Monitoring and development of junior cross-country skiers during sports high school

Abstract

This thesis followed young athletes attending a sports high school by evaluating various monitoring methods and athlete development. An eight-week longitudinal research period was implemented to examine changes in frequent variables of athlete monitoring (e.g. submaximal tests, nocturnal heart rate variability (HRV), cortisol, orthostatic test etc.) (I), as well as validate several monitoring outcome parameters of heart rate (HR) and HRV (II). Secondly, assessment of performance related outcome changes and associations between subjective stress, sleep and performance-related tests were examined to determine which factors have the greatest influence on performance (III). Finally, a continuous one-year training period was studied to provide developmental and performance-related details that coaches and athletes may encounter (IV). A total of 37 young athletes participated in the studies. Laboratory-based performance-related measures consisted of submaximal running tests, explosive jump tests, incremental maximal tests, and ski-specific double pole tests. A contactless ballistocardiography (BCG)-based sleep device was used to collect nocturnal HR indices and sleep data. Training load was reported in individual training diaries. Blood levels of ferritin, vitamin D and hemoglobin were monitored while subjective levels of perceived stress were assessed with a monthly questionnaire. Nocturnal HRV and salivary levels of cortisol were inversely related (r = –0.552, p = 0.001). Nocturnal HR and HRV, which were collected under real-life conditions with a BCG device, revealed to have a good relationship with morning values derived from orthostatic tests. At a group level, diminished sleep duration exerted a negative effect on perceived stress scores (PSS), with females displaying significantly higher PSS values. One-year analysis revealed a significant improvement in ski-specific double pole performance (DPP), but no other significant changes were observed. There were no significant associations between the changes in DPP and any other variable. Thus, the present results suggest that measures of nocturnal HRV indices, sleep duration, and perceived stress levels appear to be appropriate monitoring tools that may facilitate training and performance in young athletes, and one-year of endurance training induced significant improvements in ski-specific tests, but additional changes were minimal.

Tässä väitöskirjassa seurattiin nuoria urheilulukiossa opiskelevia urheilijoita ja heidän kehitystään erilaisia seurantamenetelmiä hyödyntämällä. Väitöskirja koostuu kahdesta osatutkimuksesta. Ensimmäisessä kahdeksan viikon pitkittäistutkimuksessa tarkasteltiin muutoksia erilaisten usein käytetyissä palautumista ja suorituskykyä arvioivissa muuttujissa (esim. submaksimaaliset testit, yöllinen sykevälivaihtelu (HRV), kortisoli, ortostaattinen koe jne.) (I) sekä validoitiin sykettä ja HRV:ta mittaavia parametreja (II). Lisäksi tutkimuksessa arvioitiin suorituskykyyn muutoksia sekä subjektiivisen stressin, unen ja suorituskykytestien välisiä yhteyksiä, joiden avulla pyrittiin selvittämään, millä tekijöillä on suurin vaikutus suorituskykyyn (III). Väitöskirjan toisessa osatutkimuksessa seurattiin urheilijoiden harjoittelua vuoden ajan, jonka avulla pyrittiin tarjoamaan valmentajille ja urheilijoille kehitykseen ja suorituskykyyn liittyviä tietoja (IV). Tutkimukseen osallistui yhteensä 37 nuorta urheilijaa. Suorituskykyä arvioitiin submaksimaalisten juoksutestien, räjähtävien hyppytestien, suoran maksimaalisen hapenottokyvyntestin sekä hiihtäjille suunnatun tasatyöntötestin avulla. Kontaktittomaan ballistokardiografiaan (BCG) perustuva unilaite keräsi yölliset sykkeen indeksit ja unitietoja. Harjoittelurasitusta raportoitiin yksilöllisissä harjoituspäiväkirjoissa. Tutkimuksessa seurattiin myös veren ferritiini-, D-vitamiini- ja hemoglobiinipitoisuuksia ja koettua stressitasoa arvioitiin kuukausittaisella kyselylomakkeella. Yöllisen HRV:n ja syljen kortisolipitoisuuksien havaittiin korreloivan käänteisesti (r = -0,552, p = 0,001). Yölliset syke- ja HRV-mittaukset, jotka kerättiin todellisissa olosuhteissa BCG-laitteella, olivat hyvin yhteydessä aamuarvoihin, jotka saatiin ortostaattisista testeistä. Ryhmätasolla, unen keston lyhentyminen vaikutti negatiivisesti koettuihin stressipisteisiin (PSS), ja naisilla oli merkittävästi korkeammat PSS-arvot. Vuoden mittaisessa seurannassa havaittiin merkittävä parannus hiihtäjille suunnatussa tasatyöntötestin suorituskyvyssä (DPP), mutta muita merkittäviä muutoksia ei havaittu. DPP-muutosten ja muiden muuttujien välillä ei ollut merkittäviä yhteyksiä. Tulokset viittaavat siihen, että yöllisten HRV parametrien, unen keston ja koetun stressitason mittaukset ovat sopivia seurantatyökaluja, jotka voivat helpottaa nuorten urheilijoiden harjoittelua ja kehittymistä. Vuoden mittainen kestävyysharjoittelu paransi tuloksia hiihtäjille suunnatuissa testeissä merkittävästi, mutta muut muutokset olivat vähäisiä.