- Utholdenhetstrening - Idrettsmedisinsk kurs, trinn Even Jarstad Idrettsfysiolog (MSc) Leder fysiologisk testavd.

Transkript

1 - Utholdenhetstrening - Idrettsmedisinsk kurs, trinn Even Jarstad Idrettsfysiolog (MSc) Leder fysiologisk testavd. - Nimi

2 Disposisjon Hva er utholdenhet? Trening av utholdenhet Trening av det anaerobe energisystemet Trening av det aerobe energisystemet Intervall- vs mengdetrening

3 Hva er utholdenhet? Def.: Organismens evne til å arbeide med relativt høy intensitet over lengre tid Anaerob utholdenhet: Def.: Organismens evne til å arbeide med høy- og svært høy intensitet over relativt kort tid ved hjelp av anaerobe prosesser i musklene Aerob utholdenhet: Def.: Organismens evne til å arbeide med relativt høy intensitet over lengre tid ved hjelp av aerobe prosesser i musklene Gjerset og medarb. (1993)

4 Hva er utholdenhet? Utholdenhet er fysiologisk sett alltid knyttet til energiomsetning (1) Energiomsetning (2): Ekstraksjon av kjemisk energi fra næringsstoffer og lagring av den kjemiske energien i ATP Overføring av lagret kjemisk energi i ATP til biologisk arbeid (f.eks muskelkontraksjon) Fire energisystem (gjendanning av ATP) (2-4): ATP-CP systemet (ADP + ADP ATP + AMP) (CP + ADP C + ATP) Oksidering av fettsyrer (Fettsyre + O 2 + ADP + P CO 2 + H 2 O + ATP) Anaerob energiomsetning (uten O 2 ) Aerob energiomsetning (med O 2 ) Melkesyresystemet (Glu + ADP + P HLa + ATP) Oksidering av glykogen (Glu + O 2 + ADP + P CO 2 + H 2 O + ATP) Økt anaerob- og/eller aerob utholdenhet innebærer derfor at man kan opprettholde en høyere hastighet på henholdsvis den anaerobe- og/eller aerobe energiomsetningen over lenger tid 1. Hallèn (2005) 2. McArdle og medarb Sand og medarb Bahr og medarb. (1991)

5 Anaerob energiomsetning Hva bestemmer hastigheten på den anaerobe energiomsetningen? Den anaerobe kapasiteten Kroppens maksimale evne til anaerob energifrigjøring under ett sammenhengende maksimalt arbeid (1) Den samlede kapasiteten av ATP-CP systemet og og melkesyresystemet (2, 3, 4) 1. Ingjer og medarb. (2006) 3. Hallèn (2002) 2. Frøyd og medarb. (2005) 4. Åstrand og Rodahl (2003)

6 Aerob energiomsetning Hva bestemmer hastigheten på den aerobe energiomsetningen? Den aerobe kapasiteten i øvelsen det akkumulerte O 2 -opptaket (3) Det maksimale oksygenopptaket (VO 2maks ) (1, 2) Definisjon: Den maksimale hastigheten på den aerobe energiomsetningen (3-5) Start Mål Sett på som den viktigste fysiologiske prestasjonsbestemmande faktor under relativt langvarig arbeid (2, 4, 6) Utnyttingsgraden av VO 2maks (1, 2) Den gjennomsnittlige hastigheten på den aerobe energiomsetningen (VO 2 ) over en gitt tid, i prosent av VO 2maks (1) Også en viktig prestasjonsbestemmende fysiologisk faktor i typiske utholdenhetsidretter (1, 7) Arbeidsøkonomien Energikostnaden (VO 2 ) ved en gitt absolutt submaks- imal arbeidsbelastning (9) VO 2 Aerob kapasitet Figur 2. Viser den aerobe kapasiteten (det akkumulerte O 2 -opptaket) i en øvelse. Modifisert etter Frøyd og medarb. (2005) 1. Midgley og medarb. (2007) 3. Bahr og medarb. (1991) 5. Jones og Carter (2000) 7. Costill og medarb. (1973) 9. Saunders og medarb. (2004) 2. Hallèn (b) (2002) 4. Legaz Arrese og medarb. (2005) 6. Åstrand og Rodahl (2003) 8. Hallèn (a) (2002)

7 Trening av utholdenhet Trening av det anaerobe energisystemet Øke den anaerobe kapasiteten Trening av det aerobe energisystemet Øke den aerobe kapasiteten VO 2maks Utnyttingsgraden av VO 2maks Forbedre arbeidsøkonomien Konkurransevarigheten av betydning Tabell 1. Prosentvis (%) bidrag fra anaerob- og aerob energiomsetning ved økende arbeidsvarighet. Modifisert etter Åstrand og Rodahl (2003). Prosess 10 sek 1 min 2 min 4 min 10 min 30 min 60 min 120 min Anaerob 85 % % 50 % 30 % % 5 % 2 % 1 % Aerob 15 % % 50 % 70 % % 95 % 98 % 99 %

8 Trening av det anaerobe energisystemet

9 Trening av anaerob kapasitet Idrettspesifikk trening trene musklene som er involvert i øvelsen (10) Tabell 2. Prosentvis (%) økning ( ) i kreatinfosfat konsentrasjon [CP], kreatin kinase aktivitet (CK akt.) og phosphofructokinase aktivitet (PFK akt.) etter sprint-trening på sykkel hos moderat utholdenhetstrente menn (20-25 år) Type arbeid x pr uke, x uker Sprint-trening 2-7, x s. (maksimal intensitet) Varighet og arb. intensitet Pauser % [CP] % CK akt. % PFK akt. Ref. Aktive, 1:5-1:24 ratio Gange/lett jogg , 8 Teoretisk sett kan det tenkes at intervalldrag på ca 1,5-2,0 min (maksimal arbeidsintensitet) kan være med på å forbedre musklenes buffer kapasitet (10) Tabell 3. Prosentvis (%) økning ( ) i anaerob kapasitet (uttrykt som maksimalt akkumulert O 2 underskudd) etter ulike treningsregimer (løp og sykkel) hos moderat- og relativt godt utholdenhetstrente kvinner og menn (22-42 år) Type arbeid x pr uke, x uker Varighet og arb. intensitet Pauser % Anaerob kapasitet Ref. Sprint-trening/ relativt lange intervaller 2-4, x sek og 3-8 x 2-2,5 min (ca % VO 2maks / 175 % PPO Aktive 2:1-1:15 ratio Gange/lett jogg Lange pauser ( 4 min) av betydning for kvaliteten på alle intervalldragene (9, 10) 1. Rodas og medarb. (2000) 3. Thorsteinsson og medarb. (1975) 5. Tabata og medarb. (1996) 7. Laursen og medarb. (2005) 9. Billat II (2001) 2. Parra og medarb. (2000) 4. Macdougall og medarb. (1998) 6. Medbø og Burgers (1990) 8. Gibala og medarb. (2006) 10. Saltin (1987)

10 Trening av det aerobe energisystemet

11 Hva begrenser VO 2maks? Sentrale begrensninger: Hjertet Det maksimale slagvolumet (SV maks ) blir i dag regnet som den største begrensende, fysiologiske faktor for VO 2maks Lungene Blodet Transportkapasiteten av O 2 over i arterielt blod Oksygenbærende kapasitet (Hb) Perifere begrensninger: Musklene Den maksimale arterio-venøse O 2 differansen Evnen til å ekstrahere O 2 fra blodet Distribuering av hjertets minuttvolum til de arbeidende musklene Bassett og Howley (2000)

12 Trening av VO 2maks (forts.) Øke hjertets SV maks Øke venøs tilbakestrømning (f.eks blodvolumet) En relativt rask-, men muligens også relativt langvarig treningseffekt (dager mnd år) (1, 2) Hva er av størst betydning for respons? Arbeidsintensitet eller varighet? Øke hjertets ventrikkelvolum (VV) mer langtidseffekt (mnd år) (3, 4) For å øke VV må hjertet belastes tilstrekkelig (4) Trening som utfordrer store muskelgrupper (t.d. løping, langrenn, sykling, roing) Hvilken arbeidsintensitet medfører adekvat belastning på hjertet? Eldre teori: Arbeidsintensitet tilsvarende ca % av VO 2maks (75-85 % av HF maks ) (5) SV maksimalt Avflatning ved ca % av VO 2maks (ca % av HF maks ) (6) Blodtrykket (BT) maksimalt Avflatning ved ca % av VO 2maks (ca % av HF maks )) (5) 1. Sawka og medarb. (2000) 3. Saltin, (1987) 5. Macdougall og Sale (1981) 2. Warburton og medfarb. (2000) 4. Midgley og medarb. (2006) 6. Åstrand og medarb. (1964)

13 Slagvolum (ml slag -1 ) Slagvolum (ml slag -1 ) Nyere teori: Trening av VO 2maks (forts.) Arb.intensitet tilsvarende ca 100 % av VO 2maks (ca % HF maks ) (1) SV maksimalt (Merk! Avflatning i SV allerede ved ca % HF maks (ca % VO 2maks ) hos utrente personer)) (2, 3) BT maksimalt (3) Hjertefrekvens (slag min -1 ) Utrente Trente Elite Figur 3. Beregning av hjertets slagvolum ved økende arbeidsbelastning. Hentet fra studien til Zhou og medarb. (2001) (2) Hjertefrekvens (slag min -1 ) Utrente Trente Figur 4. Beregning av hjertets slagvolum ved økende arbeidsbelastning. Hentet fra studien til Gledhill og medarb. (1994) (3) BT ved økande arb.bel. HF Utrente Trente (s min -1 ) /80 117/ /79 125/ /81 141/ /82 158/ /84 174/ /84 190/67 Tabell 4. Blodtrykksrespons ved økende arbeidsbelastning. Hentet fra studien til Gledhill og medarb. (1994) (3) 1. Midgley og medarb., (2006) 3. Gledhill og medarb. (1994) 2. Zhou og medarb. (2001)

14 Trening av VO 2maks (forts.) Øke A-V O 2 diff maks over de arbeidende musklene Idrettsspesifikk trening (utfordre de rette musklene) (1, 2) Øke kapillærtettheten Øke den oksidative kapasiteten Øke myoglobin volumet (?) i muskelcellene Øke transportkapasiteten av O 2 i blodet Høydeopphold f.eks. living high and training low prinsippet (3, 4) andel erytropoietin (EPO) Hct og [Hb] (3, 4) Hva med lungene? Kappillærtettheten ser ikke ut til å øke i lungene etter aerob utholdenstrening (5) 1. Hallèn (2002) 3 Stray-Gundersen og Levine (2008) 5. Dempsey (1986) 2. MacDougall og Sale (1981) 4. Stray-Gundersen og medarb. (2001)

15 Trening av VO 2maks (forts.) Tabell 5. Prosentvis (%) økning ( ) i VO 2maks etter ulike treningsforsøk (sykkel og løp) hos utrente (UT)-, moderat utholdenhetstrente (MUT)- og relativt godt utholdenhetstrente (GUT) kvinner og menn (17-45 år) Arbeid X pr uke, x uker Varighet og arb. intensitet Pauser % VO 2maks Ref. Intervall UT MUT GUT Rel. lange 2-5, x 1-16 min (2-3 x min)* (ca % HF maks ) Rel. korte 2-5, x 8-37 sek (ca 85 % HF maks - maks) Kontinuerlig Passive/aktive, 2:1-1:3 ratio (ca % av HF maks ) Passive/aktive, 1:1-1:8 (24)* ratio (ca % av HF maks ) , 19*, 25, , 6, 12-14, 16, 17, 20, 21*, 27 Rel. langvarig 1-4, min (ca % HF maks ) 3-6, (1**) min (90-180)* (120 min)** (ca % HF maks ) 2-5, min (ca % HF maks ) Ingen , 22, 23, 30, 31, 34-36, , 11, 15, 23-30, 31-33, 37-39, 40*, 44**, , 15, 25, 31, 35, 41-43, OBS! Tabellen inneholder studier med ulik kvalitet 1. Helgerud og medarb. (2001) 10. Poole og Gaesser (1985) 19. Billat og medarb. (2004) 29. Keith og medarb. (1992) 38. Gaesser og Poole (1986) 47. Perry og medarb (2008) 2. Smith og medarb (2003) 11. Cunningham og medarb. (1979) 20. MacDougall og medarb. (1998) 30. Mayes og medarb. (1987) 39. Gaesser og medarb. (1984) 48. Slørdahl og medarb (2004) 3. Smith og medarb. (1999) 12. Fox og medarb. (1973) 21. Rodas og medarb. (2000) 31. Gibbons og medarb. (1983) 40. Dressendorfer og medarb. (2002) 49. Thomas og medarb. (1985) 4. Olsen og medarb. (1988) 13. Fox og medarb. (1977) 22. Mutton og medarb. (1993) 32. Andersson og Henrikson (1977) 41. Örlander og medarb. (1977) 50. Seiler og medarb. (2011) 5. Franch og medarb. (1998) 14. Knuttgen og medarb. (1973) 23. Jarstad (2008) 33. Brynteson og Sinning (1973) 42. Shono og medarb. (2002) 6. Helgerud og medarb. (2007) 15. Bhambani og Singh (1985) 24. Rhanama og medarb. (2007) 34. Ready og Quinney (1982) 43. Atomi og Miyashita (1980) 7. Esfarjani og Laursen (2007) 16. Lesmes og medarb. (1978) 25. Thomas og medarb. (1984) 35. Gaesser og Rich (1984) 44. Goodman og medarb. (2005) 8. Laursen og medarb. (2005) 17. Laursen og medarb. (2002) 27. Tabata og medarb. (1996) 36. Sjödin og medarb. (1982) 45. Pierce og medarb. (1990) 9. Poole og medarb. (1990) 18. McMillan og medarb. (2005) 28. Norris og Petersen (1998) 37. Davis og medarb. (1979) 46. Talanian og medarb. (2007)

16 Trening av utnyttingsgraden av VO 2maks Utnyttingsgraden av VO 2maks påvirkes av varigheten på arbeidet (1) Fysiologisk sett påvirkes/best- emmes utnyttingsgraden av: Den anaerobe terskelen (AT), uttrykt som % av VO 2maks (1) Definisjon: Den høyeste arbeidsbelastning, under dynamisk arbeid med bruk av store muskelgrupper, der det er likevekt mellom elimina- sjon og produksjon av laktat (melke- syre) (2, 3) Figur 5. Viser % VO 2maks (utnyttingsgraden) som en funksjon av konkurransetid og treningstilstand (hentet fra Tønnessen, 2009). Størrelsen på glykogenlagrene i musklene og lever (1) Musklene sin evne til å oksidere fett - en glykogenbesparende effekt (4) 1. Hallèn (b) (2002)) 3. Helgerud og medarb. (2001) 2. Helgrud og medarb. (1990) 4. Holloszy og Coyle (1984

17 Trening av AT %VO 2maks Idrettsspesifikk trening trene de riktige musklene (1) Tabell 6. Prosentvis (%) økning ( ) av AT, målt/uttrykt som laktat terskel (LT) og ventilatorisk terskel (VT) i % av VO 2maks (utnyttingsgraden) etter ulike treningsforsøk (sykkel og løp) hos utrente (UT)-, moderat utholdenhetstrente (MUT)- og relativt godt utholdenhetstrente (GUT) kvinner og menn (19-45 år) Type arbeid x pr uke, x uker Varighet og arb. intensitet Pauser % AT/LT/VT Ref. Intervaller UT MUT GUT Rel. lange 2-4, x 1-3 min (maks x 2 min)* (ca % av HF maks ) Rel. korte 2-4, x 30 sek (maks x 30 sek)* (ca % av HF maks ) Kontinuerlig Aktive, 2:1-1:2 ratio (ca % av HF maks ) Aktive, 1:1-1:9 ratio (ca % av HF maks ) , 6*, *, 7 Rel. langvarig 4, min (ca % av HF maks ) 2-6, 3-12 (30)* min (ca % av HF maks ) 3-5, min (ca av HF maks ) Ingen , , 5, 9-12, 13* , 11 OBS! Tabellen inneholder studier med ulik kvalitet 1. Hallèn (b) (2002) 4. Ready og Quinney (1982) 7. Laursen og medarb. (a) (2002) 10. Gaesser og Poole. (1986) 13. Denis og medarb. (1982) 2. Poole og Gaesser (1985) 5. Gibbons og medarb. (1983) 8. Pierce og medarb. (1990) 11. Henritze og medarb. (1985) 14. Olsen og medarb. (1988) 3. Poole og medarb. (1990) 6. Burke og medarb. (1994) 9. Davis og medarb. (1979) 12. Keith og medarb. (1992)

18 Trening av arbeidsøkonomien Bedre arbeidsøkonomi innebærer: Lavere energiomsetning (målt som VO 2 ) ved en gitt absolutt submaksimal arbeidsbelastning (1, 2) Høyere hastighet ved et gitt O 2 forbruk (3) Hvilke faktorer kan påvirke arbeidsøkonomien? Biomekansiske forhold (f.eks teknikk) (4, 5) Maksimal muskelstyrke (se neste slide) Antropometriske forhold (f.eks vekt) (5) Kan også tenkes at bekledning og skotøy kan påvirke Det har f.eks blitt registrert opptil ca 30 % forskjell i løpsøkonomi mellom løpere med samme VO 2maks (6) 1. Costill og medarb. (1973) 3. Frøyd og medarb. (2005) 5. Saunders og medarb. (2004) 2. Thomas og medarb. (1999) 4. Bahr og medarb. (1991) 6. Daniels (1985)

19 Trening av arbeidsøkonomien Idrettsspesifikk trening utfordre de riktige musklene (1) Tabell 7. Prosentvis (%) forbedring ( ) av arbeidsøkonomien etter ulike treningsforsøk (løp) hos moderat utholdenhetstrente (MUT)- og relativt godt utholdenhetstrente (GUT) kvinner og menn (20-35 år) Type arbeid x pr uke, x uker Varighet og arb. intensitet Pauser % arbeidsøkonomi Ref. Intervaller UT MUT GUT Rel. lange 3, x 4 min (ca % av HF maks ) Rel korte 3, 8 47 x 15 sek (ca % av HF maks ) Kontinuerlig Aktive, 2:1 ratio (ca % av HF maks ) Aktive, 1:1 ratio (ca % av HF maks ) , 3, Rel. langvarig 3, min (ca % av HF maks ) 5, ( min) (ca % av HF maks ) 3, 8 45 min (ca % av HF maks ) Ingen , 3, 5 Ingen Ingen Forbedring av arbeidsøkonomien etter tung styrketrening: 5-8 % hos syklister og løpere: 3-5 set x 3-5RM., 2-3 x pr uke, 8-14 uker (7-9) % hos langrennsløpere: 3 set x 6 RM, 3 x pr uke, 8-9 uker (10-11) 1. Hallèn (2005) 3. Helgerud og medarb. (2007) 5. Jarstad (2008) 7. Støren og medarb (2008) 9. Sunde og medarb. (2010) 11. Hoff og medarb. (2002) 2. Franch og medarb. (1998) 4. Helgerud og medarb. (2001) 6. Dressendorfer og medarb. (2002) 8. Millet og medarb. (2002) 10. Hoff og medarb. (1999)

20 Intervall- eller mengdetrening? Utifra resultat i treningsstudier (intervallarbeid) har det blitt hevdet at: Rolig aerob trening medfører minimal- eller ingen treningseffekt (1) Intensivt intervallarb. er mest adekvat for utvikling av VO 2maks og prestasjonsevne (1) Det tar lang tid (ca 6-10 år) å utvikle en utholdenhetsutøver til toppnivå (2, 3) Kunnskapen fra treningsstudier nyttige, men ikke tilstrekkelige (3) Praktisk erfaring (2, 3) og studier (4-8) av godt utholdenhetstrente utøvere på høyt nivå/elitenivå viser at: ca % av treningstiden lav arbeidsintensitet (ca % av HF maks ) ca % av treningstiden moderat arbeidsintensitet (ca % av HF maks ) ca 8-15 % av treningstiden høy arbeidsintensitet (ca % av HF maks ) medfører forbedring av prestasjonsevnen over relativt lange distanser Hva med utrente- og middels uth.trente personer som trener ca 3-5 økter per uke? Treningseffekt av lignende intensitetsfordeling som godt uth.trente utøvere? 1. Wisløff (2003) 3. Hallèn (b) (2005) 5. Esteve-Lanao og medarb. (2005) 7. Seiler og Kjerland (2006) 2. Hallèn (a) 2005) 4. Billat og medarb. (2001) 6. Esteve-Lanao og Lucia (2007) 8. Tønnesen (2009)

21 Individuell treningseffekt Individuelle forskjeller ift respons/effekt av ulike treningsopplegg Kan skyldes: Genetikk/arv Treningsstatus Utrent Moderat utholdenhetstrent Godt utholdenhetstrent Eliteutøver i utholdenhetsidrett Treningstimuli Ny? Gjentatt over lang tid? Beregning av trenings-/intensitetssoner Prøv ut forskjellige treningsprogram - tør å prøve og feile! Altså, ingen fasit på det optimale treningsprogram

22 Takk for oppmerksomheten!

23 Referanseliste: 1. Bassett JR and Howley ET. Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Med Sci Sports Exerc. 2000; 32(1): Helgerud J, Høydal K, Wang E, Karlsen T, Berg P, Bjerkaas M, Simonsen T, Helgesen C, Hjorth N, Bach R, Hoff J. Aerobic high-intensity intervals improve VO 2max more than moderate training. Med Sci Sports Exerc. 2007; 39(4): Holloszy JO og Coyle EF Adaptations of skeletal muscle to endurance exercise and their metabolic consequences. J. Appl. Physiol. 56: , Midgley A.W., McNaughton L.R. og Jones A.M. Training to Enhance the Physiological Determinants of Long-Distance Running Performance. Sports Med; 37 (10): , Zhou B., Conlee R.K., Jensen R., Fellingham G.W., George J.D. og Garth Fisher A. (2001). Stroke volume does not plateau during graded exercise in elite male distance runners. Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 33, No. 11, pp