Bestemmende faktorer for utholdenhetsprestasjon

Transkript

1 Bestemmende faktorer for utholdenhetsprestasjon fra energiomsetning til nevromuskulær funksjon Christian Frøyd Campus Sogndal 22. november 2017

2 Studier Christian Frøyd Norges idrettshøgskole (Hovedfag 2001) University of Cape Town (PhD 2013) Ansettelse Høyskolen i Østfold (Høyskolelærer/-lektor) Olympiatoppen (Konsulent utholdenhet) Høgskulen i Sogn og Fjordane (HVL) fra 2004 Forskning Seks int. vitenskapelige artikler Bøker om utholdenhet og treningslære Trener i orientering Nydalen ( ), Toppidrettsgymnas Sverige ( , Halden SK ( ), Norges OF ( , 05-07), IFK Göteborg (2008 )

3 Bok Olympiatoppen Filosofi fra Rolf Sæterdal Forfattere: Christian Frøyd, Ørjan Madsen, Espen Tønnessen, Alex Wisnes, Sigmund B. Aasen (red) Energiomsetning bestemmer prestasjonsevnen 3

4 Energiomsetning bestemmer prestasjonen Utøverens Prestasjon (Gjennomsnittsfart) Utøverens energiomsetting per tidsenhet Utøverens arbeidsøkonomi Utøverens Aerobe kapasitet Utøverens Anaerobe kapasitet Utholdenhet trening som gir resultater, OLT 2005 Bassett & Howley, 2000

5 Energimodell - fokus på faktorer ved arbeidets slutt Hastighet og oksygenopptak Hastighet Hvorfor stopper man å løpe? Tid Økt intensitet til utmattelse Tid Samme intensitet til utmattelse Faktoren med størst reduksjon/økning regnes som den begrensende, men er ikkje årsak? Ikke samenheng med virkeligheten?

6 Utrente personer stopper aktiviteten av mentale årsaker ikke begrensning i hjerte- eller skjelettmuskulatur Kayser, EJAP. Exercise starts and ends in the brain.

7 Best Betre Bra

8 Hvordan foregår utholdenhetskonkurranser? Hastighet Tid Fritt valgt hastighet Mål

9 Pacing 9

10 Power (w) Power output er i konstant endring i løpet av en time trial (20 km sykling) Distanse (km) Tucker R et al. Brit J Sports Med 2006: 40:

11 Pacing Velocity of the winner (bold) and the runners successively 5 places further back (e.g., 5th, 10th, 15th) from the Beijing Olympic men s 10 km race. doi: /journal.pone g004 de Koning et al 2011

12 Sitat Martin J Sundby: Kan energiomsetning forklare følgende uttalelse fra Martin J Sundby: - I dag var det blytungt, dessverre. Jeg åpnet som jeg skulle, men så ville bare ikke kroppen mer og det tok jeg hensyn til etter hvert. Jeg må definitivt ha bedre bein enn dette om jeg skal hevde meg i sirkuset neste helg, men det tror jeg at jeg skal klare å justere. Dette var bare en dårlig dag. Jeg var relativt bra på fredag, og jeg er ikke veldig bekymret. (NTB) Aftenposten

13 Pacing strategies during 3 world m record performances by Ethiopia s Haille Gebrsellasie Running speed (km per hour) Total time: : : : Kilometers

14 Running speed (km per hour) Pacing strategies during 3 world m record performances by Ethiopia s Haille Gebrsellasie :22.75 More muscle recruitment Less muscle recruitment Kilometers

15 Running speed (ms -1 ) Different paces at the start indicate the presence of feedforward control. Pacing strategy during world records depends on the exercise duration * Presence of an endspurt indicates the absence of fatigue (?). 800 Mile Interval number Tucker R et al. Int J Sports Physiol Perf 2006: 1;

16 Hva begrenser løpsfarten? 5. ABSENCE OF A BRAIN Loring B. Rowell. Human circulation. Regulation during physical stress. Oxford University Press, New York, p First published in Federation Proceedings 59; , 1980.

17 Modeller for prestasjon 17

18 Trøtthet - definisjoner Fatigue: a failure to maintain the required or expected force (1) Muscular Muscle fatigue Reduction in MVC (2, 3) Central Peripheral Peripheral fatigue Reduction in the muscle s ability to respond to neural excitation (4) Central fatigue Reduction in nervous signals from CNS to the muscles (5) 1; Edwards et al, J Physiol, 1977, 2; Bigland-Ritchie & Woods, Muscle Nerve, 1984, 3; Vøllestad, J.Neurosci.Methods, 1997, 4; Williams & Ratel ; Gandevia, Physiol Rev, 2001

19 Metode - perifer trøtthet Endring i kraftrespons til elektrisk stimulering

20 Utholdenhetsprestasjon SNS Efferent signal Rekruttering av muskelfibrer Feedback

21 Perifer feedback - modell Amann et al (2006). J. Physiol. Arterial oxygenation influences central motor output and exercise performance via effects on peripheral locomotor muscle fatigue in humans

22 Perifer tretthet lik etter 5 km TT selv om pre-fatigued, men sluttspurt for alle TT. Men perifer trøtthet mål 4 min etter målgang! PO & EMG paralleled More fatigue caused less PO & EMG, but did not prevent an end spurt Amann & Dempsey, J. Physiol, 2008

23 Time trial exercise During the TT, the subjects could visually see percentage completed of the TT from 0-100%

24 Trøtthet underveis i aktivitet Froyd et al, Journal of Physiology 2013

25 Trøtthet underveis og etter i aktivitet Froyd et al, Journal of Physiology 2013

26 Isometric exercise to task failure 3x Pre-exercise: 3x5-s MVC + ES TF2A TF2B TF2CS TF2CM Warm-up Trial 2A Trial 2B Trial 2C NMF (5-s MVC + ES) after 1, 2, 4 & 7 min = MVC - maximal effort for 5 s = SS, PS10 & PS100 = SS, PS10, PS100 & TETANUS A Intensity (% of pre-exercise MVC) Trial 1A, 1B and 2A RPE Time (s) Repeat until task failure 60% MVC

27 Mye perifer trøtthet ved isometrisk arbeid, men evnen til å fortsette er trolig avhengig av SNS 125 MVC RMS/M VM MVC SS Trial 2A Trial 2B Trial 2C 100 % of pre-exercise TF TF TF TF A B 2Cs 2CM

28 METHODS Twelve trained subjects (24 ± 6 years) TTs of 3, 10 and 40 min Repetitive self-paced concentric right knee extension at 60 deg s -1 on an isokinetic dynamometer. EMG: VL + VM

29

30 RESULTS - Pacing 64% 55% 46% Froyd et al, MSSE, 2016

31 RESULTS peripheral fatigue -37% -42% Froyd et al, MSSE, 2016

32 RESULTS recruitment central command 75% 55% 66% Froyd et al, MSSE, 2016

33 RESULTS central fatigue Froyd et al, MSSE, 2016

34 RESULTS - RPE Froyd et al, MSSE, 2016

35 Running speed (km per hour) Hvordan kan jeg forklare pacing og tretthet? :22.75 More muscle recruitment Less muscle recruitment Kilometers 35

36 Sluttspurt i s.m. aktivering økning i muskulær og perifer trøtthet, men ingen sluttspurt i pacing kraft for kort TT Short TT Middle TT

37 Ulike faktorer er «begrensende» underveis vs etter aktivitet Endring i maksimalkraft etter aktivitet er i stor grad begrenset av endringer i muskelfibrene, og lite i sentralnervesystemet (sentral tretthet oppstår i liten grad ved akt < 1-2 timer) Underveis vil det være noe tretthet i muskelcellene, men denne trettheten er ikke direkte begrensende i utholdenhetsaktivitet (men indirekte via feedback til SNS) Underveis er sentral regulering avgjørende for muskelkraft (intensitet på utholdenhetsarbeid), og endring i intensitet bestemmes i hovedsak av SNS Faktorer som endrer SNS sin aktivering av muskulaturen er avgjørende Perifer tretthet tar «lang tid» (mange sekunder for å restituerer), mens muskelaktivering kan endres umiddelbart 37

38 Konsekvenser for trening og konkurranse Forventning (anticipation), motivasjon, erfaring Feedback Submaksimalt holder igjen, reserve Andre aktiviteter og følelse av trøtthet påvirker hjernens aktivering av muskulaturen negativt: skolearbeid/pc/internett, søvnmangel arbeid med andre muskelgrupper Tørste, smerte, lite glykogen/lavt blodsukker, varme omgivelser Faktorer som øker hjernens aktivering av muskulaturen (senke opplevd anstrengelse): Glukose, koffein (sentralstimulerende midler), belønning, avkjøling, selvtillit/erfaring/trygghet, smil og positive tanker 38

39 Sentral regulering 39

40 Takk for meg!