الحد الأقصى للأوكسجين المُستهلك ( (VO2maxد. موفق مجيد المولى
تقاس اللياقة البدنية بحجم الأوكسجين المُستهلك خلال التدريب بالحد الأقصى من القابلية البدنية فهو الحد الأقصى من الأوكسجين بالمليمتر الذي يَستخدمه الفرد في الدقيقة الواحدة لكل كلغم من وزن الجسم(ملم/ كغم/د ) فقيم الحد الأقصى من الأوكسجين العالية تَعني اللياقة الأكثر للاعبين والذي يَعني التدريب بقوة أكثر وبشدة أعلى مقارنة مع أقرانهم ممن لا يتصفون باللياقة العالية ولقد وَضحت الكثير من الدراسات إمكانية زيادة الأوكسجين المُستهلك بالعمل بشدة تَرفع من المعدل القلبي بين(65% إلى 85% )من الحد الأقصى لمدة لا تقل عن 20 دقيقة من 3-5 مرات في الأسبوع ولقد تبين بأن معدل(VO2max ) عند الرياضيين الذكور يعادل 3-5 لتر/ دقيقة وبالنسبة للرياضيات الإناث 2.7 لتر/ دقيقة وهنالك حدود بدنية تحد من المعدل الذي تُطلق فيه الطاقة بطريقة هوائية معتمدتاً على:
• القابلية الكيميائية لجهاز أنسجة الخلايا العضلية على تحليل الوقود.
• القابلية المشتركة للجهازين القلبي والدموي على نقل الأوكسجين للجهاز النسيجي العضلي.
• وقد أُشير إلى أن هناك حقائق فسيولوجية تَشترك بتحديد (الحد الأقصى من الأوكسجين المستهلك) حيث ترتبط تلك بنضرتين تَدعي الأولى(نظرية الاستخدام) والتي تَدعي بأن محدودية الحد الأقصى من الأوكسجين المستهلك ترتبط بقابلية الجسم على استخدام الأوكسجين بينما تدعي الثانية(نظرية التقديم) بأن الأمر مرتبط بقابلية الجسم على تجهيز الأوكسجين للأنسجة النشطة ففي دراسة(Saltin B, Rowell LB ) هناك تأكيد بأن المُحدد الرئيسي يَكمن في قابلية الجسم ومدى كفائته على نقل الأوكسجين للأنسجة النشطة بينما تؤكد دراسة(Gollnick PD et al ) على العلاقة الضعيفة بين قابلية الجسم على استخدام الأوكسجين وبين الحد الأقصى للأوكسجين المستهلك.ولقد اُستحدثتْ جداول خاصة لكمية الأوكسجين المستهلك عند مختلف المجاميع العمرية لغير الرياضيين وكذلك للرياضيين.
Age Male Female
10-19 47-56 38-46
20-29 43-52 33-42
30-39 39-48 30-38
40-49 36-44 26-35
50-59 34-41 24-33
60-69 31-38 22-30
70-79 28-35 20-27
أما بالنسبة للرياضيين فتوضح النتائج بالجدول أدناه من قبل (ويلمور وكوستل)
Sport Age Male Female
Baseball 18-32 48-56 52-57
Basketball 18-30 40-60 43-60
Cycling 18-26 62-74 47-57
Canoeing 22-28 55-67 48-52
Football (USA) 20-36 42-60
Gymnastics 18-22 52-58 35-50
Ice Hockey 10-30 50-63
Orienteering 20-60 47-53 46-60
Rowing 20-35 60-72 58-65
Skiing alpine 18-30 57-68 50-55
Skiing nordic 20-28 65-94 60-75
Soccer 22-28 54-64 50-60
Speed skating 18-24 56-73 44-55
Swimming 10-25 50-70 40-60
Track & Field - Discus 22-30 42-55
Track & Field - Running 18-39 60-85 50-75
Track & Field - Running 40-75 40-60 35-60
Track & Field - Shot 22-30 40-46
Volleyball 18-22 40-56
Weight Lifting 20-30 38-52
Wrestling 20-30 52-65
Tables adapted from: Wilmore JH and Costill DL. (2005) Physiology of Sport and Exercise: 3rd Edition. Champaign, IL: Human Kinetics
يوضح الجدول( )قيم الحد الأقصى من الأوكسجين المستهلك لمجموعة مختارة من الرياضيين والرياضيات.
VO2max (ml/kg/min) Athlete Gender Sport/Event
96.0 Espen Harald Bjerke Male Cross Country Skiing
96.0 Bjorn Daehlie Male Cross Country Skiing
92.5 Greg LeMond Male Cycling
92.0 Matt Carpenter Male Marathon Runner
92.0 Tore Ruud Hofstad Male Cross Country Skiing
91.0 Harri Kirvesniem Male Cross Country Skiing
88.0 Miguel Indurain Male Cycling
87.4 Marius Bakken Male 5K Runner
85.0 Dave Bedford Male 10K Runner
85.0 John Ngugi Male Cross Country Runner
73.5 Greta Waitz Female Marathon runner
71.2 Ingrid Kristiansen Female Marathon Runner
67.2 Rosa Mota Female Marathon Runner
Vo2 max العمر و
هنالك علاقة عكسية بين هذا المفهوم وبين العمر فكلما زاد العمر قلت الكمية المُستهلكة ففي دراسة بواسطة( )وجد معدل النقصان يعادل(0.46)ملم/كغم/د لكل سنة بالنسبة للرجال أي ما يعادل(1.2%) وكان المعدل عند النساء يساوي(0.54) أي ما يعادل(1.7%) ولقد فُسر هذا النقصان لعدة أسباب من بينها النقصان في الحد الأقصى للمعدل القلبي وحجم الضربة الواحدة.
(VO2max ) والأداء الرياضي
يُعتبر الحد الأقصى للأوكسجين المستهلك م}شر ضعيف لتوقع الأداء الرياضي ولكن قياسا السرعة(vVO2max ) والزمن(imvVO2maxt) الذي يَعمل فيهما الرياضيين خلاله سيوفر مؤشر مهم للأداء الرياضي.
اختبارات تقويم (VO2max )
من المكن تحديد وتوقع الحد الأقصى للأوكسجين المستهلك باستخدام أحد الاختبارات التالية:
تحسين الحد الأقصى للاوكسجين المُستهلك
هذه جملة من الخطوات وضعت من قبل (Astrands a work physiologists) ) لتحسين الحد الأقصى للأوكسجين المستهلك
• الركض بالجهد القصوى لمدة 5 دقيقة ولاحظ المسافة التي قٌطعت خلال ذلك الزمن ولنفترض أن المسافة كانت 1900 متر ثم أسترح لمدة 5 دقائق ثم اركض نفس المسافة(1900)م بنسبة 20% أبطأ من المرة السابقة أي في 6 دقيقة ثم أسترح لمدة 30 دقيقة وكرر ذلك عدد من المرات حتى يصبح المجموع الكلي للمسافة المقطوعة 10 كلم.
• الركض بالجهد القصوى لمدة (4) دقيقة ولاحظ المسافة التي تم قطعها في ذلك الزمن ثم أسترح لمدة (4) دقيقة ولنفترض أن المسافة المقطوعة كانت (1500) متر ثم اركض نفس المسافة بسرعة أقل من السرعة الأولى بمقدار(15%) أي (4) دقيقة و (36) ثانية مع (45) ثانية راحة ثم كرر المحاولات عدة مرات وهذا يُقرب سرعتك من الوقت بين (5) و (10) كلم.
• الركض بالجهد الأقصى لمدة 3 دقيقة وملاحظة المسافة المقطوعة ولنفترض ان المسافة كانت 1000 متر ثم كرر ركض المسافة لعدة مرات بمعدل 10% أبطأ أي 3 دقيقة و 18 ثانية مع 60 ثانية راحة ثم تكرار المحاولات ة وهذا يُقرب سرعتك من زمن 5 كلم.
• الركض بالجهد الأقصى لمدة 5 دقيقة ولاحظ المسافة المقطوعة ولنفترض ان المسافة المقطوعة كانت 1900 متر ثم استرح لمدة 5 دقيقة ثم اركض المسافة بمقدرة (5%) أبطأ مع دقيقة ونصف راحة وهذا يعادل سرعتك في مسافة 3 كلم ( 5.15 دقيقة/1900 متر).
• الركض بالجهد الأقصى لمدة 3 دقيقة ولنفرض أن المسافة المقطوعة كانت 1100 مترو بعد الراحة يركض الرياضي نفس المسافة بسرعة أقل بمقدار 5% من السرعة الأولى أي بزمن 3 دقيقة و9 ثانية وبعد دقيقة واحدة من الراحة يكرر الرياضي الركض عدة مراتوهذه هي سرعة الرياضي في 3 كلم.
متى وكيف
لقد أُقترح تنفيذ التدريب1و2 خلال فصل الشتاء مرة واحدة في الأسبوع وتنفيذ التمارين 3و4و5 خلال وحدات تدريب الميدان مرة واحدة في الأسبوع بطريقة 800 متر إلى نصف المارثون آخذين بالاعتبار حالة الرياضي قبل كل وحدة تدريب ولهذا يكون تنفيذ الركض بالجهد الأقصى يجب أن يكون في كل مناسبة أكثر أو أقل من المسافة السابقة التي تم تنفيذه علما بأن الوقت الأقصى للجهود هي بحد ذاتها نوعية تدريب جيدة فلإذا كان معدل النبض لا يغطي 120 ضربة/دقيقة خلال فترة الراحة الممنوح للرياضيين فيجب في هذه الحالة تمديد فترة الراحة قبل تكرار الركض مرة ثانية مما يتطلب الالتزام الصارم بفترات الراحة بين الركض فتعخمل هذه التمارين على الانتعاش من تكرار الركض وعند تكملة التمارين الخمسة أعلاه خلال شهر واحد فإن الخبرة تُوضح التحسينات الكبيرة في الأداء.
تأثير الارتفاع
يحدث نقصان واضح في الحد الأقصى للأوكسجين المُستهلك كلما زاد الارتفاع عن 1600 متر ولكل 1000 متر فوق ذلك الارتفاع(1600م) يقل الحد الأقصى بمقدار (8-11%) ويعزى هذا النقص بشكل كبير للنقص الحاصل في الحد الأقصى للناتج القلبي الذي هو(ناتج المعدل القلبي وحجم الضربة) فيقل حجم الضربة نتيجة للنقص المباشر لحجم بلازما الدم.
البيانات المعيارية للحد الأقصى للأوكسجين المُستهلك
الإناث(ملم/كغم/د)
Age Very Poor Poor Fair Good Excellent Superior
13-19 <25.0 25.0 - 30.9 31.0 - 34.9 35.0 - 38.9 39.0 - 41.9 >41.9
20-29 <23.6 23.6 - 28.9 29.0 - 32.9 33.0 - 36.9 37.0 - 41.0 >41.0
30-39 <22.8 22.8 - 26.9 27.0 - 31.4 31.5 - 35.6 35.7 - 40.0 >40.0
40-49 <21.0 21.0 - 24.4 24.5 - 28.9 29.0 - 32.8 32.9 - 36.9 >36.9
50-59 <20.2 20.2 - 22.7 22.8 - 26.9 27.0 - 31.4 31.5 - 35.7 >35.7
60+ <17.5 17.5 - 20.1 20.2 - 24.4 24.5 - 30.2 30.3 - 31.4 >31.4
الذكور(ملم/كغم/د)
Age Very Poor Poor Fair Good Excellent Superior
13-19 <35.0 35.0 - 38.3 38.4 - 45.1 45.2 - 50.9 51.0 - 55.9 >55.9
20-29 <33.0 33.0 - 36.4 36.5 - 42.4 42.5 - 46.4 46.5 - 52.4 >52.4
30-39 <31.5 31.5 - 35.4 35.5 - 40.9 41.0 - 44.9 45.0 - 49.4 >49.4
40-49 <30.2 30.2 - 33.5 33.6 - 38.9 39.0 - 43.7 43.8 - 48.0 >48.0
50-59 <26.1 26.1 - 30.9 31.0 - 35.7 35.8 - 40.9 41.0 - 45.3 >45.3
60+ <20.5 20.5 - 26.0 26.1 - 32.2 32.3 - 36.4 36.5 - 44.2 >44.2
Table Reference: The Physical Fitness Specialist Certification Manual, The Cooper Institute for Aerobics Research, Dallas TX, revised 1997 printed in Advance Fitness Assessment & Exercise Prescription, 3rd Edition, Vivian H. Heyward, 1998.p48
النسبة المئوية للمعدل القلبي والحد الأقصى للأوكسجين المستهلك
(% MHR and %VO2max)
من الممكن توقع شدة التدريب كنسبة مئوية من الحد الأقصى للأوكسجين المُستهلك من خلال المعدل القلبي خلال التدريب وقد إمتحن مجموعة من الباحثين بطريقة إحصائية العلاقة بين نسبة المعدل القلبي المئوية والحد الأقصى للأوكسجين المستهلك وقادت النتائج للمعادلة التالية التي توضح الحقائق عبر الجنس والعمر والنشاط
النسبة المئوية للمعدل القلبي=0.64× %الحد الأقصى للأوكسجين+37
الحد الأقصى للأوكسجين والسرعة
% of VO2max Speed
50 Very slow running
60 Slow running
70 Steady running
80 Half Marathon speed
90 10 km speed
95 5 km speed
100 3 km speed
110 1500 metres to 800 metres speed
Related Research Papers
• Swain et al (1994) 'Target HR for the development of CV fitness' - Medicine & Science in Sports & Exercise, 26(1), 112-116
• Wilmore JH and Costill DL. (2005) Physiology of Sport and Exercise: 3rd Edition. Champaign, IL: Human Kinetics
• Sjodin B, Svedenhag J. Oxygen uptake during running as related to body mass in circumpubertal boys: a longitudinal study. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1992;65(2):150-7
• Saltin B, Rowell LB. Functional adaptations to physical activity and inactivity. Federation Proceeding. 1980 Apr;39(5):1506-13
• Gollnick PD, Armstrong RB, Saubert CW 4th, Piehl K, Saltin B. Enzyme activity and fiber composition in skeletal muscle of untrained and trained men. J Appl Physiol. 1972 Sep;33(3):312-9
• Jackson AS, Beard EF, Wier LT, Ross RM, Stuteville JE, Blair SN. Changes in aerobic power of men, ages 25-70 yr. Med Sci Sports Exerc. 1995 Jan;27(1):113-20
• Sports Med 2003; 33(7): 517-538
• Sports Med 2004; 34(14): 967-981