המודל של Rapoport, סטודנט באוניברסיטת הארוורד, MIT שבארה"ב, מאפשר לרצי מרתון לחשב מהי כמות הפחמימות אותה עליהם לצרוך אם ברצונם להשיג את הזמן המהיר ביותר ביום נתון מבלי להיתקל בתופעת ה"קיר"
מאת:מולי אפשטיין
מרבית רצי המרתון מודעים לכך שעליהם לצרוך פחמימות רבות לפני הריצה ובמהלכה, אולם מרביתם לא יודעים כמה עליהם "לתדלק" בדיוק. תוצאות המודל החדש אשר פורסמו לאחרונה בז'ורנאל PLoS Computational Biology, יאפשרו לרצים לחשב יעדים אישיים בהסתמך על כושרם האירובי, ואת המהירות בה יש לרוץ על מנת לשמור על קצב קבוע במהלך הריצה כולה.
הסטודנט, Benjamin Rapoport, שאב את ההשראה לפיתוח המודל מריצת המרתון בה השתתף ב-2005 בניו-יורק. כאשר הוא נכנס למנהטן לביצוע הק"מ האחרונים של המרוץ, רגליו כשלו ולא יכלו לעמוד בקצב הריצה. בנג'מין חווה את התופעה המוכרת המכונה בקרב רצי המרתון "לפגוש את הקיר". בעיקרו של דבר הגוף ממשיך לרוץ ללא דלק ממקור של פחמימות, מה שמכריח את הרץ להאט בצורה דרמטית. "אתה מרגיש כאילו אינך זז לשום מקום", תיאר הסטודנט את התחושה הקשה, "מדובר באכזבה פסיכולוגית גדולה משום שאתה מרגיש חסר כוח לחלוטין. אתה לא מסוגל לגרום לעצמך לרוץ מהר יותר".
גזצ'או יוסף בבדיקת צריכת חמצן מרבית במרכז לרפואת ספורט ולמחקר בווינגייט
עשרות אלפי רצי מרתון משתתפים מדי שנה בעשרות מרוצים ברחבי העולם. על-פי הערכה כ-40% מהם חווים את תופעת "הקיר" המתסכלת. 2%-1% מן הרצים נאלצים לפרוש ולא לסיים את הריצה. במהלך פעילות גופנית עצימה כמו ריצה, הגוף מסתמך על אנרגיה ממקור פחמימות כחומר הדלק העיקרי למרות שמאגר השומן גדול הרבה יותר. מרבית הפחמימות מגיעות ממאגר הגליקוגן בכבד ובשרירי הרגליים. כמות קטנה של גלוקוז נמצאת בדם.
תופעת הקיר מתרחשת כאשר מלאי הגליקוגן בכבד ובשרירים מתדלדל לחלוטין. כאשר אוזלים מאגרי הגליקוגן, הגוף נאלץ להתבסס על אנרגיה שמקורה מפירוק של שומן. חשוב לזכור שמלאי הגליקוגן בגוף מוגבל ומסתכם בכ-400 גרם בלבד. לעומת זאת, מאגרי השומן הם מקור בלתי נדלה לאנרגיה. כאשר מאגרי הפחמימות מתדלדלים, קצב הריצה צונח בכ-30% ואילו ריכוז הקטונים (Ketones) הולך ועולה. קטונים הם תוצרי פירוק של שומן שמצטברים בדם. עלייה בריכוז הקטונים במהלך הריצה גורמת לתחושות של כאב ושל עייפות.
"אנשים חושבים שמפגש עם הקיר הוא דבר בלתי נמנע אולם לא כך הוא הדבר", מסביר Rapoport, שהספיק לרוץ כבר 18 ריצות מרתון ולקבוע שיא אישי של 2:55 שעות במרתון בוסטון שהתקיים לאחרונה. "על מנת להימנע מן התופעה עליך להכיר ביכולות שלך. עליך לתכנן קצב ריצה כזה שיאפשר לך להגיע לקו הגמר מבלי לפגוש את הקיר. ברגע שאתה קובע זאת, עליך לוודא שהגוף שלך טעון בפחמימות לפני הריצה".
איור: המרחק עד למפגש עם "הקיר" בעוצמות ריצה שונות
ובתכולת גליקוגן שונה בשרירים ובכבד (מתוך המחקר המקורי)
על מנת ליצור את המודל שלו זיהה Rapoport שני גורמים פיזיולוגיים בסיסיים שעלולים להגביל את יכולת הביצוע במאמצי סבולת: הכושר האירובי והיכולת של שרירי הרגליים לאגור פחמימות בצורה של גליקוגן. הכושר האירובי מבוטא בדרך כלל במדד שנקרא צריכת חמצן מרבית (VO2max). צריכת חמצן מרבית מבטאת את כושר העברת החמצן של הגוף אל השרירים הפעילים בזמן המאמץ. נוכחות חמצן הכרחית לקיום התהליכים המטבוליים שהופכים את הגליקוגן לאנרגיה זמינה עבור השרירים. ללא נוכחות חמצן בשריר לא יתכן פירוק מלא של הגליקוגן לתוצריו הסופיים ולאנרגיה.
צריכת החמצן המרבית של גבר צעיר ולא מאומן עומדת על כ-45 מ"ל חמצן לק"ג משקל גוף. ערך זה ניתן לשיפור על-ידי אימונים מתאימים. צריכת החמצן המרבית של רצי מרתון איכותיים נעה סביב 75 מ"ל חמצן לק"ג משקל גוף. חשוב לציין שהמבנה המורפולוגי הקלאסי של רצי מרתון מדבר על מבנה גוף קל וצר ועל משקל ממוצע של 55 ק"ג. מדידה של צריכת החמצן המרבית נעשית באמצעות מערכת מטבולית בריצה על גבי מסילה נעה. ניתן להעריך את צריכת החמצן המרבית גם במדידה בלתי ישירה באמצעות מבדקי שדה או מבדק מעבדה שמבוסס על מדידת הדופק בדרגות מאמץ שונות.
איך משתמשים במודל:
המודל של Rapoport מאפשר לכל רץ או רצה שמתאמנים למרתון ושיודעים להעריך מהי צריכת החמצן המרבית שלהם, לתכנן טווחים של קצבי ריצה, כולל מהו הקצב הבטוח המהיר ביותר שיאפשר לרץ/ה להתמיד בריצה מבלי לפגוש את הקיר. לדוגמה, אדם בעל צריכת חמצן מרבית של 60 מ"ל לק"ג יכול לעבור את המרחק ב-3:10 שעות מבלי לצרוך במהלך הריצה ולו גרם אחד של פחמימות.
צריכת חמצן מרבית של 60 מ"ל לק"ג היא הערך הגבוה ביותר שמרבית הגברים יכולים להשיג באמצעות אימון מבוקר ועקבי. ערכים גבוהים יותר דורשים כישרון גנטי ותכונות מורפולוגיות ייחודיות. 3:10 שעות במרתון זהו הסטנדרט אותו אמורים להשיג גברים בני 34-18 שרוצים להתקבל למרתון בוסטון. עבור נשים בגיל זהה זמן הכניסה למרתון בוסטון עומד על 3:40 שעות. על-פי המודל של Rapoport ניתן להגיע לתוצאה זו אם צריכת החמצן המרבית היא 52 מ"ל חמצן לק"ג. על פי רפופורט 52 מ"ל זהו הערך הגבוה ביותר אותו מרבית הנשים יכולות להשיג באמצעות אימון מבוקר.
המודל שנבנה מבוסס גם על מסת שרירי הרגליים של הרצים. מסת שריר גדולה יותר מאפשרת לאגור כמות רבה יותר של גליקוגן. הזמנים שצוינו לעיל מתבססים על ההנחה שמסת שרירי הרגליים של רצים אלה מהווה לפחות 7.5% ממשקל הגוף. נתון זה נכון לגבי מרבית האנשים. עבור גברים הערכים נעים בדרך כלל בין 14 ל-27.5% ואילו אצל נשים הערכים הטיפוסיים הם 18%-22.5%.
המודל של Rapoport מאפשר לרצים לחשב מהי כמות הפחמימות אותה עליהם לצרוך אם ברצונם להשיג את הזמן המהיר ביותר ביום הנתון מבלי להיתקל בתופעת הקיר. לדוגמה, רץ בעל צריכת חמצן מרבית של 50 מ"ל לק"ג שרוצה לרוץ 3:10 שעות יצטרך לאכול במהלך הריצה 10 קלוריות שמקורן מפחמימות לכל ק"ג משקל גוף. בהנחה שמשקלו 70 ק"ג ומסת שרירי הרגליים שלו מהווה 15% מן המשקל הכולל מדובר ב- 700 קלוריות.
למרות שהמודל של Rapoport מציע פתרונות פיזיולוגיים, חשוב לדעת שקיימים גורמים נוספים שיקבעו את הזמן אותו ישיג הרץ. בין הגורמים ניתן למנות את הקשיחות המנטאלית, את הניסיון ואת תוואי השטח של מסלול הריצה. אחת ההמלצות החשובות היא להיצמד לתכנית הריצה שתכננת. "כאשר מתחילים בקצב מהיר מדי, אנו שורפים אחוז גבוה יותר של פחמימות ומכאן קצרה הדרך למפגש עם הקיר", מסביר החוקר. "לאחר שקבעת את קצב הריצה המתוכנן עליך לדבוק בו עד לסוף המרוץ. לעתים ההתרגשות דוחפת אותנו לשנות תכנית אבל המחיר עלול להיות יקר", סיכם החוקר.
מקור:
Philip E. Bourne, Benjamin I. Rapoport. Metabolic Factors Limiting Performance in Marathon Runners. PLoS Computational Biology, 2010; 6)10)
מולי אפשטיין
פיזיולוג, יועץ במרכז לרפואת ספורט ולמחקר ע"ש ריבשטיין במכון וינגייט, מנהל הפורום: חיים וספורט
