Sporttudomány

Ennek a tanulmánynak a célja az volt, hogy feltárja a lehetséges különbségeket olyan profi kerékpárosok között, akik a legjobb teljesítményt hegyen (’hegyi menők’) vagy időfutam során (’időfutam specialisták’) mutatják. E célból, a professzionális, első osztályú hegyi menőknek (C; n = 8, kor 26 ± 1 év; magasság 176.0 ± 2.0 cm; test tömeg 63.6 ± 2.2 kg), és az időfutam specialistáknak (TT; n = 6; 27 ± 1 év; magasság 181.6 ± 1.7 cm; testtömeg 72.3 ± 2.3 kg) két laboratóriumi tesztet kellett végrehajtaniuk egy kerékpáros ergométeren: a) egy maximális edzés tesztet, b) és egy 20 perc időtartamú állandó terheléses tesztet a VO2max ~80 %-án.

A kapilláris vér laktát koncentrációt, és a különböző gáz csere változókat mértük a maximális teszt alatt, míg a meghatározások a szub maximális teszt alatt tartalmazták: a pH és bikarbonát koncentrációt [HCO3‾] a vénában, az elektromiografikus (EMG) felvételeket a vastus laterialis izomból, hogy megbecsülhessük az alap négyzetgyök feszültséget (rms-EMG) és az átlagos erő frekvenciát (MPF). Mindkét, a maximális laktát koncentráció a kapillárisokban és a VO2max is nagyobb volt a C esetében, mint a TT-nél (6.6 ± 0.9 mM kontra 5.0 ± 0.4 mM, egyenként, és 78.4 ± 3.2 ml x kg ‾¹ x min ‾¹ kontra 70.5 ± 2.4 ml x kg‾¹ x min‾¹ egyenként). A magasabb átlag vénás vér pH és [HCO3‾] (p < 0.05), rms-EMG (p < 0.01) és MPF  (p < 0.05 az edzés 10 és 15 percénél és p < 0.01 az 5 és 20 percnél) volt mérhető a C-nél a sub maximális teszt során. Eredményeink azt sugallják, hogy az első osztályú kerékpárosoknál a mászási képesség főleg fiziológiai faktoroktól függ (a testtömegre normalizált VO2max, anaerob / puffer kapacitás, motorikus egységek megújulása), míg az időfutam menők úgy tűnt, hogy sokkal nagyobb abszolút erőleadásra képesek. Úgy tűnik, hogy a sport más "technikai" tényezői (pl: pedálozási hatékonyság, mely valószínűleg biomechanikai tényezőktől függ, stb.) összefüggésbe hozhatók a sikeres időfutam teljesítménnyel.

Bevezetés

Bár számtalan tanulmány foglalkozott már az amatőr, jól edzett kerékpárosokkal, az ő következtetéseik nem vetíthetők rá közvetlenül a profi kerékpárosokra. Valóban, nemrég kimutattuk a laboratóriumunkban [12-14], hogy a profi kerékpárosoknak figyelemre méltó fiziológiai karakterisztikájuk van, összehasonlítva amatőr társaikkal, ami legalább részben megmagyarázza kiváló teljesítményeiket. Általában, a profi kerékpárosok jellemzői (a) karakterisztikus légzési sablon [12], (b) a képesség magas terhelés fenntartására (a VO2max ~90 %) hosszú ideig (pl:60 perc) [13], (c) jelentős zsír metabolizmus még magas erőleadásnál is  ( függően a vér laktát reakciótól és a légzési változó étékétől) [14] és (d) számos neuromuszkuláris adaptáció az elektromiografikus felszínen (EMG) [14].

Azonban, számos kérdés megválaszolatlan maradt. A profi kerékpározás egy kimondottan komplex sport a sok kontrolálhatatlan tényező miatt (időjárás, magasság, szélirány, csapat taktika, stb.), melyek hatással vannak a teljesítményre. Mindazonáltal, kijelenthetjük, hogy a végső kimenetele a legnagyobb kerékpáros versenyeknek (értsd: a 3 nagy körverseny, mint a Tour de France) a kerékpárosok hegyimenő (vagyis a hosszú hegyi szakaszok leküzdése, melyek > 10 km, és meredekségük 7.0% feletti), és időfutam menő képességétől( általában lapos, 40-60 km szakaszok) függ igazán. Mégis, bár ugyanaz a sport, e két típus közti különbséget mi sem mutatja jobban, mint az a tény, hogy a legtöbb kerékpáros csak az egyik típusban jeleskedik, ezért beszélünk hegyi menőkről, és időfutam specialistákról. Akik figyelik ezt a sportot, azok megfigyelhetik, hogy a legjobb hegyimenők kis termetűek (pl: Marco Pantani), míg a sikeres időfutam menők inkább nagyobbak (pl: az ötszörös Tour de France győztes Miguel Indurain). Ennek a magyarázata az a tény, hogy a három fő erő közül, (gördülési ellenállás, légellenállás, és a gravitáció) amit a kerékpárosnak le kell küzdenie, hogy haladjon, a légellenállás a leginkább hátráltató a lapos szakaszokon, míg hegymenetben (kiváltképp alacsony sebességnél) a légellenállás mellett a kerékpárosnak a gravitációval is meg kell küzdenie [21]. Emellett, a nagy átlagsebesség miatt (~50km/h), amit a legtöbb időfutam specialista fenn tud tartani lapos szakaszokon, mindkét, a kerékpáros és a kerékpár aerodinamikája is fontos az időfutam teljesítményében. Leszámítva a fent említett fizikai különbségeket, az még mindig tisztázatlan, hogy vannak e fiziológiai különbségek a két típusú sportoló között.

Egy vizsgálatban, mely az 1997-es Tour de France alatt készült, rámutatunk, hogy a verseny átlagos intenzitása az időfutamok és a hegyi szakaszok alatt közel maximum volt (a VO2max ~90%-a, vagy magasabb a második ventillációs küszöbnél) [13]. Továbbiakban nem találtunk jelentős különbségeket a hegyimenő kontra időfutam menők átlagos verseny intenzitásában a három hetes körverseny alatt. Padilla egy nem régi tanulmányában két profi kerékpáros fiziológiai és teljesítmény karakterisztika beli különbségeit vizsgálta, és értékelte morfotípusuktól függően az etapokon (értsd: időfutam specialisták kontra hegyimenők). Antropomorf karakterisztikájukat és fiziológiai változóikat mérték egy egyszerű lépcső teszt során (értsd: VO2max-ot indirekt módon becsülték meg, a maximális erő leadás vagy a Wmax, erő leadás tejsav küszöbön és a kezdeti vér laktát felhalmozódás vagy Wlt és Wobla egyenként) és értékelték ki minden egyes kerékpáros csoportnál. Többek között arra is rámutattak, hogy az időfutam specialisták, akik a hegyimenőknél nagyobb testtömeggel rendelkeznek (~71 kg kontra ~62 kg) összességében nagyobb teljesítménybeli előnnyel rendelkezetek az utóbbiakkal szemben (értsd: lényegesen magasabb értékek a VO2max és a Wmax esetében is). Másrészt, a szerzők ajánlják a teljesítmény paraméterek relatív kalibrálását (értsd: Wlt, Wobla) az antropometrikus változókhoz, mint a testtömeg (kg‾¹ vagy kg‾³²), azért, hogy pontosan kiértékelhessük a kerékpárosok képességeit a különböző számokban. Megállapításaikból azonban nem következik egyértelműen, hogy más fiziológiai faktorok (pl: kardiorespiráció, metabolikus vagy neuromuszkuláris tényezők) függetlenül az antropometrikus karakterisztikától, szintén okozhatják, hogy néhány kerékpáros jobb a hegyen, míg mások inkább az időfutamban jeleskednek. Számos laboratóriumi mérés, mint például a gázcsere, vér pH vagy felületi elektromiográfia (EMG), melyet nem használtak Padilla tanulmányában, választ adhat erre a kérdésre és növelhette volna kísérleteik eredményességét. Végül, mivel az országúti kerékpárosok (időfutam vagy hegyi menők) teljesítményét nagyban meghatározza, hogy mennyire tudják tolerálni a magas, szubmaximális intenzitást (pl: az OBLA-n vagy azon túl, illetve a második ventillációs küszöbön) hosszú időn keresztül (15-60 perc) [13, 18], érdekes lehet összevetni a fiziológiai válaszokat időfutam menők és hegyi menők esetében egy szubmaximális, állandó terhelésű, legalább 15 perces teszt alatt. Valóban, az ilyen típusú tesztek sokkal jobban szimulálják az országúti kerékpározást (időfutam, hegymenet), mint a sokkal elterjedtebb protokollok.

Éppen ezért ezzel a tanulmánnyal az volt a célunk, hogy összehasonlítsuk a fiziológiai válaszokat a legkiválóbb, profi hegyimenők és időfutam specialisták között két, egy laboratiriumi lépcső teszt és egy állandó terhelésű teszt során. Számos fiziológiai indikátort analizáltunk, beleértve a gázcserét, vér és elektromiografikus változókat.

Eszközök és Módszerek

Alanyok

Tizenhárom, olyan országúti kerékpárost osztottunk két csoportra, akik a világ legjobbjai között vannak: "hegyimenők" (C; n = 8) és "időfutam specialisták" (TT; n = 6). Az alanyoknak a következő kritériumoknak kellett megfelelniük: a) 20-30 év közötti; b) tagja legyen valamelyik, az UCI által jegyzett csapatnak; c) a csapatban elsőszámú helyet töltsön be mint hegyimenő (C csoport) vagy mint időfutam menő (TT csoport); és d) legyen legalább egy győzelme mint hegyimenő, vagy mint időfutam specialista valamely UCI versenyen az elmúlt két évben. Egy, a vizsgálatokat megelőző fizikai felmérés (beleértve az EEG-t, és ekhokardiografikus kiértékelést) megerősítette, hogy mindegyikük jó formában van.

Az 1998-as Tour de France óta megemelkedett azon esetek száma, amikor a sportolók rekombinált emberi erythroproteint (rHuEPO) használtak. Ha feltételezzük, hogy bármelyik alanyunk ilyen drogot használt, akkor az megemelte volna az oxigén szállítási képességét és ezáltal megváltozott volna számos fiziológiai változó, mint a VO2max . Bár pillanatnyilag nem vagyunk képesek kimutatni az rHuEPO-t, az UCI elvárja a kerékpárosoktól az évente többszöri vér vizsgálatot, hogy megállapíthassák, a versenyzők hematokrit szintje 50% alatt van e.  Ezért a vér dopping az rHuEPO-val szinte kizárható. A teszteket megelőzően vért vettünk az alanyoktól, hogy megállapítsuk, a hematokrit szintjük e határ alatt van e.

Tanulmány protokoll

Mindegyik alanyt egy vagy két megadott napra hívtuk be a laborba, a verseny periódus alatt (május). Az első nap mindegyikük teljesített egy maximális erőnléti tesztet. A második nap mindekét csoportból öt alany végzett el egy szubmaximális, állandó terhelésű tesztet. Mindkét tesztet ugyanazon a kerékpáros ergométeren végeztük (Ergometrics 900; Ergo-line; Barcelona; Spanyolország), miközben az alanyok az általános kerékpáros pozícióban ültek. Ezt a pozíciót ~75 fokos kormányszár alkalmazásával és enyhén behajlított könyökkel (~10°) értük el. Mindegyik tesztet egyforma környezetben végeztük el (21-24°C, 45-55% relatív páratartalom).

Maximális erőnléti teszt

Protokoll. A maximális erőnléti tesztnél a lépcső protokollt alkalmaztuk kifulladásig. Ezt a típusú protokollt számos tanulmányban alkalmazták már profi kerékpárosok vizsgálatánál. 0 W-ról indulva, a terhelés 25 W-onként emelkedett, míg a pedálfordulatot állandóan 70 és 90 között volt. Egy pedál frekvenciamérőt alkalmaztunk, hogy az alanyok betartsák ezt a fordulatot. Egy teszt akkor ért véget, ha: 1) az alany úgy döntött; 2) ha a pedálfordulat 70 alá esett; 3) ha a teszt becsült kritériumait elértük.

Gázcsere változók. A maximális teszt alatt folyamatosan mértük a gázcsere értékeket egy légzésről-légzésre rendszerrel (CPX; Medical Grafhics; St Paul, Minn.), hogy megbecsülhessük a következő változókat: oxigén felvétel (VO2), tüdő ventilláció (VE), ventillációs együtthatók oxigén és karbon dioxid esetében (VE-VO2‾¹ és VE-VCO2‾¹), és a légzési arányt (RER). A ventillációs küszöb 1 és 2 (VT1 és VT2) szintén meg volt határozva. A VT1-t meg határoztuk azt az ismérvet használva, hogy a VE·VO2 emelkedik és a VE·VCO2 nem emelkedik, valamint a VE lineárisan eltér [7]. A VT2 szintén meg volt határozva, azt a jellegzetességet használva, hogy a VE·VO2 és a VE·VCO2 emelkedik [7]. A VT1 és VT2 kimutatva volt két független megfigyelő által. Ha eltérés volt, akkor a harmadik megfigyelő eredményét vettük figyelembe. Az erő leadást (W) a VT1 és a VT2 esetében (WVT1 és WVT2) mértük, hogy meghatározhassuk a terhelést a szubmaximális teszthez (lásd: Szubmaximális teszt). A pulzus (HR, ütés/perc) folyamatosan mérve volt a tesztek alatt, egy 12 érzékelős ECG készülékkel (EK56; Hellige; Freiburg, Németország).

Kapilláris vér laktát. Az ujjbegyből kapilláris vérmintát vettünk (25μ) minden második percben a maximális teszt alatt, és a teszt végeztével. Analizáltuk a laktát koncentrációt egy elektro-enzimatikus analizátorral (YSI 1500; Yellow Spings Instruments; Ohio).

Szubmaximális teszt

Protokoll. A szubmaximális teszt 20 perces volt, állandó erőleadás mellett. Az erő leadás a VO2max 80%-a volt mindkét (C és TT) csoportnál. Mindegyik 20 perces tesztet egy 10 perces bemelegítés előzte meg, ami 5 perc 70W-on, 3 perc WVT1-en és 2 perc fokozatos terhelés emelésből állt, amíg el nem értük a célzónát. A bemelegítés és a teszt alatt a pedálfordulat 70 és 90 között volt. A gázcsere és a HR adatokat ugyanazzal a metódussal mértük mint a maximális tesztnél. Továbbá, a vénás vér és az EMG változói szintén mérve voltak, amint az alább látható.

Vénás vér változók. Vénás vérmintákat vettünk minden 5. percben, egy katéter segítségével. Mindegyik mintavételi periódus során (~15mp) 1ml alkohollal tisztítottuk meg a katétert, és 1,5ml mintát vettünk. Mindegyik mintából egy adagot elkülönítettünk, hogy: a) azonnal megbecsülhessük a PCO2-t és pH-t egy automata vér-gáz analizátorral (ABL5; Radiometer; Coppenhágen, Denmark), és b) a laktát koncentráció meghatározásához egy automata laktát analizátorral (YSI 1500; Yellow Springs Instruments; Ohio). A vér bikarbonát koncentrációt [HCO3‾] a pH és a PCO2 értékekből számoltuk ki.

EMG. Az EMG értékeket a vastus laterialisból vettük. Két felületi elektródát helyeztünk el a felszínre 4 cm távolságban. Egy referencia elektródát is elhelyeztünk. Az elektródák alatt leborotváltuk a felületet, és dörzspapírral kissé megdörzsöltük, majd alkohollal kezeltük, hogy minimalizáljuk a felületi impedanciát. Az elektródák alá speciális szelét kentünk, hogy fokozzuk a vezetőképességet. Az elektródákhoz csatlakozó vezetékeket öntapadós szalaggal rögzítettük az izmon, hogy tekeréskor ne mozduljon el. A mioelektrikus aktivitást egy ME3000P analizátorral mértük. A műszer érzékenysége ±1μV volt és a bipoláris EMG jeleké ±5000μV volt. A beérkező EMG jeleket 20 és 480 Hz között szűrtük meg, erősítettük és átkonvertáltuk analógból digitális jellé 1KHz-es mintavételi tartományban. Ezután kiszámítottuk az EMG erő színsűrűséget a 2 másodperces minta periódusokból, az intervall tesztek alatt. Az rms-EMG-t használtuk, mint a munkát végző izom totális mioelektrikus aktivitás kifejezőjét, mivel, ahogy azt már korábban bemutattuk, ez a számítás: a) pontos mérője az elektromiografikus amplitudónak; b) és szoros összefüggésben van a motorikus egységek számával [10,17]. Az MPF és az rms-EMG adatokat a teszt 5. percében mértük.

Statisztika

Az eredményeket átlag ± SEM-el fejeztük ki. Miután a Kolmogorov-Smirnov tesztet alkalmaztuk, hogy biztosítsuk az eredmények Gaussian eloszlását, a Tanuló tesztet alkalmaztuk, hogy összehasonlítsuk a fiziológiai változók átlag értékeit (VO2, VE, RER, stb) és az erő leadást (W és Wkg‾¹), melyet a maximális teszt alatt mértünk a C-nél és a TT-nél: 1) maximális intenzitásnál és 2) VT1, VT2-nél. Továbbá, ugyanazt a statisztikai módszert alkalmaztuk, hogy összehasonlítsuk a maximális teszt alatt mért kapilláris vér laktát szintet és a szubmaximális teszt 5, 10, és 20 percében mért fiziológiai válaszokat (gázcsere, vénás vér változók, EMG) minden csoportnál. Végül, a kéttényezős (csoport, edzés idő) ANOVA-t végeztük el, ismételt mérésekkel a második tényezőnél (edzés idő), hogy kimutathassuk a lehetséges kölcsönhatást a két tényező (csoport x edzés idő) esetében, minden, a szubmaximális teszt során mért változónál. Így meghatározhattuk, hogy vajon az együttható csoport jelentősen befolyásolhatta e a válaszokat ezen változók esetében a teszt alatt. A fontossági szint 0.05 volt minden statisztikai analízisnél.

Eredmények

Az alanyok karakterisztikája

A fizikai karakterisztika az 1. Táblázatban látható. A C csoport alanyai alacsonyabb magasságot, testtömeget, és BMI-t mutattak (p < 0.05).

1. Táblázat      Az alanyok fizikai karakterisztikája

­­­­­­­­­­­­­­­Kor                               26±1                               27±1                              NE

Magasság (cm)        176.0±2.0                       181.6±1.7                         p < 0.05

Tömeg (kg)               64.3±2.2                         72.3±2.3                         p < 0.05

BMI                          20.5±0.8                         21.9±0.2                         p < 0.05

Minden érték ±SEM-ben volt kifejezve. Rövidítések: NE (nincs jelentős eltérés), BMI (Test tömeg index).

Maximális tesztek

A 2. Táblázatban azok a maximális értékek láthatók a fiziológiai változókra, melyeket az első teszt szekcióban mértünk. Jelentős eltérések voltak a csoportok között, kivéve a testtömeghez viszonyított magasabb VO2max értékeket a C esetében (p < 0.05).

2. Táblázat       A csoportoknak megfelelő maximális értékek

VO2max (l·min‾¹)                         5.0±0.6                     5.2±0.2                              NE

VO2max (ml·kg‾¹·min‾¹)             78.6±2.0                   72.0±2.6                           p < 0.005

W                                          480.6±12.3               521.7±21.5                             NE

W·kg‾¹                                     7.5±0.2                     7.3±0.1                               NE

RER                                          1.2±0.0                    1.2±0.0                                NE

VE (l·min‾¹)                           181.6±6.0                198.7±11.2                               NE

­

A Fiziológiai változók, melyeket VT1 és VT2-nél mértünk 3 és a 4 Táblázatban láthatók. Bár volt egyfajta tendencia a magasabb abszolút erő leadás (W) irányába a VT1 és VT2 –nél a TT-ben, mégsem mértünk jelentős eltéréseket a csoportoknál.

A laktát reagálás a kapilláris vérben a maximális teszt alatt az 1. ábrán látható. Nem találtunk jelentős eltéréseket az átlagokban, kivéve a magasabb laktát értékeket a C-nél (p < 0.005).

3. Táblázat    Fiziológiai változók VT1-nél a csoportoknak megfelelően

VO2 (ml·kg‾¹·min‾¹)                   57.2±1.3                    52.3±2.5                             NE

%VO2max                                  72.7±1.6                    72.6±3.6                             NE

W                                           335.1±11.8                357.5±13.0                            NE

W·kg‾¹                                       5.3±0.5                      5.0±0.1                             NE

RER                                           0 .9±0.0                      0.9±0.0                             NE

VE (l·min‾¹)                               86.2±3.7                    93.6±5.4                             NE

VE·VO2                                        24.6±0.2                    23.8±0.7                             NE

4. Táblázat    Fiziológiai változók VT2-nél a csoportoknak megfelelően

VO2 (ml·kg‾¹·min‾¹)                  70.7±1.3                    66.2±4.0                             NE    

%VO2max                                            89.9±0.7                   91.7±2.0                              NE

W                                          411.6±12.2               453.7±14.3                             NE

W·kg‾¹                                      6.5±0.2                     6.3±0.1                              NE

RER                                           1.0±0.0                     1.0±0.0                              NE

VE (l·min‾¹)                            125.1±4.2                  131.1±5.6                              NE

VE·VO2‾¹                               25.8±0.6                    25.2±0.7                               NE

VE·VCO2‾¹                             25.6±0.4                     25.3±0.8                              NE

Szubmaximális tesztek

Az erő leadás, amin a szubmaximális tesztet végeztük átlagosan ~390 W (5.8 W·kg‾¹) és ~405 W (5.6 W·kg‾¹) a C és a TT esetében. A gázcsere, a vénás vér és EMG reakciói, melyeket a szubmaximális tesztek alatt rögzítettünk a 2-5 ábrán láthatóak. Nem találtunk jelentős eltéréseket a csoportok között, kivéve: a) magasabb átlag pH és [HCO3‾] a vénában, a C-ben az edzés 5-15 percében (p < 0.05), és b) magasabb rms-EMG (p < 0.01) és MPF a teszt alatt ( p < 0.05 10 és 15 percnél, p < 0.01 5 és 20 percnél) a C-ben (5. ábra).

Végül, semmilyen egymásra ható effektust (csoport x edzés idő) nem tapasztaltunk a változók között.

Vita

E tanulmány célja az volt, hogy meghatározhassuk azokat a fiziológiai tényezőket, melyek megkülönböztetik azokat a profi kerékpárosokat, akik jobb teljesítménnyel tűnnek ki az időfutamban (TT) azoktól, akik inkább a hegyeken teljesítenek kiválóan (C). Tudásom szerint eddig csak egy tanulmány foglakozott ezzel a témával [18]. Padilla és munkatársai nemrégiben kiértékelték a fiziológiai és teljesítménybeli karakterisztikáját magas szintű profi országúti kerékpárosoknak, akik kiválóak valamely területen, morfotípusuknak megfelelően (test tömeg, test felület, stb.). Tanulmányunk számos új fejezettel gazdagítja ezt a témakört, és a jelenlegi kerékpáros fiziológiai tudást. Ebben a vizsgálatban számos fiziológiai indikátort kiértékeltünk (gázcsere változók, vér pH vagy EMG) a célból, hogy meghatározzuk, mely fiziológiai tényezők (cardiorespiráció, metabolikus vagy neuromuszkuláris), függetlenül az antropometrikus karakterisztikától, befolyásolhatják a verseny teljesítményt mindkét számban. Bizonyos antropometrikus eltérések mellett (értsd: alacsonyabb súly és testtömeg a C-nél), arra jöttünk rá, hogy a C alanyok: (a) magasabb VO2max és maximális kapilláris vér laktát koncentrációt, (b) nagyobb felépülést és motorikus egység megújulást szubmaximális (~80% VO2max) terhelésnél, és valószínűleg (c) nagyobb puffer kapacitást (amit a vénából becsültünk meg) mutattak. Ezzel szemben, a TT alanyok képesek voltak magasabb erőleadást produkálni a VO2max magadott százalékán (vagyis VT2 vagy ~90% VO2max), és legtöbbször sokkal hatékonyabb pedálozási módot mutattak (alacsonyabb izomrost megújulás, hogy egyedülálló erőleadást produkáljanak).

Metódusbeli korlátok   

Adataink értelmezhetőségét (mint az EMG felvételek) részben korlátozta, hogy a kerékpárosoknak egy fix áttételt (70-90) kellett tartaniuk a tesztek alatt. Továbbá, minden alanynak ugyanazt az ülés pozíciót kellett felvennie. Valós körülmények között a kerékpárosok el tudnak érni egy adott erőleadást úgy is, hogy emelik a pedálfordulatot (akár 100 fölé), vagy a pedál erőt (áttétel váltással). Plusz, a kerékpárosok sokszor választják a nyeregből történő kiállást, főleg hegymenetben. Másrészt, a kerékpáros ergométeren való tekeréskor nincs légellenállás. Bár az energia felhasználása két kerékpárosnak ugyanolyan erőleadás mellett esetleg egyforma, laboratóriumi körülmények között, de mindenképpen eltérő az éppen aktuális körülmények között, he egyikük sokkal áramvonalasabb pozícióban teker. Ez utóbbi még inkább kijön nagy sebességnél (> 40 km/h).

Maximális tesztek

Az átlag VO2max (70-80ml·kg·min) értékek, melyeket a vizsgálatok alatt rögzítettünk, nagyon hasonlítottak a korábbi tanulmányok eredményeire, elit kerékpárosok esetében (pl: nemzeti csapatok). A testtömegre normalizált VO2max azonban magasabb volt a C-nél (~80ml·kg·min), mint a TT-nél (~70ml·kg·min). A Padilla által kapott értékekkel hasonlítottuk össze az adatokat, bár gázcserét nem mértek, és a VO2max is csak indirekt módon becsült érték volt. Tanulmányunkban rámutattunk, hogy a magasabb testtömegre normalizált VO2max szükséges a jó hegyimenő képességhez, elit sportolók esetében.

A maximális laktát szint a kapillárisokban szintét magasabb volt a C-nél (~7.0mM), mint a TT-nél (~5.0mM). Ezt okozhatja a korábbi alanyokénál magasabb anaerob kapacitás is. Mindkét, a VO2max és a maximális laktát értékek megmagyarázhatóak, mihelyst közelebbről szemügyre vesszük az egyén képességeit. A legjobb hegyimenők arról a képességükről ismertek, hogy gyorsan változtatni tudnak az amúgy is megerőltető iramból (értsd: a VT2 környékén, vagy a VO2max ~90%-án), egy nagyobb sebességre (egészen a VO2max 100%-ig) a hegyi szakaszok során. Sőt, némelyikük képes rövid, maximális intenzitású menetekre a meredek szakaszokon. Az ilyenfajta intervall menet valószínűleg nagyban függ az anaerob (a II.típusú rostok megújulása) és a puffer rendszertől, ahogy az alább látható is (Szubmaximális tesztek). Ezzel szemben, az időfutam alatt (főleg a 40km körülieknél) az intenzitás szintén közel maximum (VT2  fölötti), viszont stabilabb.

A fiziológiai változók, melyeket a VT1 és a VT2  alatt mértünk megegyeztek a C és a TT-nél, ami hasonló aerob adaptációra utal. A magas edzés intenzitás (~90% VO2max) amit a VT2-nél mutatott az alanyok többsége, megegyezett a korábbi tanulmányok profi kerékpárosainak az eredményeivel [12-14], és tükrözi azt a képességet, hogy tolerálni tudnak intenzív terheléseket hosszú menetek alatt. Valójában, a teljes, VT2-n töltött idő az 1997-es Tour de France alatt átlagban 8 óra volt. Bár az abszolút erő leadás értéke VT2-n a TT alatt magasabbnak tűnt (~450 W), mint a C alatt (~420 W), nem találtunk jelentős eltéréseket (p > 0.05), és a testtömegre normalizált értékek is ugyanazok voltak mindkét csoportnál (~6.0 W·kg). Megadva az abszolút és relatív erő leadást VT2-n, megbecsülhetjük a laboratóriumban a hegyi- vagy időfutammenő képességet, illetve, ezek az adatok is azt sugallják, hogy egy adekvát edzés programmal a hegyimenőknek lehetőségük van arra, hogy fejlesszék időfutam menő képességüket és fordítva, függetlenül az egyén testalkati karakterisztikájától.

Szubmaximális tesztek

A C csoport alanyai magasabb pH szintet és [HCO3‾] mutattak a vénában, és magasabb rms-EMG és MPF értékeket a tesztek alatt. A különbségek a vénában a sav-bázis változókban és a neuromuszkuláris paraméterekben melyeket a labor tesztek során mértünk megegyeznek az általános különbségekkel a C és a TT között az aktuális teljesítmény alatt. Amint azt már korábban láthattuk, nagyobb puffer kapacitásra van szüksége a hegyimenőknek, amikor ismételt, maximum erőkifejtésű támadásokat kell szerelniük hegyi szakaszok alatt. A fő hátránya a mi kísérleti kivitelezésünknek abból  a tényből fakad, hogy mi a vénából becsültük meg a puffer kapacitást, míg Weston egy korábbi tanulmányában az izmokban mérte ugyanezt [22]. Mivel a „tiszta” hegyimenők sűrűn változtatják az áttételeket és az ülés pozíciót, hogy fenntartsák, vagy növeljék a sebességet mászáskor, az ilyen típusú kerékpárosoknak kíváló képességei kell, hogy legyenek a motoros egységek megújulása terén (kiváltképp a II.típusú rostok). A magasabb rms-EMG és MPF értékek, melyeket a C-nél mértünk, alátámasztják ezt a hipotézist. Valóban, az rms-EMG érték összefüggésben van az aktív motorikus egységek számával (szövet megújulás), az MPF pedig lineáris összefüggésben van a szövetek potenciális áramvezetési sebességével. Másrészt viszont, a legjobb időfutam menők is felveszik ugyanazt az áramvonalas ülés pozíciót amilyen hosszan csak lehet, míg a pedálfordulatot alig változtatják (> 90). Tesztjeinkben a TT alanyok viszonylag nagyobb gazdaságosságot mutattak a fiziológiai reakciók terén. Az állandó terheléses teszt alatti EMG adatokban mért, fent említett különbségek mellett a TT alanyok az alacsonyabb abszolút VO2 értékek irányába mutattak, miközben összehasonlítható erőleadásokat produkáltak (~400 W, vagy 5.5-6.0 W·kg). Az ilyenfajta, csoportok közötti különbséget a biomechanikai tényezők is okozhatják. Valószínűsíthető, hogy a TT alanyoknak megvan az a képessége, hogy sokkal hatékonyabban húzzák a pedált felfele a húzó fázisban. Ezt egyébként korábbi, amatőr, jól edzett kerékpárosok esetében már bebizonyították. Ebben az esetben ez csökkenteni fogja a vastus laterialisban található motoros egységek által végzett munka mennyiségét. Az aerodinamikai tényezők szintén fontosak lehetnek, bár erről a labor tesztek során nem tudtunk meggyőződni.

Végül, nem voltak jelentős eltérések a ventillációs válaszokban (légzési minta és a ventilláció metabolikus ára) a különféle kerékpárosok között. Általánosságban, a tanulmányunk azt sugallja, hogy sokkal inkább a periférikus és a neuromuszkuláris tényezők (az izom anaerob és puffer kapacitása, motorikus egységek megújulása) mintsem a kardiopulmináris tényezők azok, melyek elválasztják a C alanyokat a TT alanyoktól.

Konklúzió

Bizonyos antropometrikus különbségek mellett (alacsonyabb BMI, és magasabb, testtömegre normalizált VO2max a C-nél) ami részben genetikailag meghatározott, kijelenthetjük, hogy mihelyst nagy aerob kapacitást fejleszt ki egy profi kerékpáros, akkor a mászási képességet főleg a fiziológiai tényezők befolyásolják (anaerob/puffer kapacitás, motoros egységek megújulása). Másrészt, az időfutam menő képesség jól edzett kerékpárosok esetében nagyban függ a technikai tényezőktől, beleértve a biomechanikát és az aerodinamikát.

Physiological response to professional road cycling: climbers vs. time trialists.