Nyeste fysiologiske forskning i idrætten

Transkript

1 Nyeste fysiologiske forskning i idrætten Af Klavs Madsen og Jesper Franch, Institut for Idræt og biomekanik, Syddansk Universitet Den fysiologiske idrætsforskning omhandler et meget bredt felt. Emner som kardiorespiratorisk funktion, musklens energiomsætning, kropssammensætningen, hormonel respons, neuromuskulær aktivitet, muskelhypertrofi, termoregulering m.m er alle interessante i et idrætsfysiologisk perspektiv. Både den nationale og internationale forskning gør store fremskridt på en række af de nævnte områder. Dog må man konstatere at det primært er den basale forskning der fokuseres på, mens den mere anvendte idrætsforskning stadig udgør en meget begrænset andel og samtidig har denne forskning generelt ikke samme niveau som den grundforskningsmæssige del. Det betyder, at de praktiske anvisninger man kan give i forbindelse med træning stadig langt fra er komplet. I denne artikel vil vi beskæftige os med tre emner: aerob træning, styrketræning og energiomsætningen under træning med speciel fokus på fedtomsætningen. Aerob træning Aerob træning og kortlægning af konditionstal er et af de mest velstuderede emner indenfor den fysiologiske idrætsforskning. Der er en årelang tradition for forskning i dette felt i forbindelse med præstationsoptimering, men i høj grad også i et sundhedsmæssigt perspektiv. Manglende fysisk aktivitet og lavt kondital er sammen med rygning de store risikofaktorer for udvikling af alvorlige hjerte-kar sygdomme. Der har været stor fokus på børns konditionstal i dag sammenlignet med tidligere, primært pa den ændrede livsstil som computerspil, fjernsynsprogrammer m.m. har medført. Et stort europæisk studie, der også omhandler danske børn, viser at nutidens børn har nogenlunde samme konditionsniveau som tidligere, dog med den væsentlige forskel, at de 10-20% af børnene der ligger i det laveste konditionsområde har et langt lavere niveau i dag sammenholdt med børn i samme aldersgruppe for bare år siden. Disse børns niveau er nu blevet så lavt, omkring 30 ml O2/min/kg, at det forbindes med høj risiko for hjerte-kar sygdomme, og allerede i denne unge alder kan man konstatere at disse børns blodtryk også ligger signifikant højere end de børn der har højere kondital. Der er derfor sundhedsmæssige gode argumenter for at undersøge hvordan den aerobe træning kan optimeres. 32

2 Intensiv træning er mest effektivt Allerede i begyndelsen af 70 erne konstaterede Nordesjö at intensiteten var meget afgørende for udviklingen af konditionstallet. Hans studie på utrænede personer viste tydeligt at træning med høj intensitet er mest effektivt. Det viste også at konditionstallet kan forbedres ved træning med lav intensitet, men den træningsmængde der skal til er mange gange større end træningsmængden med høj intensitet (tabel 1). Senere studier peger i samme retning, nemlig at træning med et pulsniveau tæt på max puls er det mest effektive. Begrænsningerne i konditionstallet har også været debateret i en årrække. I dag er langt de fleste enige om at begrænsningen skal findes i de centrale faktorer - hjertets kapacitet og blodvolumen. Træningen vil medføre at hjertets fyldningsgrad bliver næsten dobbelt så stor som fyldningsgraden af et utrænet hjerte, og det er primært hjertets indre volumen der forøges. Samtidigt giver øget blodvolumen bedre fyldning af hjertet og dermed bedre kontraktilitet. Det betyder stigning i slagvolumen både under hvile og arbejde og dermed lavere hvilepuls og lavere puls under Tabel 1: Utrænede personer blev delt i tre træningsgrupper der trænede med enten høj, moderat eller lav intensitet i 3 måneder. Alle tre grupper fik en nogenlunde identisk forøgelse i VO2max på 15-20%. Intensitet Puls Træningsform Træningstid/uge A. Høj min, 1 g / uge 15 min B. Moderat time, 2-3 g / uge 2-3 timer C. Lav timer, 5 g / uge 10 timer submaximalt arbejde. Maxpulsen er for de fleste personer uændret som følge af aerob træning, dog ses et mindre fald i maxpulsen hos skønsmæssigt 25-30% af de personer der har indgået i træningsstudier. Hvilken type af intensiv træning er mest effektiv? Spørgsmålet er hvilken type af intensiv træning der er den mest effektive. Er der forskel i effektiviteten blandt de forskellige intervalformer og er intervaltræning et mere effektivt middel end kontinuerlig træning i bestræbelserne på at øge konditionstallet? I et af vores studier blev tre forskellige intensive træningsformer sammenlignet under et 6 ugers intensivt træningsprogram for moderat trænede personer. Forsøgspersonerne blev delt i tre grupper (12 personer i hver) og hver gruppe gennemførte 3 intensive løbetræninger om ugen med en effektiv løbetid på min. Derudover trænede de 1-2 gange ugentlig med lav-moderat intensitet. Den intensive træning bestod af følgende: Lang interval: 4 min løb/ 2 min pause, gentaget 4-6 gange Kort interval: 15 sek løb/15 sek pause, udført i min Distance: kontinuerligt løb i min Pulsregistreringer fra de tre forskellige træningsformer kan ses i figur 1. Forbedringerne i konditionstal- 33

3 let var på 5-7% efter de 6 uger. Der var ingen forskel mellem de tre træningsformer, dog med en tendens til at kort interval var en anelse mindre effektivt end de to øvrige træningsformer. Ser man på de individuelle værdier var spredningen i forbedringen størst i gruppen med kort interval nogen havde stort set ingen forbedring mens andre fik et markant forøget konditionstal. De to øvrige grupper viste en meget homogen forbedring i konditionstallet. Konklusionen i dette studie sammenholdt med øvrige studier er, at de forskellige former for intensiv træning alle er effektive til forbedring af konditionstallet og på det punkt overlegne i forhold til træning med lav og moderat intensitet. Intervaltræningsformen skal dog tilrettelægges så pulsen er høj igennem en længere periode, dvs. arbejds- og pause perioderne skal nøje afstemmes. Opsamling: - Intensiv træning er mest effektivt til forbedring af konditionstallet - Pulsen bør ligge på slag under max i arbejdsperioden - Den effektive træningstid bør tilstræbes at være minimum 15 min - Kontinuerlig træning og interval træning er stort set lige effektive - Pauserne i intervaltræningen bør ikke være for lange. Det vigtigste er at pulsen ligger på et højt niveau i det meste af arbejdsperioden Styrketræning I en lang årrække har styrketræning været betragtet som en træningsform for en relativ snæver befolkningsgruppe. Det billede har ændret sig markant igennem de sidste år, idet der specielt har været fokuseret på muskelstyrkens betydning for den daglige funktionsevne. En række nyere studier vist at styrketræning for ældre mennesker har en positiv effekt og kan øge det daglige funktionsniveau. I dag er der derfor langt mere fokus på styrketræning som værende en vigtig brik i sundhedsfremme på lige fod med den aerobe træning. Ved hjælp af styrketræning er det muligt at bevare en relativ stor styrke, selv i en høj alder. Flere studier viser også at helt op til 80- års alderen kan træning give forøget styrke og forbedre funktionsevnen, også selvom man først påbegynder styrketræningen i en relativ sen alder. Udover styrketræning for ældre, så har forskningen i dette emne koncentreret sig om optimering af 34

4 forebyggende styrketræning, optimering af genoptræning efter skader, styrketræning for udholdenhedsatleter og optimering af proteinindtagelsen i forbindelse med styrketræning. Det har længe været kendt at styrketræning kan optimere et genoptræningsforløb hos skadede idrætsudøvere. Meget tyder nu på at også patienter med funktionsbegrænsninger, smerter i led og muskler mm kan få en posivit effekt af styrketræning. Problemet med både den skadede idrætsudøver og patienten er, at træningen kan besværliggøres pga begrænset funktionsevne. Et middel til at løse dette problem kan være vibrationer. Vibrationer i forbindelse med styrketræning På nuværende tidspunkt er der en del af forskningen i styrketræningen, der undersøger om vibrationer kan have en positiv effekt på udviklingen af styrke. Personen skal placeres på et special designet apparat der kan vibrere med forskellig frekvens. Forsøgene har til formål at undersøge hvordan vibrationer alene, vibrationer før/efter styrketræning eller vibrationer udført under selve styrketræningen påvirker muskelstyrken. Undersøgelserne er ganske nye og endnu mangler der studier med bedre design inden man kan trække klare konklusioner. En del tyder dog på at vibrationer kan øge den maksimale styrke, specielt hvis de kombineres med styrketræning. Effekten af vibrationer ser ud til at være to-sidig: dels en forbedret neuro-motorisk aktivitet, dels et øget hormonelt respons under vibrationer. Det øgede hormonelle respons vil yderligere kunne stimulere proteinsyntesen og dermed hypertrofi af musklen. Styrketræning for udholdenhedsatleter I de sidste ti år har der været en stor interesse for at undersøge om styrketræning har en positiv effekt for udholdenhedsatleter. Det har længe vært kendt at almen styrkeudholdenhedstræning har en skadesforbyggende effekt, men interessen har samlet sig omkring tung styrketræning og ekslosiv styrketræning som præstationsfremmende for specielt løbere og cykelryttere. Selvom flere populærvidenskabelige artikler har beskrevet den positive effekt af styrketræning, så har en kritisk gennemgang af disse studier imidlertid ikke givet noget entydigt svar. Et nyligt finsk studie med eksplosiv styrketræning for 5 og 10 km løbere har dog vist en forbedret præstationsevne sammenholdt med løbere der kun lavede udholdenhedstræning. Årsagen til forbedret præstationsevne skal søges i løbeøkonomien. Det ser ud til at eksplosiv styrketræning forbedrer løbeøkonomien sandsynligvis pga øget muskelstivhed, forbedret kraftudviklingshastighed og øget præaktivitet af muskulaturen. For udholdenhedsatleter gælder det naturligvis om ikke at blive for tung. Derfor skal styrketræningen tilrettelægges så man undgår hypertrofi af musklerne. Det ser ud til at det kan undgås hvis den intensive styrketræning gennemføres i 2-3 perioder af 6 uger i løbet af et år og hvis man samtidigt laver udholdenhedstræning i forlængelse af styrketræningen. Proteinindtagelse i forbindelse med styrketræning Styrketræning og protein-indtagelse har været et diskuteret emne i mange, mange år. Diskussionen har primært gået på hvor meget og hvilke former for proteiner/aminosyrer der skal indtages i forbindelse med hård styrketræning. Det er der ikke kommet nogen afklaring på, 35

5 og anbefalinger varierer fra 1.4 og helt op til 4.0 gram protein/kg kropsvægt. Nyere studier har undersøgt betydningen af proteinindtagelse umiddelbart efter træning. I forbindelse med genopfyldning af glykogenlagrene i musklen, er glykogenresyntesen størst i 1-2 timer efter træning pga øget insulinfølsomhed i skeletmuskulaturen. På tilsvarende vis kan man forestille sig at proteinsyntesen vil være størst i de første timer efter træningen hvis udøveren sikrer sig at aminosyrer er tilgængeligt i stort omfang for den trænede muskel på det tidspunkt hvor også væksthormon og testosteron niveauerne stadig er høje. Et studie med styrketræning af ældre viser størst hypertrofi hvis man indtager protein lige efter træning. Tilsvarende viser et studie af patienter med korsbåndsskader, at styrketræningen giver størst hypertrofi hvis man indtager protein lige efter træningen. Proteinmængden udgjorde kun 10g og indtages i flydende form. Desuden blev det indtaget sammen med 7 g kulhydrater idet det vil give en stigning i blodets insulin niveau, en stigning der menes at fremme proteinsyntesen. Der er endnu ingen studier der 36

6 denhedstræning øger fedtforbrændingen ved samme absolutte belastning. Nyere studier viser at trænede også har en større fedtforbrænding ved samme relative arbejdsbelastning (fig 3). Ved en given relativ belastning udfører den trænede et langt større arbejde. Kulhydratomsætningen er nogenlunde ens i den trænede og utrænede, mens det viser sig at den ekstra energiomsætning hos den trænede dækkes af fedtomsætningen. For veltrænede ses en fordobling af fedhar undersøgt effekten af proteinindtagelse lige efter træning og dens betydning for hypertrofi hos unge, raske styrketrænede personer. Opsamling: - Styrketræning kan forbedre det daglige funktionsniveau hos ældre. - Styrketræning kan kombineres med udholdenhedstræning uden at forårsage hypertrofi. Eksplosiv styrketræning kan forbedre præstationsevnen hos 5 km løbere, primært gennem forbedring af løbeøkonomien - Hos patienter med knæproblemer og hos ældre, kan indtagelse af mindre mængder af protein og kulhydrater umiddelbart efter træning, forstærke hypertrofien - Hos raske trænede ved man endnu ikke om proteinindtagelse lige efter træning kan forstærke hypertrofien Energiomsætningen i forbindelse med motion Interessen for energiomsætningen under træning har været stor i en årrække. Specielt har der været en meget intens forskning i kulhydratomsætningen under fysisk aktivitet, primært i forbindelse med præstationsoptimering og betydningen for type II diabetes patienter. I de senere år er der blevet sat megen fokus på fedtomsætningen og træning som et middel til vægtkontrol. De mest interessante spørgsmål i den sammenhæng er betydningen af træningsstatus samt hvilken form for aktivitet og intensitet af træningen der giver den største fedtomsætning. Ligeledes om diæten har indflydelse på fedtomsætningens størrelse og om der findes præparater der kan øge fedtomsætningen. Trænet versus utrænet En hel række studier viser at udhol- 37

7 tomsætningen ved belastninger fra 50-80% af VO2max (målt i kj) sammenholdt med utrænede (fig 4). Disse studier viser at udholdenhedstræning giver en markant forøget fedtomsætning, primært pga lokale tilpasninger i musklerne, bl.a. flere kapillærer, øget oxidativ enzymaktivitet og mitokondrier samt evt. en forøgelse af fedttransporterende proteiner. Intensitet og varighed I populære udlægninger har man talt om fedtforbrændings puls det pulsområde hvor fedtforbrændingen er optimal. Det er dog vanskeligt at finde et videnskabeligt belæg for sådan et område. På fig 4 ser man, at fedtomsætningen målt absolut (i kj) er nogenlunde ens i området 50-70%VO2max, både for den utrænede og trænede person. Først når man træner med en belastning på 80% afvo2max ses en markant reduktion i fedtomsætningen. Hvis man ønsker at have høj fedtforbrænding tyder det på at intensiteten kan være lige fra lav til moderat. Det er dog også væsentligt at pointere de ældre forsøg der stadig er gældende, at fedtomsætningen øges jo længere tid det enkelte træningspas varer (Fig. 5). Det skal dog også med i betragtningerne at fedtforbrændingen er forhøjet efter det enkelte træningspas. Fedtforbrændingen efter træning Nyere studier har sammenlignet fedtforbrændingen efter både moderat og høj trænings intensitet. Det viser at der er en signifikant højere fedtomsætning i 3 timer efter træning med høj intensitet sammenlignet med moderat intensitet. Enkelte studier har yderligere vist at det primært er de lokale fedtdepoter i musklerne, der omdannes efter intensiv træning. Regner man den totale fedtomsætning ud, dvs. både under og efter træning, så er der en lidt større fedtomsætning ved høj intensitet. Forskellen er dog ikke stor, og det skal med i overvejelserne at træning med høj intensitet er belastende og kan være svær at gennemføre i længere tid for utrænede personer. 38

8 Opsamling: - Trænede har ca. dobbelt så høj fedtomsætningshastighed som utrænede ved samme relative arbejdsbelastning. - Fedtomsætningshastigheden hos både trænede og utrænede holder sig på stort set samme niveau ved intensiteter på 45% - 70% af VO2max. - Det er derfor fejlagtigt at definere en bestemt fedtforbrændings puls. - Jo længere tid det enkelte træningspas varer, jo større bliver fedtomsætningshastigheden. - Ved intensiv træning vil hormonændringerne i kroppen være mere udtalte og kan, i forhold til mere moderat træning, medføre en øget fedtomsætning efter træning. 39