Determination of Anaerobic Threshold Power During the Ski Ergometer Step Test with Increasing Load Using Heart Rate Data

Abstract

Aim. The paper aims to determine the anaerobic threshold (AnT) power level using heart rate (HR) data from different age groups of skilled skiers (from 1st adult sports category to International-level Master of Sports). Materials and methods. The group consisted of 19 crosscountry skiers: females (n = 4) and males (n = 6) of the senior age group; juniors aged 19–20 years (n = 4); males (n = 3) and females (n = 2). To determine the anaerobic threshold level (AnT), the participants were asked to perform step-increasing load (double poling) on the Concept 2 SkiErg ski ergometer. Physical activity was adjusted by the PerfPRO computer program, designed for ergometers using the ANT+ system. Instrumental methods and methods of mathematical statistics were used for the purpose of the study. Results. It was found that regardless of the age group and sports skills, heart rate at the AnT level was in the range of 174.98 ± 1.67 bpm. At the same time, power at the AnT level increased by 55.15 ± 11.12 watts (W) for males and 30.09 ± 7.42 W for females on average with increase in sports skills and transition between age groups. Conclusion. Our study shows that the non-invasive method of determining the AnT level by heart rate is an informative tool for evaluating physical performance, which can be used to identify significant metabolic changes and control the training process. The increase in physical performance is based on the increase in contractile power at the AnT level. Цель работы. Цель настоящего исследования заключалась в определении уровня мощности анаэробного порога по частоте сердечных сокращений (ЧСС) в разных возрастных группах у квалифицированных лыжников-гонщиков (от 1-го спортивного взрослого разряда до МСМК). Материалы и методы. Контингент исследования составили 19 лыжников-гонщиков: девушки (n = 4) и юноши старшей (n = 6) возрастной группы; юниоры 19–20 лет (n = 4); мужчины (n = 3) и женщины (n = 2). Для определения уровня анаэробного порога (АнП) испытуемым было предложено выполнить ступенчато-возрастающую физическую нагрузку одновременным бесшажным ходом на лыжном эргометре Concept 2 «SkiErg». Параметры мощности физической нагрузки задавались и регулировались компьютерной программой PerfPRO, разработанной для работы в синхронизации с эргометрами по системе ANT+. Для достижения поставленной цели в работе использовались инструментальные методы и методы математической статистики. Результаты. Установлено, что независимо от возрастной группы и спортивной квалификации ЧСС на уровне АнП находилась в диапазоне 174,98 ± 1,67 уд./мин. При этом мощность на уровне АнП по мере роста спортивной квалификации и перехода возрастной группы, увеличивалась в среднем на 55,15 ± 11,12 Вт у мужчин и на 30,09 ± 7,42 Вт – у женщин. Заключение. Наше исследование показывает, что неинвазивный метод определения АнП по ЧСС является информативным средством оценки физической работоспособности, с помощью которого можно определить значимые метаболические изменения для управления тренировочным процессом. Рост физической работоспособности основан на увеличении мощности мышечных сокращений на уровне АнП.