Hyperoksiaharjoittelun vaikutukset kestävyysjuoksusuoritukseen

Abstract

Johdanto. Hyperoksialla tarkoitetaan ilmaa, jossa hapen osuus (FIO2) on suurempi kuin merenpinnan tasolla olevan normoksisen ilman. Hyperoksian hyödyntäminen urheilukentillä on tuttua vuoristoharjoittelusta. Hyperoksisen ilman akuuteista suorituskykyä parantavista vaikutuksista on runsaasti tutkimusnäyttöä. Hyperoksiaharjoittelun pitkäaikaisista vaikutuksista suorituskykyyn ei kuitenkaan ole paljon näyttöä ja tulokset ovat olleet ristiriitaisia.

Menetelmät. Tutkimukseen osallistui 12 (7 miestä ja 5 naista) kestävyysjuoksijaa. Iältään miehet olivat 24,4 ± 4,3 ja naiset 32,1 ± 12,1 vuotta. Pituus oli miehillä 184,0 ± 6,0 ja naisilla 166,5 ± 5,0 cm. Painoa miehillä oli 72,0 ± 4,6 ja naisilla 52,4 ± 4,5 kg. Tutkittavilla oli kilpakestävyysjuoksutaustaa ja tutkittavien keskuudessa oli kansallisen kärkitason juoksijoita. Tutkimukseen sisältyi lähtö-, päättö- ja välitestit sisältäen 3000 m aikakokeen (TT), sekä maksimaalisen hapenottokyvyn (VO2max) testin, missä määritettiin maksimaalinen ja anaerobista kynnystä (vAnK) vastaava nopeus, sydämen syke (HR), hapenkulutus ja veren laktaattipitoisuus (Lac). Kynnysten määrittäminen perustui KLab-ohjelmaan. Testien välisenä aikana tutkittavat harjoittelivat kolmen viikon ajan kaksi ohjattua harjoitusta juoksumatolla viikoittain joko normoksiassa (NO) (FIO2 = 0,21) tai hyperoksiassa (HO) (FIO2 = 0,30). Muutoin tutkittavat toteuttivat omatoimista harjoittelua. Harjoitukset olivat 2 x 15 min ja 6 x 3 min intervallit. 2 x 15 min harjoitus aloitettiin 90 % vAnK ja suurimmillaan harjoituksen nopeus saatettiin nostaa vAnK. 6 x 3 min harjoitus aloitettiin nopeudella vAnK ja harjoituksen nopeutta voitiin nostaa vAnK + 0,5 x (Vmax - vAnK). Välitestien jälkeen tutkittavat vaihtoivat harjoitusmenetelmää. Lisäksi tutkittiin NO- ja HO-harjoittelun eroja akuuteissa vasteissa mittaamalla sykettä, laktaattia, veren happisaturaatiota (SpO2%) ja koettua rasitusta (RPE).

Tulokset. TT parani tutkimuksen edetessä, mutta NO- ja HO-harjoittelun välillä ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa (p = 0,086). NO-harjoittelua ennen TT oli 612,3 ± 59,6 ja NO-harjoittelun päättyessä 611,4 ± 57,5 s (p = 0,552). HO-harjoittelu johti TT:n paranemiseen. Ennen harjoittelua tulos oli 614,5 ± 57,6 ja jälkeen 608,8 ± 59,1 s (p = 0,013). NO- tai HO-harjoittelun myötä VO2max ei muuttunut (p > 0,05). NO- ja HO-harjoittelujen välillä ei ollut eroja mattotestissä saavutettuun maksimivauhtiin (Vmax) (p > 0,05), vAnK:iin (p > 0,05), eikä juoksun taloudellisuuteen (RE) (p > 0,05). Menetelmien väliset akuutit vasteet erosivat siten, että Lac pysyi HO-harjoituksissa matalampana ja SpO2% korkeampana NO-harjoitteluun nähden. Sykkeissä tai koetussa rasituksessa ei ollut eroja menetelmien välillä.

Pohdinta ja johtopäätökset. Tässä tutkimuksessa osoitettiin, että HO vaikuttaa positiivisesti Lac ja SpO2% tuloksiin. HO:n käytön on aiemmin todettu parantavan kestävyyssuorituskykyä. Tässä tutkimuksessa HO- ja NO-harjoittelun välillä ei ollut eroja kestävyysjuoksijoiden suorituskyvyn kehittymiseen. Tutkimusryhmä epäilee, että menetelmien välille ei syntynyt eroja siksi, että HO-harjoituksissa tutkittavat eivät juosseet kovempaa kuin NO-harjoituksissa, vaikka suorituskyky paranee akuutisti hyperoksiassa. Näin ollen mahdollinen HO-harjoittelun potentiaali jäi hyödyntämättä.

Introduction. Hyperoxia refers to air in which fraction of oxygen (FIO2) is higher than normoxic air at sea level. Hyperoxia has been used in altitude training. According to many studies, there are several benefits in utilizing hyperoxia in terms of performance. Long-term adaptations of training in hyperoxia are not well understood and results from the previous studies are in contradiction with each other.

Methods. Twelve subjects (7 male and 5 female) with competitive distance running background were involved. Male subjects were 24.4 ± 4.3 and female subjects 32.1 ± 12.1 years old. The height of male subjects was 184.0 ± 5.8 and the height of female subjects was 166.6 ± 5.1 cm. The weight of male subjects was 72.0 ± 4.6 and 52.4 ± 4.5 kg for the female subjects. Subjects had competitive distance running background including subjects competing on national elite level. The study included pre, mid- and post-tests including 3000 m time trial (TT) and maximal oxygen uptake (VO2max) test on a treadmill. In the tests speed, heart rate (HR), oxygen uptake, and blood lactate values (Lac) were determined corresponding to the maximum, thresholds and each stage values. Threshold determination was based on KLab program. Between tests subjects trained twice a week for three weeks on a treadmill either in normoxia (NO) (FIO2 = 0.21) or hyperoxia (HO) (FIO2 = 0.30). Otherwise, subjects followed their own training schedule. Exercises were 2 x 15 min and 6 x 3 min intervals. 2 x 15 min training was started at 90 % vAT and vAT was the upper limit of intensity. 6 x 3 min was started at vAT and the upper limit of intensity was vAT + 0.5 x (Vmax - vAT). After the mid-tests subjects changed the training method. Besides, acute responses of NO and HO training were studied measuring HR, Lac, blood oxygen saturation (SpO2%) and rating of perceived exertion (RPE).

Results. TT improved during the study but there was no difference between NO and HO training (p = 0.086). Before NO training TT was 612.3 ± 59.6 and after NO training 611.4 ± 57.5 sec (p = 0.552). HO training led to improvement of TT. TT was 614.5 ± 57.6 before and 608.8 ± 59.1 sec (p = 0.013) after HO training. NO nor HO training did not lead to improvement in VO2max (p > 0.05). NO and HO training did not differ in treadmill results (Vmax) (p > 0.05), vAT (p > 0.05), nor running economy (RE) (p > 0.05). Acute responses between methods differed so that Lac was lower in HO trainings and SpO2% higher when comparing NO trainings. There were no differences in HR nor RPE between methods.

Discussion and conclusion. In this study, it was shown that HO decreased lactate metabolism and increased SpO2% when comparing to NO. Using HO is reported to enhance performance according to previous studies. Well-planned HO training design could help to improve performance when comparing to NO training. Although HO acutely improves performance, HO did not lead to greater training adaptations than NO in competitive distance runners in this study. The research group believes that this could be explained by similar training speeds in control trainings, hence the potential of HO training was missed.