אם אתם מתייחסים לסף חומצת החלב כאל מדד למהירות מקסימלית מותרת עבורכם בריצות ארוכות, טוב שהגעתם לפה. אולי נסייע לכם לשבור את השיא האישי הבא… מתברר שיש לא מעט מיתוסים סביב הנושא הזה – ולא רק המיתוס שהלקטט הוא רע לביצועים אלא גם שהסח”ח הוא מעין נקודת אל חזור שאסור לעבור אותה בריצות ארוכות… קרן קונסטנטיני בכתבת יסוד המסבירה את הספים ומשמעותם.
מאת: קרן קונסטנטיני
צילום: גיא חלמיש
3 מערכות האנרגיה בגוף
הבסיס לכל פעולה של הגוף במנוחה, במאמץ ובכלל הוא אנרגיה שמקורה במולקולה שנקראת ATP – מולקולה הנחשבת ״מטבע האנרגיה״ בכל יצור חי. הגוף מייצר אותה בשלוש מערכות אנרגיה (מטבוליזם):
- מערכת הקריאטין פוספט – ATP-PCr שרלוונטית יותר לפעילויות עצימות וקצרות ולא לכאלה שנמשכות מעל מספר שניות.
- המערכת האנאירובית, או גליקוליזה אנאירובית.
- המערכת האירובית המוכרת לכולנו כספורטאי ״סיבולת״.
גרף 1. התרומה החלקית של שלוש מערכות האנרגיה בזמן מאמץ כתלות בזמן. בעוד מערכת הקריאטין פוספט (בכחול) תורמת לכמעט 100% מהאנרגיה בשניות הראשונות, לאחר מכן יש כל הזמן שימוש בשתי המערכות האחרות – האנאירובית (אדום) והאירובית (בירוק):
במהלך תהליך ייצור האנרגיה פועלות גם המערכת האירובית וגם האנאירובית, וכל מערכת תתרום את חלקה היחסי לפי צורכי הגוף באותו הרגע. בעוד האחת (האנאירובית) יכולה לספק אנרגיה בקצב מהיר יחסית, אבל בכמות מוגבלת, לשנייה (האירובית) לוקח זמן להתניע ב״טורים גבוהים״ והקצב בו היא מספקת את האנרגיה הוא יותר איטי. אבל, היתרון של המערכת האירובית הוא ייצור אנרגיה בכמות יותר גדולה (פי 13) והיכולת להשתמש במקורות שונים (פחמימות שונות, שומנים, לקטט, ואם צריך גם חלבונים) כדי לייצר את האנרגיה.
שתי מערכות אלו מקורן בשלב משותף: הגליקולזה – פירוק של מולקולת גלוקוז (שהוא חד-סוכר) והפיכתו, בסדרה של תהליכים, לפירובט. במהלך שלב זה מתקבלות שתי מולקולות של ATP.
ההבדל בין האירובית לאנארובית הוא בתוצר שמתקבל בהמשך התהליך: המערכת האירובית ״תכניס״ את הפירובט לשרשרת תהליכים נוספת, במהלכה יש צורך בחמצן ויוני מימן, ובסוף התהליך יתקבלו 36 מולקולות נוספות של ATP. לעומת זאת, המערכת האנאירובית פועלת ללא חמצן ובה הפירובט שנוצר בחלקו הראשון של התהליך הופך ללקטט (lactate).
ככלל, חוץ מבפעילות אול-אאוט של פחות מדקה (אולי שתיים) בה המערכת האנאירובית תורמת לייצור אחוז גבוה יותר מסך אספקת האנרגיה, בכל פעילות אחרת גם אם היא מאומצת מאוד המערכת האירובית תהיה אחראית לאספקת רוב האנרגיה הדרושה. בנוסף, ככל שזמן הפעילות מתארך (שוב, ללא תלות במאמץ) התרומה היחסית של המערכת האירובית תעלה, עד שזו תגיע לקצב ייצור האנרגיה המקסימלי שלה – שהוא לעולם לא 100% מכלל האנרגיה – ובו היא תישאר עד סיום הפעילות. במקביל המערכת האנאירובית תעבוד ברקע ותדאג להשלים לגוף את שאר האנרגיה הדרושה.
חזרה ללקטט
הלקטט עצמו הוא דווקא תוצר לוואי יעיל ביותר שלמעשה משמש כמקור אנרגיה לאיברים שונים כגון הלב ושרירי השלד שאינם נמצאים תחת עומס גבוה. לשרירים/איברים אלו יש זמן לייצר אנרגיה במסלול האירובי ה״איטי״ יותר ולכן הם לוקחים את הלקטט והופכים אותו חזרה לפירובט (עליו דיברנו קודם), ועל ידי כך הם בעצם ״שומרים״ מקורות אנרגיה אחרים לשרירים שכרגע עובדים קשה יותר.
בנוסף, גם הכבד יכול להפוך את הלקטט חזרה לגלוקוז בו אפשר שוב להשתמש כדי לייצר אנרגיה, או לאגור אותו לשימוש עתידי, כמו שקורה אחרי הפעילות בה הצטבר הלקטט בשריר ובדם וצריך ״לפנות״ אותו.
במנוחה ובזמן פעילות בעצימות קלה או בינונית, קצב ייצור הלקטט איטי יותר, או שווה לקצב בו הוא מפונה מהשריר ומהדם וכך רמות הלקטט בגוף נשארות נמוכות. כשהלקטט מצטבר גם קצב השימוש בו על ידי שרירים ואיברים אחרים גובר, מה שמאפשר למקורות כמו גלוקוז וגליקוגן להיות זמינים לשרירים שמבצעים את הפעילות הספורטיבית וצריכים אנרגיה בזמינות גבוהה.
אז למה בעצם יש לחומצת חלב (lactic acid) שם רע?
זה כנראה בגלל החומצה בסיפור… החומצה שב״חומצת חלב״ היא בעצם יוני מימן (+H) שמשתחררים כתוצר לוואי במסלול האנאירובי של ייצור אנרגיה, וקצב הייצור שלהם זהה (יחס של 1:1) לקצב הייצור וההצטברות של הלקטט. חשוב להדגיש שהייצור של שני התוצרים הללו אינו תלוי באופן ישיר אחד בשני. ההצטברות של יוני מימן מורידה את רמת ה- pH, כלומר הופכת את הסביבה ליותר חומצית. המערכת האירובית עושה שימוש ביוני מימן בזמן תהליך ייצור האנרגיה, אבל כאשר המערכת הזו לא עומדת בקצב הדרישה האנרגטית של הגוף יוני המימן מצטברים והם אלה שגורמים לכל ה״שיבושים״, שבדרך כלל מתקשרים להצטברות חומצת חלב – כמו ירידה ביעילות כיווץ השריר שמובילה לירידה בכוח, ״עייפות״ ופגיעה בשלבים שונים של שרשרת התהליכים במערכות ייצור האנרגיה.
תחת תנאים מסוימים, הלקטט ויוני המימן (החומצה) מתחברים אחד לשני ויוצרים את ״חומצת החלב״ הידועה לשמצה, אך מאחר ותוצר זה אינו יציב מולקולת חומצת החלב מתפרקת כמעט מיד בחזרה ליון מימן וללקטט. כלומר, רוב הזמן אין לנו בגוף ״חומצת חלב״, אלא שתי מולקולות הנמצאות בגוף במצב נפרד, ולכן ברוב המקרים חומצת החלב למעשה לא משחקת תפקיד משמעותי בתהליכים הפיזיולוגיים. הלקטט, שעומד בפני עצמו, הוא למעשה מקור אנרגיה חיוני וחשוב לגוף, ולעומת זאת, יוני מימן והחומציות שהם גורמים (באופן נפרד מהלקטט), פחות טובים לנו מבחינת עייפות שרירית וייצור אנרגיה יעיל. לכן בשביל לעבוד בצורה יותר יעילה עלינו לאמן את את המערכת האירובית כדי שתוכל להשתמש בפירובט ויוני מימן יותר מהר.
הצטרפו חינם לניוזלטר התכנים האיכותיים שלנו:
סח”ח זה לא קיר – הכירו את “סף חומצת החלב” (סח”ח)
כבר בשנות ה70 של המאה הקודמת פיזיולוגים זיהו שיש קשר הדוק בין הסח״ח ליכולות ספורטיביות, וכיום ידוע שניתן להשתמש בסף זה לחיזוי יכולת אירובית וביצועים ספורטיביים. בנוסף, הסח״ח, או יותר נכון – מהירות הריצה בסף זה ואיזה אחוז מ”תקרת” היכולת האירובית הוא מייצג (צריכת חמצן מירבית או VO2max), הם כלים מאוד יעילים למעקב אחרי שינויים (שיפור או ירידה) ביכולת האירובית.
כל מי מאיתנו שמבצע פעילות גופנית באופן קבוע מכיר את ההרגשה שמעל קצב או עומס מסוימים נהיה לנו פתאום יותר קשה ויש תחושה שאם נישאר בקצב/עומס האלה כנראה שהזמן שלנו קצוב עד שנצטרך להוריד קצב.
היום ידוע שזה לא תוצר אחד או רק המעבר מהמערכת האירובית לאנארובית שגורם לכך, אלא שילוב מערכות.
סף חומצת חלב (סח״ח) – מתייחס לשלב שבו קצב ייצור הלקטט עולה על קצב הפינוי שלו מהמערכת (בעקבות העלאת המהירות/עומס), וכתוצאה מכך ערכי הלקטט בדם עולים על הערכים המצויים במנוחה. בשביל רצים חובבנים,
מהירות הסף (סח״ח) מקבילה, פחות או יותר, לקצב ריצת מרתון. אגב, ספורטאי עילית יכולים גם לרוץ הרבה מעבר לסף הזה וקרוב יותר למהירות הקריטית.
ברגע שעוברים את הסח״ח, הגוף מתחיל להשתמש יותר בפחמימות כמקור אנרגיה, ומגייס יותר סיבי שריר מהירים (סיבים לבנים) שהם פחות יעילים ומסתמכים יותר על גליקוגן ופחמימות מאשר על שומנים לייצור אנרגיה. כתוצאה מכך, המערכת האירובית לא מספיקה לעמוד בקצב הפינוי ורמות הלקטט עולות לרמות גבוהות מאלו במנוחה או בפעילות קלה.
הסח”ח מעניין בזכות היותו אינדיקטור לשינויים שקורים בשריר ובגוף כולו ברגע שעוברים סף עצימות מסוים. מחקרים רבים הראו שכדי לשפר את הסח״ח יש לכלול בתכנית האימון גם אימונים בעצימות גבוהה מספיק על מנת ש״יגרו״ את הסף, כלומר אימונים ממושכים על מהירות הסף האינדיבידואלית אך גם אימוני טמפו, פרטלק או אינטרוולים מעבר לסף (בקצב ריצה גבוה מהירות הסף).
השיפור בסח״ח מגיע ממספר מנגנונים שגורמים, בסופו של דבר, גם לייצור מופחת של לקטט וחומציות באותה עצימות של פעילות כמו בעבר, ״לפינוי״ יותר מהיר של הלקטט וגם להתמודדות יותר טובה של הגוף עם השינויים הביוכימיים שקורים. פרקטית, העלאת הסח״ח מאפשרת לרוץ במהירות גבוהה יותר בשביל אותה רמת מאמץ, או אם מסתכלים על זה אחרת – אותה מהירות ריצה עכשיו תרגיש פחות מאומצת והדופק בה יהיה יותר נמוך (גרף 3).
אבל הסח”ח הוא לא בהכרח הסף החשוב עבורכם – מה שחשוב לדעת הוא שבין הסח”ח למהירות קריטית יש טווח רחב יחסית של עצימות שכן צריך להתחבר אליו עבור שיפור ביצועים בריצות ארוכות – זה לא נקודת על חזור, יש עוד טווח מהירות/דופק מעל שניתן להיות בו לא מעט זמן: הכירו את “המהירות הקריטית”!
בדיקת דם תוך כדי טסט בעצימות מתגברת לאיתור הספים
הכירו את “המהירות הקריטית”
המהירות הקריטית – (critical speed בריצה או critical power באופניים) – היא מונח פחות מוכר לרוב הספורטאים, המייצג סף שנמצא בערך ב״אמצע הדרך״ בין הסח״ח לצריכת החמצן המירבית (תקרת היכולת האירובית). אותו ממש ניתן להרגיש כשמעלים קצב או עצימות. הסף הקריטי מקושר ל Maximal Lactate Steady State ולLactate Turn Point.
ברגע שנגביר מהירות או נעלה עצימות מעבר ל-critical speed, רמות הלקטט וצריכת חמצן רק ימשיכו לעלות עוד ועוד ויגיעו לרמות מקסימליות, בעוד רמות ה-pH וה-ATP (מטבע האנרגיה אותו הזכרנו), ירדו לגבול נמוך מסויים איתו הגוף מסוגל להתמודד. ברגע שהשינויים האלה קורים, ״העייפות״ מכריחה את הגוף להפסיק, או לפחות להוריד קצב/עצימות.
הסף הקריטי הזה מקביל בערך לקצב בחצי מרתון אצל רצי עילית, או 10 ק״מ אצל פחות מאומנים.
גרף 2: מיקומם של סף חומצת החלב (קו מאוזן כחול) והסף הקריטי (קו מאוזן ירוק) כפונקציה של מהירות. עוד ניתן לראות לפי הנקודות הכחולות שהיחס בין מהירות ריצה לזמן (שניתן ״להחזיק״ במהירות הזאת) אינו יחס ישיר, אלא ככול שמתקרבים לסף הקריטי גרף כמעט מתיישר והזמן מתארך לעומת הירידה במהירות. האסימפטוטה של הקו מתארת את הסף הקריטי:
איך נדע איפה סף חומצת החלב שלנו?
במעבדה לפיזיולוגיה ניתן למדוד את הסף, או יותר נכון להעריך איפה הוא – במונחי דופק ובמונחי מהירות.
לרוב האנשים אין גישה למעבדה או למכשיר למדידת לקטט, ולכן מסתמכים על דופק לקביעת ספים. הבעיה שהשיטה הזאת מצד אחד יכולה להיות מאוד יעילה אם משתמשים בה נכון, אבל מצד שני יכולה גם להיות הרסנית, בעיקר כי הדופק יכול להיות מאוד מושפע מגורמים חיצוניים (ריצה בעלייה, חום, וכו) וכן גורמים ״פנימיים״ (עייפות, שתיית קפאין, אפילו חוסר קל בנוזלים, ועוד).
הדעות המדעיות והמקצועיות מאוד חלוקות לגבי האם ניתן לחזות את הסח״ח על ידי שימוש בדפקים, ואם כן מהו טווח הדופק שמתאים לסף זה. לדוגמא, הפיזיולוג ומאמן הריצה המוערך ג׳ק דניאלס ממליץ ש״אימוני סף״ יהיו ב- 88-92% מהדופק המירבי. אבל, לפי השיטה שלו קצב הריצה בסף (וב- zones אחרים) מוערך על ידי חיזוי צריכת החמצן המירבית משיאים אישיים והתאמת קצב הריצה לצריכת החמצן החזויה – כלומר לא עובדים בהכרח עם דופק אלא עם קצב (הערת צד – הספרים של ג׳ק דניאלס מהווים תנ”ך למאות, אם לא אלפי, רצים בארה”ב ומומלץ לעניין בהם).
לעומת זאת מאמן הטריאתלון ג׳ו פריאל מעריך שהדופק בסח״ח בריצה שווה לממוצע הדופק ב20 דקות האחרונות של time trial של 30 ד׳, ויש שיטות נוספות אשר לרבות מהן אין אסמכתה מדעית.
בטבלה הבאה:
בצד שמאל עמודה של קצב התחרות שלכם – התוצאה העדכנית האחרונה שלכם במאמץ מקסימלי למרחק של 5 ק”מ או 10ק”מ. לאורך הטבלה – הערכת קצב ממוצע שלכם בכל אחד מטווחי העבודה של רוב תוכניות האימונים. סף חומצת החלב נמצא כנראה באיזור 2-3 בעוד שהמהירות הקריטית באיזור 5a.
גרף 3. שיפור בפרופיל הלקטט בעקבות שיפור ביכולת הגופנית לאחר אימונים אירוביים (במקרה הזה במשך תקופה של 6 שבועות). ניתן לראות שבעקבות תקופת אימונים (העיגולים המלאים) ניתן לרוץ במהירות גבוהה יותר לפני שהלקטט מתחיל להצטבר בדם. לחילופין עבור מהירות נתונה של 11 קמ”ש שלפני תקופת האימון כבר הייתה מעבר לסח״ח (הנקודה בה יש שבירה של הגרף כלפי מעלה) אחרי האימון עדיין נמצאת מתחת לסף:
Critical speed – אם נעשה סדרה של ריצות ״All Out״ של 3, 5 ו- 10 ק”מ ונשים אותם על גרף של מרחק מול זמן נקבל גרף שנראה ככה. בריצות הקצרות יותר המהירות תהיה גבוהה, וככל שזמן המאמץ ייעלה המהירות תרד. השיפוע של הקו שמחבר בין הנקודות (מרחק/זמן) זוהי המהירות הקריטית. בגרף פה השיפוע הוא 226 מטר בדקה (13.6 קמש).
גרף 4. חיזוי המהירות הקריטית (השיפוע של הגרף) מזמנים ב3, 5 ו-10 ק״מ.
לסיכום
האינטרקציה בין המערכות המטבוליות בגופנו בזמן פעילות גופנית זה דבר מורכב, ולרוב, בעיקר כשלא מדובר בספרינט של כמה שניות, לא ניתן לעשות הפרדה מלאה בינהן. כדאי להכיר את מקורות האנרגיה ותוצרי הלוואי של כל מערכת על מנת ליעל את תכנית האימונים. הידע הזה יסייע לנו להבין מה בעצם מפריע לנו להמשיך לרוץ במהירות נתונה או מה מונע מאיתנו לרוץ מרחק מסויים יותר מהר.
היכרות עם הערכים האישיים של כל אחד מאיתנו, ומדידה שלהם לאורך עונת האימונים יהוו אינדיקציה לשיפור ביכולת הגופנית. חשוב להבין שהספים (סח״ח והמהירות הקריטית) מייצגים שינויים פיזיולוגיים חשובים ושאצל כל אחד הספים הללו קורים/נמצאים באחוז שונה מסף היכולת.
בעוד שהסח״ח מייצג מעבר להסתמכות יותר גדולה על המערכת האנאירובית וכתוצאה מכך ייצור מוגבר של לקטט, יש לזכור שתוצר לוואי זה הוא דווקא חיובי, ויותר מכך – שניתן לרוץ גם במהירות שגבוהה מסף זה גם במשך שעתיים ויותר. בניגוד לכך, סף המהירות הקריטית, כשמה כן היא – מייצגת את המהירות שמעבר לה מתחילים שיבושים ״קריטיים״ יותר בגוף, ולכן ברגע שמהירות הריצה שלנו תעבור את הסף הזה נהיה מוגבלים בזמן, כתלות בכמה המהירות נמצאת מעל לסף.
- Cairns (2006) – Lactic acid and exercise performance : culprit or friend?
- Gladden (2004) – Lactate metabolism: a new paradigm for the third millennium.
- Robergs (2004) – Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis
- Carter (1999) – Effect of 6 weeks of endurance training on the lactate minimum speed
- Florence (1997) – Relationship of critical velocity to marathon running performance
- Midgley (2007) – Training to Enhance the Physiological Determinants of Long-Distance Running Performance
- Jack Daniels – Daniels’ Running Formula
- Smith (2001) – The relationship between critical velocity, maximal lactate steady-state velocity and lactate turnpoint velocity in runners
- Jones (2010) – Crit ̇ical Power: Implications for Determination of VO2max and Exercise Tolerance
- Jones (2009) – Physiological demands of endurance sports