MPEs vs bursts ตัวไหนคือความสามารถสูงสุดของนักกีฬา

ในระหว่างการเคลื่อนที่ในสนามฟุตบอล กล้ามเนื้อของนักกีฬาจะใช้พลังงานจากกระบวนการเผาผลาญเพื่อทำให้เกิดงานในด้านกลศาสตร์นั่นก็คือการเคลื่อนที่ ด้วยเหตุนี้ การใช้พลังงานและการเคลื่อนไหวทางกลศาสตร์นั้น จึงสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นสองด้านของเหรียญเดียวกัน การรวบรวมข้อมูลการติดตามนักกีฬาในระหว่างการฝึกซ้อมและการแข่งขันช่วยให้สามารถประมาณการทั้งพลังงานเผาผลาญและข้อมูลในการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นข้อมูลเชิงกลศาสตร์ได้ การใช้พลังงานและการเคลื่อนที่ ที่ได้จากกระบวนการนี้เป็นการประมาณการที่แม่นยำยิ่งขึ้นของปริมาณงานทั้งหมดในการฝึกซ้อม ซึ่งดีกว่า การเปรียบเทียบกับระยะทางทั้งหมด เพียงอย่างเดียว (ซึ่งเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์นี้) การใช้พลังงานและการเคลื่อนที่จะคำนึงถึงปริมาณความพยายามเพิ่มเติมที่เกิดจากการเร่งความเร็ว/การชะลอความเร็ว ซึ่งเป็นปัจจัยที่ไม่สามารถมองข้ามได้ในกีฬาประเภททีม นอกจากนี้ ข้อดีของแนวทางทั้งสองนี้ยังให้ข้อมูลเชิงลึกมากขึ้น ไปสู่ช่วงเวลาที่มีความเข้มสูง หากเป็นกรณีนี้ จำเป็นต้องกำหนดความหมายของคำว่าความเข้มสูง ในภาษาที่ใช้ในสนามทุกวัน คำว่าความเข้มสูงมักถูกใช้ในทางที่ผิด มักจะหมายถึงช่วงที่มีความเร็วสูง (เช่น ระยะทางที่ครอบคลุมมากกว่า 7 ม./วินาที) แต่อาจหมายถึงอย่างอื่นเช่น การเร่งความเร็วหรือการชะลอตัว การปะทะ หรือมาตรการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมของนักกีฬา ความเข้มสูงในเชิงเมตาบอลิกและเชิงกลนั้นมีลักษณะเฉพาะอย่างไร?

 

ความหมายของ “ความต้องการทางสรีรวิทยาที่สูง”

บ่อยครั้ง เมื่อพิจารณาพารามิเตอร์ที่คำนวณจากข้อมูลการติดตาม การพิจารณาความต้องการสูงมักถูกมองว่าเป็นส่วนหนึ่งของความต้องการทั้งหมด : ตัวชี้วัดภาระภายนอก อย่างไรก็ตาม หลักการของแนวทางที่กล่าวถึงข้างต้น (เช่น เมตาบอลิกและกลไก) มีทิศทางที่ตรงกันข้าม พยายามที่จะประมาณการความต้องการพลังงานในด้านหนึ่ง และโหลดของกล้ามเนื้อ (Internal Load) ในอีกด้านหนึ่ง แล้วเส้นแบ่งระหว่างภาระภายนอกและภาระภายในอยู่ที่ไหน? การตอบคำถามนี้ค่อนข้างยาก เพราะเราควรพิจารณาข้อจำกัดของการวัดโดยตรงของภาระภายใน (หนึ่งในวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือการวัดอัตราการเต้นของหัวใจ) เพื่อทำความเข้าใจในรายละเอียดว่าการวัดภาระงานที่แม่นยำในกีฬาประเภททีมมีความซับซ้อนเพียงใด

 

เนื่องจากนี่ไม่ใช่วัตถุประสงค์ของบทความนี้ เราจึงสามารถสรุปได้ว่า ตัวแปรใดๆ ล้วนมีขีดจำกัด การรู้จักขีดจำกัดเหล่านี้สามารถช่วยให้เราใช้ตัวแปรเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุด นี่คือกรณีของเหตุการณ์พลังงานเผาผลาญและแรงระเบิด ซึ่งเป็นการกระทำที่ต้องใช้ความพยายามสูงสุดจากมุมมองทางเมตาบอลิกและกลไกตามลำดับ อาจสับสนกับกันและกัน ความหมายที่แท้จริงของ “ความต้องการทางสรีรวิทยาที่สูง” เมื่ออ้างถึงประสิทธิภาพจากมุมมองของพลังงานหรือเชิงกลคืออะไร?

 

ช่วงเวลาการทำงานแบบไม่ใช้ออกซิเจน

เมื่อพิจารณาความต้องการพลังงานในกีฬาประเภททีม ต้องพิจารณาความผันผวนที่ไม่แน่นอนระหว่างการวิ่งที่มีความเข้มสูงและช่วงพักฟื้นอย่างรอบคอบ จริงๆ แล้ว เราควรมองแยกกันเนื่องจาก:

 

  • ช่วงที่ต้องการมากที่สุดจะดำเนินการได้เนื่องจากแหล่งพลังงานแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ส่วนใหญ่เป็นการสลายฟอสโฟครีเอตีน) และมักมีลักษณะโดยพลังงานเมตาบอลิกที่มากกว่าการบริโภคออกซิเจนจริง (ดูรูปที่ 1 พื้นที่สีแดง);
  • ช่วงแบบไม่ใช้ออกซิเจนต้องตามด้วยช่วงพักฟื้นที่ VO₂ สูงกว่าพลังงานเมตาบอลิก และด้วยเหตุนี้บางส่วนของหนี้ออกซิเจนจะถูกชำระคืน หรือร่างกายเรียกว่า การเป็นหนี้ออกซิเจน (Oxygen Deficit) ซึ่งถ้านักกีฬามีการระเบิด หรือ Burst ออกไปมาก ร่างกายก็จะต้องใช้เวลาในการใช้คืนหนี้ออกซิเจน

ด้วยกระบวนการออกซิเดชั่น (ดูรูปที่ 1 พื้นที่สีเขียว); นี่เป็นวิธีเดียวที่นักกีฬาจะรักษาความเข้มเฉลี่ยตลอดการแข่งขันได้

รูปที่ 1 – พลังงานเมตาบอลิก (เส้นโค้งสีแดง) และ VO₂ (เส้นโค้งสีน้ำเงิน) ในระหว่างการออกกำลังกายแบบเป็นช่วงๆ ในช่วงการทำงาน การใช้พลังงานเป็นการผสมผสานระหว่างพลังงานแบบใช้ออกซิเจน (พื้นที่สีน้ำเงิน) และพลังงานแบบไม่ใช้ออกซิเจน (พื้นที่สีแดง) ในทางกลับกัน ในช่วงพัก Intermittent Interval พลังงานส่วนเกินที่ได้จากกระบวนการออกซิเดชั่น (พื้นที่สีเขียว) การวิเคราะห์แหล่งพลังงานแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ใช้ไปในช่วงทำงานก่อนหน้านี้ ทั้งหมดหรือบางส่วน

 

ข้อสังเกตที่สำคัญ

การผสมผสานของความเร็วและการเร่งความเร็วที่นำไปสู่พลังงานเมตาบอลิกที่สูงกว่า VO₂max (และยิ่งสูงกว่าค่า VO₂ จริง) มักเกิดจากกิจกรรมที่ยังห่างจากความสามารถสูงสุดของนักกีฬา เพียงแค่พิจารณาว่า ในระหว่างการวิ่งสปรินต์สูงสุดของนักฟุตบอล  ค่าพลังงานเมตาบอลิกสูงสุดที่ทำได้ (ประมาณ 100 W⋅kg⁻¹) สามารถสูงกว่าการบริโภคออกซิเจนสูงสุดของเขา/เธอ (ประมาณ 20 W⋅kg⁻¹) ถึง 4-5 เท่า ด้วยเหตุนี้ จึงมีหลายช่วงที่ความเร็วปานกลางและการเร่งความเร็ว จะต้องการพลังงานแบบไม่ใช้ออกซิเจน

 

แม้ว่าจะมีข้อจำกัดที่ทราบกันดีในการประมาณพลังงานเมตาบอลิก แนวทางการใช้พลังงานก็ยังเป็นโอกาสที่ดีในการอธิบายการกระทำที่ต้องการพลังงานจำนวนมากเพื่อดำเนินการ (MPEs, Metabolic Power Events) การวิเคราะห์เชิงลึกเกี่ยวกับความสามารถของนักกีฬาในการทำกิจกรรมเหล่านี้ซ้ำแล้วซ้ำเล่าให้ข้อมูลที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับความสามารถของนักกีฬาในการทำการกระทำที่ใช้พลังงานสูงในจังหวะที่แน่นอน ตอนนี้เราทราบดีว่านักกีฬาชั้นยอดสามารถทำกิจกรรมเหล่านี้ซ้ำได้โดยเฉลี่ยทุก 30 วินาที ตลอดระยะเวลาของการแข่งขัน และเวลาพักฟื้นมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น จากช่วงเริ่มเกมไปจนถึงช่วงท้ายเกมส์ นั่นแสดงว่า ยิ่งแข่งขันนานเท่าไร นักกีฬาก็จะใช้เวลาในการพักเพิ่มมากขึ้นตามช่วงระยะเวลาการแข่งขัน ที่น่าสนใจคือ หากเราหมายถึงช่วงที่ต้องการพลังงานสูง (ซึ่งมักอยู่ภายใต้การตรวจสอบอย่างละเอียด) พวกมันกลับไม่เปลี่ยนแปลงมากนักระหว่างเกม กล่าวง่ายๆ คือ นักกีฬาสามารถทำกิจกรรมที่มีความเข้มข้นสูงในลักษณะเดียวกันตลอดระยะเวลาของการแข่งขัน อย่างไรก็ตาม แต่ละการกระทำเหล่านี้สามารถทำซ้ำได้น้อยลงเมื่อเกมดำเนินไป ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถสรุปด้วยคำถามต่อไปนี้: เราสามารถเข้าใจพฤติกรรมของนักกีฬาจากช่วงที่มีความเข้มข้นสูงหรือต่ำได้มากกว่ากัน?

 

การเร่งความเร็วแบบฉลาด

การเร่งความเร็วเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดภาระทางกลศาสตร์ของการเคลื่อนไหวในนักกีฬาฟุตบอล (ในบทความนี้เราจะละเลยการชะลอตัวเพื่อความเรียบง่าย) น่าเสียดายที่โค้ชฟิตเนสผู้เชี่ยวชาญ ได้ตระหนักมานานแล้วว่าการอธิบายการกระทำของระบบประสาทและกล้ามเนื้อสูงโดยใช้เพียงจำนวนการเร่งความเร็วไม่ถูกต้อง เราได้พูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่นี่ สาเหตุมีดังนี้:

 

เกณฑ์การเร่งความเร็วเพียงอย่างเดียวอาจไม่เพียงพอที่จะระบุความพยายามประเภทนี้ เพราะเมื่ออ้างถึงสเปกตรัมความเร็วทั้งหมด ไม่ว่าเกณฑ์สัมบูรณ์ใดๆสามารถแบ่ง  (i) เศษส่วนเล็กๆ ของความเป็นไปได้สูงสุดที่ความเร็วต่ำ หรือ (ii) การเร่งความเร็วสูงสุดที่ทำได้สำหรับค่าความเร็วที่เป็นปัญหา หรือ (iii) การเร่งความเร็วที่ไม่สามารถทำได้จากความเร็วนี้ไปข้างหน้า การกรองความเร็วและการเร่งความเร็วที่สอดคล้องกันสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อผลลัพธ์ในรายงานของเรา จริงๆ แล้วไม่มีข้อสรุปเกี่ยวกับเทคนิค ส่วนหนึ่งเป็นเพราะแนวคิดของ “การเร่งความเร็ว” ยังนิยามได้ไม่ชัดเจน มันคือยอดการเร่งความเร็วในแต่ละก้าวระหว่างการวิ่งหรือไม่? มันคือค่าเฉลี่ยการเร่งความเร็วของระยะดันของแต่ละก้าวหรือไม่? มันคือค่าเฉลี่ยการเร่งความเร็วภายในรอบการเดินทั้งหมดหรือไม่? เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ทำให้แนวคิดของการเร่งความเร็วค่อนข้างไม่ชัดเจน

 

หากเป้าหมายคือการตรวจจับค่าการเร่งความเร็วที่ท้าทายที่สุด ต้องหาทางแก้ไข ในความเห็นของเรา ขั้นตอนแรกของกระบวนการคือการกำหนดโปรไฟล์การเร่งความเร็ว-ความเร็ว (ASP) ตามที่ได้มาจาก (i) วิธีการแบบดั้งเดิมจากการวิ่งสปรินต์สูงสุดหรือ (ii) วิธีการ “ในสถานการณ์จริง” ที่ง่ายกว่า (ดูข้อมูลเพิ่มเติมในลิงก์) ASP ช่วยให้สามารถหาการเร่งความเร็วที่ดีที่สุดที่ทำได้ในสเปกตรัมความเร็วทั้งหมด จากศูนย์ถึงความเร็วสูงสุดของนักกีฬา ดังนั้น ปัญหา ‘เกณฑ์การเร่งความเร็ว’ จึงได้รับการแก้ไข โดยไม่ต้องลงลึกถึงแนวทางกลไกการเคลื่อนไหว สิ่งนี้ช่วยให้เราระบุค่าการเร่งความเร็วที่นำพานักกีฬาเข้าใกล้ ASP ของเขา/เธอได้ เราเรียกการเร่งความเร็วแบบฉลาดเหล่านี้ว่าการระเบิด (bursts)

บทความอื่นๆที่เกี่ยวข้อง

Additional references:

P.E. di Prampero, “Mechanical and Metabolic Power in Accelerated Running-PART I: the 100-m dash” – PubMed
C. Osgnach, “Mechanical and metabolic power in accelerated running-Part II: team sports” – PubMed
C. Osgnach, “How easy is to stumble over acceleration and deceleration?
C. Osgnach, “The limits of acceleration