محدوده ۷۰ تا ۹۰ دور در دقیقه: چگونه ریتم رکاب‌زنی تعادل بین خستگی عضلانی و فشار قلبی‌عروقی را بهینه می‌کند

هر بار که یک دوچرخه‌سوار به شیبی ۵ درصدی یا باد مخالف شدیدی می‌رسد، با یک انتخاب مکانیکی فوری روبه‌رو می‌شود: رفتن به دنده سنگین‌تر و رکاب زدن با سرعت ۶۰ دور در دقیقه، یا انتخاب دنده سبک‌تر و چرخاندن پدال‌ها با سرعت ۱۰۰ دور در دقیقه. همین یک تصمیم که صدها بار در ساعت گرفته می‌شود، تعیین می‌کند که آیا ابتدا پاها خسته می‌شوند یا ریه‌ها. در واقع، دوچرخه‌سوار در حال مدیریت فعالانه یک بودجه بیولوژیکی است و بار کاری را بین عضلات اسکلتی و سیستم قلبی‌عروقی خود تقسیم می‌کند.

فشار آوردن به دنده سنگین با ریتم پایین به گشتاور بالایی نیاز دارد. هر بار رکاب زدن نیروی قابل‌توجهی از عضلات چهارسر و سرینی می‌طلبد و تارهای عضلانی تندتنیده را در همان مراحل اولیه درگیر می‌کند. از آنجا که پاها به کندی حرکت می‌کنند، ضربان قلب نسبتاً پایین می‌ماند؛ شاید حدود ۱۲۰ ضربه در دقیقه برای یک تلاش متوسط. با این حال، تارهای تندتنیده به‌سرعت خسته می‌شوند و وابستگی شدیدی به گلیکوژن دارند که این امر خستگی عضلانی محیطی را تسریع می‌کند.[5]

در مقابل، انتخاب دنده سبک‌تر و رکاب زدن با سرعت ۱۰۰ دور در دقیقه، فشار را از روی عضلات برداشته و به قلب و ریه‌ها منتقل می‌کند. گشتاور در هر رکاب کاهش می‌یابد و تارهای تندتنیده حفظ می‌شوند، اما سرعت بالای انقباض، ضربان قلب را به ۱۵۰ ضربه در دقیقه یا بیشتر می‌رساند تا اکسیژن مداوم تامین شود. این رویکردِ پرسرعت، مواد زائد متابولیک را به‌طور موثری پاکسازی می‌کند، اما در مجموع هزینه متابولیک بالاتری به همراه دارد.[1]

دانشمندان علوم ورزشی همواره به دنبال نقطه تقاطع دقیقی بوده‌اند که در آن این دو هزینه فیزیولوژیکی به تعادل برسند. اجماع کلی بر این است که محدوده ۷۰ تا ۹۰ دور در دقیقه، منطقه بهینه برای دوچرخه‌سواری استقامتی است. در این بازه، گشتاور به اندازه‌ای پایین است که از ناتوانی زودهنگام عضلات جلوگیری کند و در عین حال، سرعت انقباض به قدری کند است که فشار قلبی‌عروقی را در طول یک سواری سه یا چهار ساعته قابل مدیریت نگه دارد.[3][4]

داده‌های میدانی اخیر دقیقاً کمیت این موازنه را در شرایط خستگی مفرط نشان می‌دهند. یک تحلیل در سال ۲۰۲۵ که در Journal of Sports Sciences منتشر شد، دوچرخه‌سواران حرفه‌ای را در طول تلاش‌های حداکثری مورد بررسی قرار داد. محققان دریافتند که «تأثیر مکانیکی رابطه گشتاور و ریتم، روند افت توان خروجی را در طول تست‌های میدانی همه‌جانبه و طاقت‌فرسا تعیین می‌کند.» زمانی که دوچرخه‌سواران از محدوده بهینه ریتم خارج می‌شدند، توان آن‌ها با سرعت بسیار بیشتری افت می‌کرد.[3]

تاوان رکاب زدن با دنده بیش از حد سنگین در مسافت‌های طولانی بسیار سنگین است. نشریه International Journal of Sports Physiology and Performance یک مرور سیستماتیک بر تمرینات با ریتم پایینِ تحمیلی انجام داد. اگرچه اینتروال‌های با ریتم پایین می‌توانند قدرت عضلانی خاصی ایجاد کنند، اما تکیه بر آن‌ها برای سرعت‌گذاری استقامتی اولیه، ذخایر گلیکوژن موضعی را به‌سرعت تخلیه می‌کند. وقتی پاها سنگین می‌شوند، دوچرخه‌سوار نمی‌تواند به‌سادگی به ریتم بالاتری تغییر حالت دهد، زیرا سیستم عصبی‌عضلانی از قبل دچار اختلال شده است.[5]

با این حال، رویکرد ریتم بالا نیز هزینه‌های پنهان خود را دارد، به‌ویژه در مراحل پایانی یک مسابقه. داده‌های نشریه Sports (Basel) که خستگی را در مسابقات Grand Monuments دوچرخه‌سواری (مسابقاتی که اغلب بیش از ۲۵۰ کیلومتر هستند) تحلیل می‌کند، نشان می‌دهد که با خسته شدن دوچرخه‌سواران، ریتم انتخابی آن‌ها به‌طور طبیعی کاهش می‌یابد. این مطالعه نقش ریتم و گشتاور را در افت توان خروجی ردیابی کرد و نشان داد که حفظ ۹۵ یا ۱۰۰ دور در دقیقه پس از چهار ساعت نشستن روی زین، از نظر متابولیکی غیرقابل تحمل می‌شود.[2]

این ناپایداری متابولیک خود را به شکل رانش قلبی‌عروقی نشان می‌دهد. با افزایش دمای مرکزی بدن و از دست رفتن مایعات از طریق تعریق، قلب باید سریع‌تر بتپد تا فقط همان توان خروجی را حفظ کند. مقاله‌ای در BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation رابطه بین افت ریتم و رانش قلبی‌عروقی را به عنوان یک نشانگر اصلی خستگی برجسته می‌کند. هنگامی که جداسازی هوازی رخ می‌دهد (نقطه‌ای که ضربان قلب بالا می‌رود در حالی که توان ثابت می‌ماند)، دوچرخه‌سواران به‌طور غریزی ریتم خود را پایین می‌آورند تا نیاز قلبی‌عروقی را کاهش دهند.[1]

ریتم بهینه همچنین به‌شدت به رشته خاص و توان خروجی مطلق دوچرخه‌سوار بستگی دارد. نشریه Journal of Science and Cycling رابطه توان و سرعت را در دوچرخه‌سواران پیست که اغلب با شدت‌های بسیار بالا فعالیت می‌کنند، تحلیل کرد. برای یک دونده سرعت پیست که ۱۵۰۰ وات تولید می‌کند، ۱۳۰ دور در دقیقه ممکن است بهینه باشد. اما برای یک دوچرخه‌سوار جاده که ۲۵۰ وات را حفظ می‌کند، همان ریتم مقدار زیادی انرژی را صرفاً برای بالا و پایین بردن جرم پاها هدر می‌دهد.[4]

یافتن نقطه ایده‌آل شخصی در محدوده ۷۰ تا ۹۰ دور در دقیقه نیازمند توجه به سرعت تنفس و احساس عضلانی است. اگر دوچرخه‌سوار نفس‌نفس می‌زند اما پاهایش احساس شادابی می‌کنند، احتمالاً خیلی سریع رکاب می‌زند و باید به دنده سنگین‌تری برود. اگر تنفس او کنترل‌شده است اما عضلات پهن بیرونی (vastus lateralis) او می‌سوزند، بیش از حد به پدال‌ها فشار می‌آورد و به دنده سبک‌تری نیاز دارد.[6]

تحلیل تحریریه فکتلن (Factlen) از ترکیب این مجموعه داده‌ها نشان می‌دهد که هدف ۷۰ تا ۹۰ دور در دقیقه در طول یک سواری ثابت نیست. با مقایسه نرخ افت گشتاور از داده‌های Grand Monuments با نشانگرهای جداسازی هوازی از تحقیق BMC، یک الگوی واضح پدیدار می‌شود: با عبور زمان سواری از مرز سه ساعت، ریتم بهینه تقریباً ۵ تا ۸ دور در دقیقه کاهش می‌یابد. با خسته شدن سیستم قلبی‌عروقی، بدن به‌طور طبیعی سهم کمی بیشتری از بار را به تارهای عضلانی کندتنیده که در برابر خستگی مقاوم‌ترند، منتقل می‌کند.[1][2][6]

دفعه بعد که یک دوچرخه‌سوار در پای یک سربالایی دست به اهرم دنده می‌برد، او فقط نسبت مکانیکی سیستم انتقال قدرت را تغییر نمی‌دهد؛ بلکه در حال انجام یک مداخله فیزیولوژیکی در لحظه است. با ماندن در پنجره ۷۰ تا ۹۰ دور در دقیقه و تنظیم پویای آن با شروع خستگی، دوچرخه‌سواران می‌توانند هم از ذخایر عضلانی و هم از ظرفیت قلبی‌عروقی خود تا خط پایان محافظت کنند.