerokiego zakresu dla różnych osób. Na bazie tego faktu, w połączeniu ze sporami dotyczącymi przenikania mleczanu z aktywnego mięśnia do krwi, zaproponowali spersonalizowane podejście do wyznaczania progu mleczanowego. W następstwie, wielu innych badaczy zaproponowało metody takie jak przekształcenia logarytmiczne, poziomy nagromadzenia metabolitów, metody wykorzystujące styczne, a nawet subiektywne szacowanie by określić indywidualne intensywności LT1 (Australijski Instytut Sportu 1995; Beaver i in. 1985; Bourdon i in. 2009; Coyle i in. 1984; Newell i in. 2007) i LT2 (Anderson i in. 1995; Australijski Instytut Sportu  1995; Bourdon i in. 2009; Cheng i in. 1992; Coen i in. 2001; Keul i in. 1979; Stegmann i in. 1981; Tegtbur i in. 1993). W książce przedstawionych jest schematycznie osiem metod powszechnie stosowanych do wyznaczania progów mleczanowych  (Australijski Instytut Sportu 1995; Beaver i in. 1986; Cheng i in. 1992; Coyle i in. 1984; Heck i in. 1985; Keul i in. 1979; Stegmann i Kindermann 1982).

Szacowanie stanu maksymalnej równowagi mleczanowej (SMRM)

SMRM oznacza najwyższą intensywność wysiłku, która może być utrzymywana przez pewien czas bez stałego nagromadzania mleczanu we krwi (Beneke 1995, 2003; Faude i in. 2009; Heck i in. 1985; Smekal i in. 2002). Tak więc SMRM wskazuje tę intensywność wysiłku, powyżej której poziom glikolizy anaerobowej przewyższa poziom utylizacji pirogronianu mitochondrialnego, powodując nagromadzenie mleczanu (Beneke 2003; Billat i in. 2003; Heck i in. 1985; Mader i Heck 1986). Ćwiczenia powyżej SMRM łączone są również ze stałym wzrostem wentylacji płucnej i V.O2 (Gaesser i Poole 1996; Poole i in. 1988) i są źle znoszone przez sportowców przez dłuższy okres (Billat i in. 2003; Gaesser i Poole 1996). W konsekwencji, uważa się, iż SMRM dzieli ćwiczenia na te, które mogą być kontynuowane tak długo, aż wyczerpią się źródła energii i na te, który muszą być zakończone z powodu naruszonej homeostazy komórkowej przez nagromadzenie produktów przemian metabolicznych (Beneke 2003). Dalej, SMRM stanowi ilościowe kryterium pomiaru zachowania się stężenia mleczanu w wyniku ćwiczeń fizycznych (Beneke i in. 2001) i jest uważany za najlepszy wskaźnik zdolności do ćwiczeń wytrzymałościowych (Jones and Carter 2000).

Ponieważ terminy i odpowiadające im definicje wpływają na interpretację odpowiedzi mleczanu na ćwiczenia fizyczne, przed wyborem metody użytkownik musi zrozumieć zasady niezbędne do oceny i wykrycia odpowiedzi. Należy określić odpowiedniość metody  oceny lub planowania treningu i wysiłku. Większość australijskich laboratoriów mających do czynienia z wyczynowymi sportowcami używa programu ADAPT do wyznaczenia LT1 i LT2 (Australijski Instytut Sportu 1995). Pomiary błędu typowego dla określania LT1 i LT2 za pomocą ADAPT wykazały dużą precyzję dla zawodników testowanych w laboratoriach akredytowanych przez NSSQA ze sportów wytrzymałościowych takich jak kolarstwo, bieganie i wioślarstwo.