Результат марафонского забега можно просчитать

Математическая модель, созданная исследователем и спортсменом Бенджамином Рапопортом (Benjamin I. Rapoport) из медицинского факультета Гарвардского университа (Harvard Medical School) в Бостоне, позволит бегунам на марафонскую дистанцию (42,195 км) сохранить силы и скорость от старта до финиша. Для этого надо вычислить свою оптимальную скорость, а также количество углеводов, которое необходимо употребить перед забегом.

Рапопорт по собственному опыту (на его счету 18 марафонских забегов, а личный рекорд в Бостонском марафоне -- 2ч 55 мин) знает, что на последней части дистанции спортсмены часто теряют силы. «Вы чувствуете, что ноги перестают вам подчиняться, кажется, будто вы стоите на месте и при всем желании не можете бежать быстрее», -- говорит атлет и ученый. Это явление многие бегуны описывают как «столкновение со стеной». Его причины в том, что в организме заканчивается топливо, что вынуждает атлетов резко снизить скорость. Из сотен тысяч людей, принимающих участие в марафонских забегах, 40% признают, что они незадолго до финиша сталкиваются с виртуальной стеной. Но Рапопорт убежден, что эту стену можно преодолеть, если подойти к забегу грамотно.

Во время интенсивных нагрузок организм работает на углеводах, которые служат самым быстрым источником энергии. Основная часть углеводов поступает из запасов гликогена в печени и в мышцах, небольшое количество глюкозы циркулирует в крови. «Столкновение со стеной» возникает, когда эти запасы углеводов истощаются, и организм вынужден сжигать жир. В этот момент скорость бегуна падает примерно втрое. А в организме образуются кетоны – побочные продукты расщепления жиров, которые вызывают боль в теле и слабость.

Как сломать стену

Модель Рапопорта учитывает два фундаментальных физиологических фактора, которые определяют результат атлетов: аэробные возможности и способности мышц ног запасать гликоген. Аэробные возможности – это максимальный объем кислорода (МОК), потребляемый телом за минуту во время работы. Он показывает, сколько кислорода организм перебрасывает в мышцы и расходует на сжигание глюкозы. У нетренированного мужчины МОК равен 45 мл/кг/мин, а у марафонца может превышать 75 мл/кг/мин. Оценку МОК производятся в нагрузочном тесте на беговой дорожке.

Используя модель, каждый бегун, знающий свой МОК, может вычислить свой результат, на который он может рассчитывать, не сталкиваясь со «стеной». Например, мужчина с величиной МОК 60 мл/кг/мин может показать время 3ч 10мин, не истощив запас углеводов. Эта величина МОК – максимальная, которой большинство людей могут достичь тренировками, и результат 3ч 10мин – хороший марафонский результат. Для женщин того же возраста квалификационное время составляет 3ч 40мин, что по модели Рапопорта соответствует МОК в 52 мл/кг/мин -- максимального, которого может достичь женщина в результате тренировок.

Заправка перед стартом

Модель учитывает также ножную мышечную массу, потому что большая мышца запасает больше гликогена. Из этих показателей можно вычислить свою оптимальную скорость, которой и стоит придерживаться во время гонки, советует Рапопорт. Если же стартовать слишком быстро, топливо сгорает быстрее.

Ну и, наконец, по модели, с учетом весовых и физиологических показателей можно определить, сколько углеводов в килокалориях спортсмену нужно употребить перед гонкой, чтобы организму хватило топлива.

О том, как математически привести себя к успеху в марафоне, можно подробнее прочитать в открытом доступе в журнале PLoS Computational Biology.