Anaerobisen harjoitusvaikutuslaskennan validointi

Abstract

Elimistön energiantuotosta vastaavat kaksi rinnakkain toimivaa prosessia: aerobinen ja anaerobinen energiantuottoprosessi, joista jälkimmäinen voidaan jakaa edelleen alaktiseen ja laktiseen komponenttiin. Aerobisen energiantuoton ja kuormituksen määrää voidaan harjoittelun yhteydessä seurata hapenkulutuksen ja sykkeen avulla. Anaerobisen kuormituksen määrittäminen on kuitenkin haastavampaa. Anaerobinen harjoitusvaikutus (TE) pyrkii mahdollistamaan anaerobisen kuormituksen seurannan sykelaitteiden avulla. Laskenta hyödyntää juoksuharjoitusten syke- ja nopeustietoa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kuvaako kehitetty anaerobisen harjoitusvaikutuksen laskenta luotettavasti erilaisten intervalliharjoitusten anaerobista kuormaa. Laskennan tuloksia verrattiin harjoituksista mitattuun happivajeeseen ja veren laktaattikonsentraatioon. Lisäksi selvitettiin muuttuuko luotettavuus merkittävästi, jos laskenta suoritetaan vain syketiedon avulla, ilman tietoa juoksunopeudesta. Tutkimukseen osallistui 10 tervettä vapaaehtoista (23 – 43 v.) henkilöä vaihtelevalla harjoitustaustalla, joilla kaikilla oli ennestään kokemusta intervalliharjoittelusta. Tutkimuksen aluksi tutkittavat suorittivat suoran maksimaalisen juoksutestin juoksumatolla maksimaalisen hapenottokyvyn (VO₂max) ja sitä vastaavan juoksunopeuden (vVO₂max) selvittämiseksi.Tässä testissä määritettiin myös tutkittavien henkilökohtainen juoksunopeuden ja hapenkulutuksen yhteys. Varsinainen tutkimus sisälsi neljä juoksumatolla suoritettavaa intervalliharjoitusta, maksimaalinen nopeuskestävyysharjoitus, submaksimaalinen nopeuskestävyysharjoitus, määräintervalliharjoitus ja maitohapoton nopeuskestävyysharjoitus. Harjoitusten aikana tutkittavilta mitattiin syke harjoitusvaikutuslaskentaa varten, hapenkulutus happivajeen määritystä varten sekä veren laktaatti levossa ja jokaisen intervallin jälkeen. Tutkimuksessa havaittiin, että harjoitusvaikutuksen laskenta ei korreloinut kovin vahvasti harjoituksista kertyneen happivajeen ja siitä laskettujen muiden muuttujien kanssa. Lisäksi kuitenkin todettiin, että happivaje ei tässä tutkimuksessa käytetyllä tavalla todennäköisesti kuvaa kovin hyvin intervalliharjoitusten kuormittavuutta koska harjoitusten sisältämien palautusjaksojen vaikutusta ei otettu huomioon. Harjoituksista kertyneen veren laktaattikonsentraation sekä konsentraation nousun avulla lasketun anaerobisen energiantuoton ja nopeus- ja syketiedon avulla lasketun harjoitusvaikutuksen väliltä löydettiin yhteys (r = 0,565 , p < 0,001 ja r = 0,549, p < 0,001 , tässä järjestyksessä). Pelkän sykkeen avulla lasketun harjoitusvaikutuksen ja veren laktaattikonsentraation väliltä yhteyttä ei löytynyt. Harjoitusvaikutuslaskennan antamien arvojen havaittiin myös kaikissa harjoituksissa eroavan merkitsevästi verrattaessa vain sykkeen avulla laskettuja tuloksia syke- ja nopeustietojen avulla laskettuihin tuloksiin (eron merkitsevyys, p = 0,005 – 0,036). Tutkimuksen perusteella anaerobisen harjoitusvaikutuksen laskenta kuvaa melko hyvin intervalliharjoitusten kuormittavuutta kun laskennassa hyödynnetään sekä harjoituksen syke- että nopeustietoa. Nopeustiedon puuttuessa tulosten luotettavuus heikkenee huomattavasti. Yksilöiden välisen vaihtelun harjoitusvaikutustuloksissa havaittiin olevan melko suurta.

There are two parallel processes that take care of energy production of the human body: aerobic and anaerobic energy production system. The latter can be further divided to alactic and lactic components. The amount of aerobic energy production and workload of exercises can be followed up by oxygen consumption and heart rate. Estimating the anaerobic workload is more complex. Anaerobic Training Effect (TE), tries to enable following up the anaerobic workload with heart rate devices. The calculation utilizes heart rate and running speed to generate the results. The aim of this study was to examine does the Anaerobic Training Effect reliably illustrate the anaerobic workload of different interval workouts. The calculation results were compared to measured accumulated oxygen deficit and blood lactate concentration. The second aim was to find out does the Training Effect results significantly differ if the calculation is done based on only heart rate data or done by using heart rate and running speed. Ten healthy volunteer adults (23 – 43 y) with variating training background but previous experience about interval training were involved to the study. First, the subjects performed a direct maximal running test on treadmill to measure their maximal oxygen consumption (VO₂max) and corresponding running speed (vVO₂max). This test was also used to determine the individual relationships with running speed and oxygen consumption. The actual study included four different interval workouts on treadmill: maximal speed endurance workout, submaximal speed endurance workout, extensive interval workout and alactic speed endurance workout. During the workouts, the subjects were measured for heart rate to calculate Training Effects, oxygen consumption for oxygen deficit and blood lactate at rest and after each interval. In this study, Training Effect calculation did not strongly correlate with accumulated oxygen deficit or the other variables calculated from AOD. However, it seemed also that the accumulated oxygen deficit was not that good illustrator of anaerobic workload of interval workouts in a way it was used at this study. This was because the recovery periods during the workouts were not taken into account at the sum. The blood lactate concentration and the anaerobic energy production calculated from lactate concentration increase both correlated with Training Effect calculated with heart rate and running speed (r = 0,565, p < 0,001 and r = 0,549, p < 0,001, respectively). Training Effect calculated based on only heart rate did not correlate with lactate-based variables. The Training Effect results also differed significantly in all workouts when the results calculated only based on heart rate were compared to results calculated with heart rate and running speed (significance of difference, p = 0,005 – 0,036). As a conclusion of this study, the Anaerobic Training Effect illustrates rather well the anaerobic workload of interval workouts when the calculation is done by using heart rate and running speed. The reliability of the Training Effect decreases significantly if the speed information is not available. In results, there were also notable variation found between individuals.