Что такое зоны ЧСС, как их узнать и зачем это нужно

А ещё в ней множество мифов, начиная с широко известной формулы «ЧСС макс = 220 минус возраст» и заканчивая некими значениями пульса, на которых бегать особо вредно/полезно (спойлер: все индивидуально).

Чтобы хоть немного прояснить эту тему для себя и для вас, мы отправились в лабораторию VO2max Lab. Там на Пашу надели маску, поставили его на дорожку и заставили проходить тредмил тест (угадайте его МПК).

Заодно мы расспросили Владимира Ткаченко, специалиста по функциональной подготовке и тестированию спортсменов, о том, что значат все эти зоны ЧСС, и как знания о них использовать на тренировках.

Несерьёзные примеры выделены курсивом.

Содержание:

Разберёмся с терминологией: чем отличается частота сердечных сокращений (ЧСС) и пульс?

Пульс — это вибрация при ударе сердца, которая приводит к колебаниям стенок кровеносных сосудов. А ЧСС — количество сокращений, которое совершает сердце за минуту.

Эти показатели относятся к совершенно разным категориям. В нашем, «беговом», случае правильно использовать термин «частота сердечных сокращений». Именно этот физиологический показатель характеризует работу сердца и уровень интенсивности нагрузки.

Что такое зоны ЧСС? Зачем их знать?

Зона ЧСС — это диапазон значений ЧСС, который соответствует определённой интенсивности нагрузки. На каждом уровне интенсивности в организме происходят конкретные физиологические изменения: например, работают преимущественно медленные или быстрые волокна, закисление возникает или нет и пр.

Тренировки в каждой из зон ЧСС помогают развивать соответствующие адаптации в организме.

Принцип здесь простой: то, что мы тренируем, то и тренируется.

Зная свои зоны, мы можем прицельно «прокачивать» слабые места и строить тренировочный процесс более эффективно, точно дозируя интенсивность — так, чтобы не перерабатывать, но и не «халявить».

Например, распространённая ошибка — бегать восстановительные тренировки слишком быстро, так как кажется, что это легко. Вместо восстановления, улучшения использования жиров и других полезных адаптаций, получается интенсивность «ни то, ни сё» и потраченное время на тренировку с сомнительной пользой.

Зная свой диапазон ЧСС для первой зоны, можно ориентироваться уже не на ощущения (которые часто обманывают), а на показания пульсометра. То есть работать чётко над целью данной тренировки, а не над чем получится.

Зоны ЧСС строго индивидуальны для каждого человека.

Если бегать по ощущениям или по «усредненным» зонам, рассчитанным по стандартным формулам (их можно найти практически в любой статье по теме), то велик шанс не угадать. В лучшем случае это приведёт к тому, что вы будете тренироваться не оптимальным образом — тратить много времени без особого прогресса, в худшем — можно и вовсе навредить себе.

Какие есть зоны, и что происходит в организме при работе в каждой из них

Самым рациональным на сегодняшний день считается способ деления на пульсовые зоны с учётом критических точек — аэробного порога (АП), порога анаэробного обмена (ПАНО) и максимального потребления кислорода (МПК).

Порог — это ЧСС или интенсивность, при которой организм переходит в другой режим работы. Функционирование организма до и после порогов очень отличается, и от этих отличий во многом зависит тренировочный эффект, который мы получаем. Он будет принципиально разным при ЧСС ниже и выше порога, при этом сама ЧСС может различаться всего на несколько ударов.

Аэробный порог (его же называют вентиляторным или первым порогом) — это интенсивность нагрузки, выше которой для обеспечения мышц энергией подключается анаэробный гликолиз. Анаэробный — означает без участия кислорода.

То есть, пока мы работаем с интенсивностью ниже АП, то организм «добывает» энергию только за счёт аэробных процессов — с участием в реакции кислорода. Этих процессов два:

аэробный гликолиз (расщепление гликогена до АТФ)
липолиз (расщепление жирных кислот)

Чем больше кислорода могут использовать мышцы, тем больше топлива мы сможем сжечь и тем больше энергии получить для выполнения работы по перемещению тела за единицу времени. Проще говоря, сможем бежать быстрее на любых дистанциях, кроме спринтерских (100–200 м), поскольку на них аэробные процессы не успевают в достаточной степени включиться в работу.

Молочная кислота, побочный продукт анаэробного гликолиза, в аэробном режиме не выделяется, закисление не происходит.

Один из основных показателей аэробного порога — прирост вентиляции. Именно здесь мы обычно начинаем дышать ртом, а не только носом.

Первая зона — это интенсивность ниже аэробного порога. Эта зона также считается восстановительной.

Иногда её делят на две: первую и вторую. Обычно это делается в случаях, когда аэробный порог высоко по скорости, и при нагрузке ближе к АП в организме уже возникает фоновый стресс, а восстановительный эффект снижается.

Что нам даёт работа в первой зоне:

мы учимся бежать экономичнее. Стресса при такой нагрузке нет, но сколько она продлится — неизвестно, поэтому организм тренируется переходить с преимущественного использования углеводов на использование жиров. То есть липолиз начинает преобладать над гликолизом. Это хорошо, так как используя больше жиров, мы экономим ценный гликоген и его хватит на дольше. Например, на марафоне будет меньше шансов упереться в углеводную «стену».
за счёт увеличения липолиза растёт и максимальное потребление кислорода (МПК), так как для получения энергии из жиров кислорода нужно больше.
происходит васкуляризация миокарда и мышц — они «обрастают» большим количеством капилляров. Чем больше капилляров, тем лучше кровоснабжение мышц.
мы быстрее восстанавливаемся после соревнований или тяжёлых тренировок. Молочная кислота при этой интенсивности не образуется, а её остатки в мышцах после тяжёлых нагрузок активно выходят в кровь, ускоряя восстановление.

Давайте попробуем на примере. У нас есть моторная лодка. Чем с большей скоростью она плывёт (или лодки тоже ходят?), тем больше шансов, что откроется течь, и тем быстрее вода будет попадать внутрь.

Среди запасов на лодке есть консервы (жиры) и сникерсы (гликоген). Консервы мерзкие на вкус и их неудобно есть, зато их дофига. Сникерсы вкусные, легко и быстро поедаются, но по сравнению с консервами запас их невелик.

Начинаем небыстро плыть (первая зона). При такой скорости никакой течи нет (молочная кислота не выделяется), напрягов тоже (закисление не происходит). Делать особо нечего, разве что поулучшать что-то на лодке (капилляры и пр.).

Плыть так можно очень долго — главное, не проголодаться. Если опыта у нас маловато, то первым делом съедаем сникерсы, а уже потом, когда припрёт, начинаем давиться консервами. Мы ещё не в курсе, что сникерсы лучше экономить на случай, когда возиться с консервами будет некогда или тяжело.

Но уже через несколько выходов в море консервы кажутся вполне годными на вкус, и мы не спешим закидываться всеми сникерсами сразу — пусть хотя бы часть останется в заначке (происходит адаптация к жировому обмену, липолиз начинает преобладать над гликолизом).

Ускоряемся. И тут наступает момент, когда образуется течь, и внутрь лодки начинает попадать вода (образуется молочная кислота). Этот момент — аэробный порог, после пересечения которого мы приплываем во вторую зону.

Вторая зона (или третья, если первую делить на две, как часто делают) начинается сразу после аэробного порога и заканчивается порогом анаэробного обмена (ПАНО). Это так называемая зона развития общей выносливости.

Как только мы ускоряемся (добавляем интенсивности) и проходим аэробный порог, уровень стресса при этом стимулирует подключение анаэробного гликолиза — глюкоза всё так же расщепляется до АТФ, но уже без участия кислорода. Дальше организм работает в «смешанном» режиме — аэробно-анаэробном.

В этой зоне задействуются уже три механизма энергообеспечения:

аэробный гликолиз
липолиз
анаэробный гликолиз

Также в результате анаэробного гликолиза вырабатывается его побочный продукт — молочная кислота, которая попадает в кровь в виде лактата. Но концентрация лактата в крови сильно не изменяется, колеблясь в пределах 2–4 ммоль/л.

Так происходит потому, что буферные системы, которые отвечают за нормализацию кислотно-щелочного равновесия, при такой интенсивности ещё вполне справляются со своей задачей. Они уже работают, но не задействованы на полную мощность.

Что нам даёт работа во второй зоне

Если коротко: всего понемногу и ничего конкретного. Тренировки с интенсивностью между АП и ПАНО могут быть полезны в подготовительном периоде, для поддержания формы, для выполнения упражнений из видов спорта, которые помогают активно отдохнуть от бега (вело, лыжи, коньки, ролики и пр.).

Работа во второй зоне считается «поддерживающей» и не эффективной. Здесь задействовано сразу четыре основных процесса, но ни один из них не работает на максимуме и не забирает на себя весь адаптационный ресурс. Таким образом тренировочный эффект рассеивается на разные факторы, и в сумме оказывается небольшим.

Итак, наша лодка плывёт уже быстрее, во второй зоне. Есть небольшая течь (подключается анаэробный гликолиз), но вода (молочная кислота) пока поступает совсем медленно. Мы берём ковшик (буферная система) и, не особо напрягаясь, её вычерпываем. Иногда отвлекаемся на то чтобы подкрепиться — сникерсом или консервами.

Распыляемся на разные задачи и поэтому ничему толком не учимся: ни консервы смаковать, ни продуктивнее ковшиком работать. Но в целом тут норм и можно плыть.

Ускоряемся ещё, течь усиливается, добро пожаловать в третью зону.

Третья зона, или зона развития специальной выносливости, находится на уровне анаэробного порога.

Анаэробный порог (ПАНО, он же порог анаэробного обмена, второй порог, лактатный порог, точка Конкони) — это «крайняя» интенсивность нагрузки, при которой молочная кислота производится с той же скоростью, с которой её успевают нейтрализовать буферные системы, работающие на максимуме.

После прохождения ПАНО они уже не справляются, pH (кислотно-щелочное равновесие) начинает снижаться, и происходит закисление.

Третья зона обычно самая «узкая», с небольшим диапазоном ЧСС (около 5 уд/мин). При нагрузках такой интенсивности мощность буферных систем — максимальная, а аэробные механизмы работают максимально эффективно. Здесь есть тот основной фактор, который берёт на себя весь стресс, поэтому организм вкладывает основной ресурс в улучшение буферной системы — учится справляться с большим закислением.

Что нам даёт работа в третьей зоне

Чем больше вы тренируетесь в этой зоне, тем мощнее становятся буферные системы и тем выше анаэробный порог. У бегунов-любителей часто бывает большой запас по ПАНО относительно МПК — в таком случае тренировки в зоне ПАНО могут значительно улучшить результаты, особенно на полумарафоне и марафоне.

Особенность третьей зоны в том, что это очень узкий «коридорчик» ЧСС, и если не попадать в него, а тренироваться с ЧСС даже на 2–3 удара выше или ниже этого уровня интенсивности, то эффект будет принципиально другим, соответствующим 2-й и 4-й зонам.

Мы остановились на том, что течь усилилась, и ковшиком приходится работать уже бодрее. И вот в какой-то момент воды поступает ровно столько, сколько мы успеваем вычерпывать, стараясь изо всех сил (буферная система работает на максимуме). Это ПАНО.

Как только мы ускоримся ещё немного и пройдём эту точку, вода начнёт накапливаться (закисление) — ковшик (буферная система) уже не будет справляться. И это начнётся уже ~~подстава~~ четвёртая зона.

Подкрепляться в третьей зоне успеваем только сникерсами (и они скоро закончатся, ааа!), разве что самые всеядные умудряются таки зажевать консерву-другую.

Что тут можно прокачать? Конечно же, умение эффективно фигачить ковшиком! Например, можно взять его удобнее, шевелиться быстрее, работать ритмичнее. А ещё, выходя следующий раз в море, вы, скорее всего, захватите уже не ковшик, а целое ведро (буферная система станет мощнее).

Четвёртая зона, или зона развития анаэробной мощности, находится выше ПАНО. Самый сильный фактор здесь — быстрое увеличение выработки молочной кислоты и, как следствие, ацидоз.

Ацидоз — это закисление организма, при котором кислотно-щелочное равновесие смещается в кислую сторону, pH уменьшается. Во время бега это проявляется в виде болей в мышцах, учащённого дыхания, а если у вас хватит «терпелки» продолжать — в виде рвоты, потери ориентации и даже, в особо тяжелых случаях, повреждения мышц и органов.

Эффективность аэробных механизмов в этой зоне снижается (но может и улучшаться в редких случаях, это индивидуально), а весь адаптационный потенциал уходит на сопротивление ацидозу. Организму приходится перестраивать белковые структуры, чтобы работать в более кислых условиях, в более широком диапазоне pH.

Что нам даёт работа в четвертой зоне

Тренируясь на этом уровне интенсивности, мы улучшаем способность организма сопротивляться закислению. Например, чтобы быстрее бегать средние дистанции или сделать красивое финишное ускорение на длинных.

В четвёртой зоне наша лодка тонет, и конец неотвратим. Вычерпывать воду ковшиком не успеваем, и её становится всё больше. Единственное, что мы можем сделать здесь — научиться тонуть медленнее (увеличить устойчивость к ацидозу). Например, повыкидывать из лодки все вещи.

Если слишком часто разгоняться и заплывать в эту зону, проводя в ней много времени, то есть риск растерять то, чему вы научились в первой зоне, перегреть двигатель и даже подпортить конструкцию лодки.

Утонуть вместе с лодкой (повредить органы) на полной скорости способны только редкие супер-упоротые капитаны. Остальные сильно замедлятся или остановятся, чтобы хоть как-то справиться с накопившейся водой. Потому что тонуть — больно, а плавсредство каждому положено только одно и замене не подлежит.

Что такое максимальное потребление кислорода?

МПК (он же VO2max) — это максимальная способность организма получать энергию эффективными путями (без выделения молочной кислоты), то есть за счет аэробного гликолиза и липолиза.

VO2max количественно описывает ёмкость аэробных систем человека. Чем потребление выше, тем больше энергии организм способен произвести аэробным путём, тем большую мощность могут развить мышцы, и тем большую скорость вы сможете поддерживать.

Абсолютное МПК измеряется в литрах в минуту, относительное — в миллилитрах в минуту на килограмм массы. Абсолютный показатель важнее для коротких и средних дистанций, относительный — для длинных и сверхдлинных дистанциях с рельефом.

В медицине МПК используют как один из показателей уровня здоровья. Вот какие нормы у медиков:

Скорее всего, если вы регулярно бегаете год и более, ваш показатель МПК находится в диапазоне от «отлично» до «превосходно». Но это с точки зрения медицины, а у спортивной физиологии свой взгляд.

Спортивные физиологи рассматривают МПК как предсказатель уровня достижений в выбранном вами виде спорта. То есть фактически VO2max определяет ваш талант и потенциал развития в беге.

Например, у профессиональных легкоатлетов МПК, как правило, составляет выше 70 мл/кг/мин. У спортсменов-любителей — 40–55. Выше 55 — это уровень сильных любителей, при котором уже можно конкурировать за призовые места на любительских стартах.

Показатель МПК во многом обусловлен генетическими данными. От тренированности он тоже зависит, но только пока вы не приблизились к своей верхней планке, которая заложена в вашей «прошивке». Этот индивидуальный «потолок» МПК закреплён достаточно жёстко и пробить его, не употребляя допинг, практически невозможно.

Вернёмся к примеру с нашей лодкой. Кому-то досталась прогулочная лодочка с дохловатым мотором, а кому-то — мощный скоростной катер. Случайным образом (гены не выбирают).

К каждому плавсредству идёт набор деталек для тюнинга, которые при желании и грамотном подходе позволяют улучшить лодку. Набор деталек — это ваши тренировки.

Ещё можно привыкнуть есть консервы и экономить сникерсы (прокачать жировой обмен), научиться быстро вычёрпывать воду (буферные системы, утилизирующие молочную кислоту) и выживать на тонущем судне как можно дольше (устойчивость к ацидозу). Всё это заметно ускорит ваше плавсредство по сравнению с той скоростью, которая была изначально.

«No human is limited» — говорит и показывает нам Кипчоге. И это отчасти так: нет предела совершенству, и на любой лодке всегда можно найти, что ещё «допилить». Нельзя только одно: сменить её на другую.

Поэтому даже самая затюнингованная прогулочная лодочка никогда не превратится в мощный катер. Хотя, владелец катера может быть даже не в курсе, какая у него там мощь, и останется в порту пить пиво.

По поводу тренировки МПК ведётся много споров. Одни авторы считают, что тренировать МПК бессмысленно из-за того, что организм воспринимает ацидоз как более сильный стресс и адаптируется к нему. Некоторые предлагают выполнять отрезки по 5 минут с интенсивностью МПК, другие — варианты с сериями коротких отрезков с ещё более короткими паузами отдыха.

Истина как всегда где-то посередине. Чтобы знать, будет ли расти ваше МПК от какой-либо тренировки, нужно проводить специальные тесты — моделировать воздействие на организм с лабораторным оборудованием.

Так всё-таки: зачем знать свой МПК?

чтобы понимать, какой уровень спортивных результатов вам светит, и ставить реалистичные цели (или вовремя переключиться на шахматы)
чтобы оценивать, эффективны ли ваши тренировки. Если МПК планомерно растёт, то тренировочные методы выбраны правильно (но нужно учитывать, что при улучшении техники движений МПК может снизиться)
чтобы знать свой потенциал увеличения специальной выносливости — насколько ещё можно поднять ПАНО, чтобы приблизить его к МПК. В отличие от МПК, ПАНО хорошо поддаётся проработке. И если есть хороший «запас» (более 10%), то ещё есть куда улучшать результаты, особенно на полумарафоне и марафоне.

Как узнать свои зоны ЧСС?

Давайте сначала разберёмся, как делать не надо:

отталкиваться от формулы «ЧСС макс = 220 минус возраст» или подобных

Это самый распространённый способ, который используется повсеместно: в фитнес-клубах, фитнес-браслетах, всевозможных калькуляторах и приводится в каждой первой статье в интернете.

Сначала по формуле вычисляется максимальная ЧСС, исходя из вашего возраста (в лучшем случае учитывается ещё и пол), а затем от этого значения рассчитываются проценты для определения зон.

Это максимально неточный способ, примерно как «средняя температура по больнице». Дело в том, что ЧСС max может очень сильно отличаться у разных людей.

Для примера вот расчёт для авторов этой статьи, выполненный по большинству известных формул. Можно сравнить с реальными показателями ЧСС и представить себе, что будет, если пытаться тренироваться по рассчитанным таким образом зонам.

Что такое зоны ЧСС, как их узнать и зачем это нужно — Реальный ЧСС макс Юли — 189

рассчитывать зоны в процентах от максимальной ЧСС

Окей, а если действительно определить свою ЧСС макс — не по усреднённой формуле, а на практике, например, выполнив специальный тест, а затем высчитать зоны в %? Этот метод будет чуть более адекватным, чем предыдущий — как минимум он учитывает ваш индивидуальный показатель ЧСС. Но есть несколько «но».

Во-первых, разгонять сердце до максимальной ЧСС может быть небезопасно для здоровья, особенно если вы только начинаете тренироваться или не проходили обследования. Во-вторых, сделать это в обычных условиях может быть достаточно сложно.

Но даже если вам удалось пройти такой тест и получить более-менее адекватный показатель своей ЧСС макс, высчитывать зоны в % от него — не корректно. И вот почему.

Главные критерии для разделения зон — это пороги, АП и ПАНО. АП может соответствовать ЧСС, который находится в диапазоне от 10 до 30% от ЧСС макс, ПАНО — от 5 до 25%. ЧСС МПК может отличаться от ЧСС макс на 5%.

Проще говоря, разброс между ЧСС АП, ПАНО и МПК может быть как очень маленьким (например, с разницей между АП и ПАНО всего в 10 ударов), так и довольно большим (когда АП и ПАНО отличаются, к примеру, на 40 ударов). Аналогично с разницей ЧСС между ПАНО и МПК: у кого-то она 5 ударов, а у кого-то — 30. И где угодно посередине.

Короче говоря, все эти соотношения индивидуальны для каждого человека и могут меняться в процессе тренировок.

рассчитывать зоны в процентах от МПК, как делают спортивные часы

Современные спортивные часы рассчитывают кучу показателей, среди которых МПК и зоны интенсивности. Какими алгоритмами они при этом пользуются, точно не известно.

Часто часы показывают примерно правильный уровень МПК. Скорее всего, этот показатель определяется путём сравнения данных ваших тренировок с данными выборки людей, у которых МПК определялся прямым методом.

Но даже если показатель МПК определён верно, то это не значит, что часы смогут точно рассчитать ваш аэробный и анаэробный пороги (знать которые для тренировок гораздо важнее). Например, как и в случае с процентами от ЧСС макс, уровень ПАНО может составлять как 5% от МПК, так и 25% — всё индивидуально.

Вот график, который показывает, насколько могут отличаться для одного человека зоны ЧСС, определённые разными методами.

Столбец «по порогам» показывает зоны по результатам тестирования в лаборатории, «vo2max» — зоны в процентах от МПК, «ЧССmax» — зоны в процентах от максимальной ЧСС, «по Карвонену» — расчёт по методу Карвонена, ну и наши любимые (и самые неточные) «220 — возраст».

Какие методы определения зон ЧСС работают

Самый точный метод — ступенчатый тест с использованием газоанализатора.

Газоанализ (он же анализ респираторных газов) построен на анализе воздуха, который выдыхает человек во время нагрузки. При этом отлеживается, как меняется соотношение концентрации углекислого газа и кислорода в выдыхаемом воздухе по сравнению с вдыхаемым.

Газообменное соотношение и другие показатели, которые определяются во время теста, позволяют определить, какие системы энергообеспечения задействованы и насколько. Кроме газоанализа, при этом методе применяется эргоспирометрия и пульсометрия.

Всё это позволяет с большой точностью определить пороги (АП и ПАНО) и МПК, а значит и индивидуальные зоны ЧСС.

Пример зон, определённых лабораторным методом

Другие методы определения зон ЧСС менее точны, но если нет возможности пройти функциональное тестирование, как альтернативу можно использовать:

метод построения лактатной кривой, для которого понадобится анализатор лактата. Это портативный прибор, с помощью которого быстро и просто делается забор крови и определяется концентрация лактата в крови. Недостаток метода в том, что в некоторых случаях бывает задержка выхода молочной кислоты в кровь, что искажает результаты теста.
тест Конкони — ещё менее точный, но допустимый вариант, который работает не всегда (по статистике, у женщин лучше). Его плюс — доступность, тест выполняется на стадионе или беговой дорожке в ручном режиме, а из приборов нужен только пульсометр.

Вкратце

Каждая зона (диапазон значений ЧСС) соответствует своему уровню интенсивности нагрузки, при котором в организме происходят определённые физиологические изменения.
Тренировки в каждой из зон ЧСС помогают развивать соответствующие адаптации в организме. Принцип простой: то, что мы тренируем, то и тренируется. Зная зоны, можно работать над своими слабыми местами, точно дозируя интенсивность — так, чтобы не перерабатывать, но и не «халявить».
Зоны ЧСС индивидуальны для каждого человека. Если бегать по ощущениям или по «усреднённым» зонам, рассчитанным по стандартным формулам, то велик шанс не угадать и тренироваться не оптимальным образом.
Самый рациональный способ деления на пульсовые зоны — с учётом порогов: аэробного (АП), анаэробного (ПАНО) и максимального потребления кислорода (МПК). Порог — это ЧСС или интенсивность, при которой организм переходит в другой режим работы.
Показатель МПК во многом обусловлен генетически, но до своего «потолка» его можно увеличивать тренировками. МПК полезно знать, чтобы понимать свой потенциал развития в спорте, оценивать общую эффективность тренировок и запас для увеличения специальной выносливости (ПАНО).
Методы определения зон ЧСС по формулам, где рассчитываются % от максимального ЧСС (а его считают исходя из возраста и пола) — слишком усреднённые и не точные.
Точный метод определения зон и порогов — ступенчатый тест с использованием газоанализатора. Менее точны, но могут использоваться — тест с измерением концентрации лактата в крови и тест Конкони.

Фото: Дима Коваленко

Что ещё почитать:

Что такое VO2max, и как работает дыхательная система при беге
МПК и усердие. Почему в любительском спорте стоит соревноваться только с самим собой
Что такое тест Купера и зачем его проходить бегунам