موفقیت در دوی ماراتن براساس مدل‌های ریاضی

در حقیقت او نگاه دقیقی به محاسبه میزان مصرف کربوهیدرات‌ها هنگام دویدن داشته و تلاش کرده است سرعت مناسب برای دویدن در این مسافت طولانی را ارائه کند.

نتیجه مطالعات بنجامین راپاپورت، دستیابی به یک مدل جدید برای دویدن در مسافت‌های طولانی و با بالاترین راندمان بوده است. این مدل که جزئیات آن در تازه‌ترین شماره نشریه تخصصی زیست شناسی محاسباتی PLoS منتشر شده است به دوندگان ماراتن امکان می‌دهد تا با توجه به ظرفیت هوازی بدن خود محاسبات دقیقی برای دویدن با سرعت‌های مختلف در مقاطع گوناگون یک دوی ماراتن کامل داشته باشند.

این محقق خود در سال 2005 در دوی ماراتن بزرگ نیویورک شرکت کرده و از آن موقع رشته تحقیقاتی را درخصوص دویدن با بالاترین بازده کاری آغاز کرده بود. او در توصیف احساس خود از شرکت در آن مسابقه می‌گوید: زمانی که وارد منهتن شدم و تنها چند کیلومتر با خط پایان فاصله داشتم، احساس می‌کردم پاهایم دیگر روی زمین قرار نمی‌گیرند و دیگر توانی برای ادامه مسابقه ندارند.

در حقیقت او احساسی را تجربه کرده بود که در میان بسیاری از دوندگان دوی ماراتن یک حس مشترک و عادی است که به اصطلاح به آن ضربه زدن به دیوار گفته می‌شود. اساسا در چنین حالتی بدن ورزشکار خالی از سوخت مورد نیاز برای ادامه مسابقه شده و وی را مجبور می‌سازد تا سرعت خود را به طرز قابل توجهی کاهش دهد.

راپاپورت می‌گوید: در چنین وضعیتی احساس می‌کنید که دیگر به جلو حرکت نمی‌کنید. این حالت بیشتر به یک ناامیدی بزرگ روان‌شناختی شباهت دارد چون دونده احساس می‌کند توان بسیار کمی برای ادامه مسابقه دارد و امکان سریع‌تر دویدن وجود ندارد. بررسی‌ها نشان می‌دهند از صدها هزار دونده ماراتنی که همه ساله و در گوشه و کنار دنیا در این مسابقات شرکت می‌کنند، حدود 40 درصد هنگام دویدن و بخصوص در قسمت‌های پایانی مسابقه دچار حالت ضربه زدن به دیوار می‌شوند و جالب‌تر این‌که یک تا 3 درصد این دوندگان نیز تا پیش از رسیدن به خط پایان نقش بر زمین می‌شوند.

در طول انجام حرکات دنباله دار و پیوسته فیزیکی نظیر دویدن و بویژه دویدن در مسافت‌های طولانی، بدن ورزشکار تکیه قابل توجهی بر کربوهیدرات‌ها دارد تا آنجا که بیشترین انرژی مورد نیاز برای ادامه دویدن از جانب کربوهیدرات‌ها تامین می‌شود، هرچند در این میان معمولا چربی‌های ذخیره شده در بدن حجم بیشتری را به خود اختصاص می‌دهند. حجم قابل توجهی از کربوهیدرات‌های مورد بحث از گلوکوژن‌های ذخیره شده در جگر و ماهیچه‌های پا می‌آیند و البته نباید از مقادیر اندک گلوکوز موجود در خون نیز غافل شد. احساس ضربه زدن به دیوار زمانی روی می‌دهد که کربوهیدرات‌های ذخیره شده در بدن کاملا به پایان رسیده باشد که در این مرحله چربی‌های بدن شروع به سوختن می‌کنند. هنگامی که چنین وضعیتی روی می‌دهد سرعت دونده تا 30 درصد کاهش پیدا می‌کند. در این مرحله موادی که از بابت سوخت و ساز چربی‌ها در بدن برجای می‌ماند شروع به افزایش کرده که نتیجه‌ای جز درد و کوفتگی ندارد.

راپاپورت می‌گوید: بسیاری فکر می‌کنند احساس ضربه زدن به دیوار غیرقابل اجتناب است اما در واقع چنین نیست. این جمله را فردی به زبان می‌آورد که تاکنون 18 دوی ماراتن را تجربه کرده است و توانسته زمان 2 ساعت و 55 دقیقه را به عنوان بهترین زمان برای خود ثبت کند. این رکورد به مسابقه دوی ماراتن امسال بوستون مربوط می‌شود. به عقیده وی، برای اجتناب از این حالت باید بدانیم که ظرفیت‌های درونیمان تا چه حد است. دونده پیش از هر کاری باید سرعتی را برای خود تعیین کند که با تکیه بر آن دچار حالت ضربه زدن به دیوار نشود. تنها در چنین حالتی است که دونده می‌تواند به سوخته شدن تدریجی کربوهیدرات‌های ذخیره‌شده در بدنش امیدوار باشد.

این محقق برای دستیابی به این مدل 2 فاکتور بنیادین فیزیولوژیکی را مورد بررسی قرار داده است که عملکرد دوندگان دوهای استقامتی و ماراتن را دچار محدودیت می‌کند؛ ظرفیت هوازی بدن و توانایی ماهیچه‌های پا در ذخیره‌سازی کربوهیدرات‌ها به عنوان گلوکوژن. ظرفیت هوازی بدن که از آن به VO2max یاد می‌شود، مولفه‌ای است که نشان می‌دهد بدن تا چه میزان اکسیژن می‌تواند به ماهیچه‌ها منتقل کرده و هنگام انجام تمرینات هوازی از آنها استفاده کند. اکسیژن برای عملکرد ماهیچه‌ها حیاتی است، زیرا گلوکوز تنها در حضور اکسیژن است که کاملا خرد شده و برای مصرف بدن قابل استفاده می‌شود.

اندازه‌گیری این شاخص مهم با استفاده از یک دستگاه تردمیل صورت می‌گیرد با این حال می‌توان آن را از طریق اندازه‌گیری سرعت ضربان قلب هنگام دویدن با سرعتی ثابت روی تردمیل نیز به‌دست آورد.

با استفاده از مدل مورد نظر این محقق، هر دونده زن یا مردی که خود را برای شرکت در دوی ماراتن آماده می‌کند، می‌تواند با ارزیابی دقیق شاخص ظرفیت هوازی بدن به سرعت مناسب و منطقی برای شرکت در مسابقه و در عین حال تجربه نکردن حالت ضربه زدن به دیوار دست پیدا کند. برای مثال دونده مردی که شاخص VO2max وی 60 است می‌تواند دوی ماراتن را در مدت 3 ساعت و 10 دقیقه و بدون احساس کردن حالت ضربه زدن به دیوار به پایان برساند. این شاخص در عدد 60 بالاترین نرخی است که اکثر دوندگان مرد می‌توانند با سپری کردن تمرینات زیاد به آن دست پیدا کنند.

در حقیقت 3 ساعت و 10 دقیقه زمان بسیار مناسبی است که برای شرکت در بسیاری از مسابقات دوی ماراتن به عنوان زمان ورودی در نظر گرفته می‌شود. به عنوان مثال، مردانی که بین 18 تا 34 سال دارند برای شرکت در دوی ماراتن بوستون باید زمان 3 ساعت و 10 دقیقه را تا پیش از شرکت در مسابقه اصلی به دست آورند. برای زنانی که در این بازه سنی قرار دارند این زمان 3 ساعت و 40 دقیقه است که در عین حال با استفاده از مدل ریاضی این محقق می‌توان برای یک دونده زن با شاخص VO2max در حدود 52 پیش‌بینی کرد.

البته فاکتور دیگری نیز برای موفقیت در دوی ماراتن وجود دارد که نباید از کنار آن با بی‌تفاوتی عبور کرد؛ تراکم ماهیچه‌های پا از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است زیرا ماهیچه‌های بزرگ‌تر می‌توانند گلوکوژن بیشتری در خود
ذخیره کنند.

مترجم: فاطمه پورمزرعه

منبع: Science Daily