CÉL: Az intervall edzés intenzitás változtatásának hatását vizsgáltuk 40 Km-es időfutam teljesítése alatt, 20 férfi állóképességi kerékpáros esetében, csúcs oxigén felvétel mellett, 4.8±0.61L·min‾¹.

METÓDUS: A kerékpárosok 25-kJ-os sprint tesztet teljesítettek, és egy Lépcső tesztet is, hogy meghatározzuk a csúcs aerob erőt (PP), és egy szimulált, 40 Km-es időfutamot a Kingcycle ergométeren. Ezután véletlenszerűen beosztottuk őket az őt intervall szekció egyikébe: 12·30 mp 175%-os PP-n, 12·60mp 100%-os PP-n 12·2 perc 90%-os PP-n, 8·4 perc 85%-os PP-n, és 4·8 perc 80%-os PP-n. A kerékpárosok 6 szekciót teljesítettek a 3 edzésen kívül, melyek a megszokott aerob alapozó edzések voltak. Ezután minden labor tesztet megismételtünk.

EREDMÉNYEK: Az időfutamok alatti teljesítményük megbízhatónak bizonyult a kontrollált edzéshatások mellett.

KONKLÚZIÓ: A versenyterheléshez közeli intervall edző menetek használata javítja az 1 órás állóképességi teljesítményt: a magas intenzitású menetek fokozzák a teljesítményt, valószínűleg különféle mechanizmusok során.

A tudományos irodalom a speciális edzés beavatkozásoknak a teljesítményre gyakorolt egyedülálló hatásáról jól edzett sportolók esetében elég szegényes. Napjainkig a sport tudósoknak elég nehéz volt rábeszélni a sportolókat arra, hogy kísérletezzenek az edzés tervükkel. A témában lévő adathiány következtében több vizsgálatot is végeztünk, hogy kutassuk az intervall edzés hatását a teljesítményre verseny kerékpárosok esetében. Ezekben a vizsgálatokban ugyanazt az edzés beavatkozást alkalmaztuk, név szerint az adagok változtatását (~15%) a sportolók aerob alapozó edzése alatt, folyamatos (5 perc), magas intenzitású menetekkel (90%-a a maximális oxigén felvételnek [VO2max]). Ebben a tanulmányban egyik korábbi munkánkra támaszkodunk, amelyben a különböző intenzitású és idejű menetek hatását vizsgáltuk, megkísérelve meghatározni a legjobb edzés ingert, mely fokozza az állóképességet.

A hagyományos szemlélet szerint, ha meg akarjuk határozni a különböző dózisokat a kezelés alatt, akkor végeznünk kell egy ismételt-méréses vizsgálatot, ahol minden alany megkapja az összes különböző dózist. Az eredményt legjobb grafikonon ábrázolni, és úgy analizálni. Az eredmény görbe aztán megmutatja a maximális és minimális dózist, az adagot amely ilyen választ vált ki, és kimutatható hatással van a szervezetre, stb. Azonban ez a fajta vizsgálat nem használható sportolók esetében, mert a dózisok hosszan tartó hatása miatt nem adható az alanyoknak több adag egyszerre. Az egyedüli lehetőség, hogy külön elvégzünk minden egyes tesztet, különböző edzés adagokkal, és más alanyokkal. Az edzés dózis, amely a legnagyobb választ váltja ki, meghatározható a különböző szériák összehasonlításával. Viszont létezik egy újfajta, sokkal lényegre törőbb megközelítés, melyet Holbert és munkatársai dolgoztak ki, ahol a polinom és más görbéket hozzáillesztik a különféle dózisokra adott válaszokhoz. Ezt a szemléletet követtük a vizsgálataink során.

METÓDUS: Húsz közepes szintű, állóképességileg edzett férfi kerékpárost toboroztunk a vizsgálathoz, melyet jóváhagyott a Cape Town-i Kutatási és Etikai bizottság. Mindegyikük volt már korábban labor teszten, és tájékoztattuk őket a vizsgálat természetéről. A kerékpárosok már legalább 3 éve edzettek, és indultak környékbeli kerékpár versenyeken. Egyikük sem végzett intervall edzést az utóbbi 3-4 hónapban.

Az első ábrán láthatók az alap tesztek (az edzés program, és az utólagos beavatkozás teszt). Két nappal az után, hogy teljesítették a teljes edzés programot, mindegyikük megismételte az egészet.

A TESZT ÉTRENDJE: A kerékpárosok tartózkodtak a nehéz edzéstől, és elfogyasztották a megszokott étrendjüket 24 órával azelőtt, hogy beléptek volna a laborba. Először megmértük a testsúlyukat egy 0.1kg pontosságú mérlegen, kerékpáros nadrágjukban (Model 770, Bonn. Germany). A testsúlyuk meghatározta a kezdeti munkaterhelést a későbbi edzésterhelés tesztben. A bőr-redő mérés alapján becsültük meg a test zsír százalékot.

Ezután minden kerékpáros teljesített egy 25-kJ-os sprint tesztet, egy elektronikusan fékezett kerékpár ergométeren (Lode, Gronigen, The Netherlands), klipszes pedállal szerelve, verseny nyereggel, és kormánnyal. Minden teszt előtt beállítottuk a nyereg magasságot, és a kormány pozíciót az alany kívánsága szerint, ezután bemelegített egy önmaga által választott intenzitással és ideig. Az első bemelegítés alatti munkamennyiséget feljegyeztük, és ezt ismételtük a későbbi tesztek előtt. A bemelegítés után egy 25-kJ-os teszt következett ’amilyen gyorsan csak lehet’. Ezt egy rövid levezetés követte, amit a kerékpárosok nyugalomban végeztek. Majd mindegyikük teljesített egy 40km-es időfutamot, a saját verseny kerékpárján, amit elláttunk egy légfékes ergométerrel (Kingcycle Ltd, High Wycombe, Buckinghamsire, UK).

A kerékpárokat az első villánál csatlakoztattuk az ergométerhez, a villa egy bakra illeszkedett egy gyors zár segítségével. Ez a bak vízszintesen eltolható volt, így tudtuk beállítani a hátsó kereket a légfékes görgőhöz.

Miután a Kingcycle-t bekalibráltuk, a kerékpáros elkezdhette az 5 perces bemelegítést, a saját maga által választott intenzitással, amit később mindig megismételtünk az időfutamok előtt. Az alanyok letekerték az időfutamot, ’amilyen gyorsan csak lehet’, és az egyedüli visszajelzés amit kaptak, a hátra lévő távolság volt. Az idő együttható variációja (CV), amely az időfutam teljesítéséhez kellett ~1% volt.

Három nappal később, mindegyik kerékpáros visszatért a laborba, és részt vett egy végkimerülésig tartó ’Lépcső teszten’ a Lode kerékpáros ergométeren. Röviden: ez a teszt 3.3W·kg‾¹ terheléssel kezdődik. Ezt 150 másodpercig kellett fenntartaniuk, ezután emeltük először 50W-al, majd 150 mp-enként emeltük további 25W-al, addig amíg az alany bírta. A kifáradást a pedálfordulat csökkenésével határoztuk meg (>10 fordulat·min‾¹ és/vagy az emelkedéssel a gázcserében (RER) >1.1). A fenntartott csúcs erőleadást (PP) úgy határoztuk meg, mint az utolsó teljesített munka tartományt W-ban, plusz a nem teljesített menet részideje szorozva 25W-al.

A kifáradásig tartó ’Lépcső teszt’ alatt a kerékpárosok egy maszkot viseltek, mely egy automata gázcsere analizátorhoz volt kötve (Model Alpha, Oxycon Ltd., Mijnhardt, The Netherlands). Minden egyes teszt előtt az analizátort bekalibráltuk a Hans Rudolf 3-L féle fecskendővel, a szobalevegő és 5% CO2:95% N2 gáz keverékkel. Az analizátor kimenetei rá voltak kötve egy PC-re, amely kiszámolta a ventillációt (VE), oxigén felvételt (VO2), és a CO2 kilélegzést (VCO2) minden lélegzetvételkor egy általános egyenlet alapján. A csúcs VO2-t úgy kaptuk, hogy a teszt utolsó 30mp-ében mért legmagasabb VO2 átlagát vettük.

A PP értékek alapján határoztuk meg a munkaterhelést a két szubmaximális steady-state menetnél, és a 10 perces futamoknál a PP 50, 60, 70, és 80%-án. A munka fázisok utolsó 5 percében a kilélegzett levegőből mintát vettünk, és megbecsültük a karbohidrát oxidációt a Frayn egyenlet alapján, feltételezve a nonprotein RER-t. Az utolsó 60mp-ben vér mintát vettünk (3mL) a karból. Mindegyik vérmintát lefagyasztva, kéncsőben őriztük a teszt végéig.

A maximális Lépcső teszt, és a steady-state menetek alatt végig mértük, és lejegyeztük a pulzust (HR) egy Sport teszter monitor segítségével (POLAR Electro OY, Kempele, Finnland). A monitor tartalmazott egy jeladó övet, egy transzmittert, és egy csulón hordható vevőt. A vevő 5 mp-es időközönként vette fel a jeleket a Lépcső teszt alatt, és 15 mp-enként a steady-state tekerések alatt.

EDZÉS BEAVATKOZÁSOK: Az előzetes teszteket követően a kerékpárosokat véletlenszerűen besoroltuk az öt intervall edzés protokoll egyikébe. Mindegyikük összesen 6 intervall edzést teljesített. Az összes laboratóriumi edzés szekciót ugyanaz a személy irányította, ugyanazokon a kerékpáros ergométereken, azonos körülmények között (átlag hőmérséklet: 20-22°C, relatív páratartalom 55-60%). A terhelés: pihenés értékek, és a különböző edzések intenzitásai részletesen láthatóak a 1. táblázatban. Minden egyes laboratóriumi edzés szekció ~60 percig tartott. Az edzés protokollt edzőkkel, kerékpárosokkal, és sport tudósokkal konzultálva alakítottuk ki, azért hogy olyan edzés szekciót állíthassunk össze, amit jól edzett sportolók vállalnak egy versenyre való felkészüléskor. A különböző intervall szekciók során végzett munkamennyiséget nem tudtuk egységesíteni, mert az edzés intenzitás nem egy lineáris dolog: a kerékpáros képes a PP 75%-ával tekerni két órán keresztül, de a PP 150%-án esetleg csak egy percig.

A vizsgálat kezdetétől fogva minden kerékpáros feljegyezte a megtett távolságot, időtartamot, és az erőkifejtés nagyságát egy naplóba. Ezeket az adatokat arra használtuk, hogy kiszámoljuk a heti edzés távot, melyet a kerékpárosok a vizsgálatok alatt teljesíteni tudnak. Mivel e vizsgálatok célja az volt, hogy ideális edzési körülményeket biztosítsunk a kerékpárosoknak és az edzőknek egyaránt, ezért minden olyan ’megszokott’ volt amennyire csak lehetett; az egyedüli korlátozás az volt, hogy a labor tesztek alatt a kerékpárosok nem végezhettek egyéb intervall edzést.

STATISZTIKÁK: A tanulmány előtt több szimulációt hajtottunk végre, hogy meghatároz- zuk a minta méretét, és 95%-os bizonyosságban megkapjuk a megjósolható fokozás mennyiségét az edzés protokolloknál. Ezekben a szimulációkban az edzés protokoll változó volt, szűk határokon belül, ­-1 a rövidebb (30mp), és +1 a hosszabb (8perc) intervalloknál. Az értékek az edzés protokoll esetében le lettek egyszerűsítve a polinomok változóihoz.

1.sz. Táblázat: Az öt intervall edzés protokollgyűjteménye:

EREDMÉNYEK:

Az alanyokat leíró statisztikák megtalálhatóak a 2. táblázatban. Csak egy kerékpáros esett ki a tesztsorozatból. A 3. táblázatban megtalálhatóak az alap teljesítmény adatok a szimulált 40km-es időfutamról, a maximális lépcső tesztről, és a 25-kJ-os sprint tesztről, míg a 2. táblázat mutatja a teljesítmény százalékos változásait az egyes kerékpárosok esetében, edzés után. A 40km-es időfutam adatai egy erős, statisztikailag lényeges köb irányvonalat mutatnak (R = 0.70, P = 0.005). A lineáris és másodfokú trend nem szolgált megfelelő adattal (R=0.14, P = 0.30 és R = 0.08, P = 0.4 egyenként). A megbízhatósági érték ezen időfutam teljesítmények esetében magas volt (CV = 1.1%). A maximális lépcső teszt szintén erős köb irányvonalat mutatott (R = 0.62, P = 0.02), de a másodfokú tendencia szintén statisztikailag jelentős volt (R=0.51, P=0.03). A lineáris tendencia nem volt teljesen egyértelmű (R = 0.30, P = 0.1). E teszt megbízhatósága szintén magas volt (CV = 1.0%). A sprint teszté viszont gyenge (CV = 3.4%), és a lineáris, másodfokú és köb irányvonalak pedig nem voltak logikusak (R<0.1 és P = 0.4-0.8).

A fejlődés a 40km-es időfutam teljesítményben nem volt összefüggésben az ’üzemanyag’ felhasználás jelentősebb eltéréseivel. Mindkét, az előtte és utána lévő intervall edzés esetében a karbohidrát oxidáció mértéke a steady-state tekeréseknél emelkedett 2.4±0.2g·min‾¹-ról 50% PP-nél, 3.4±0.3, 4.1±0.3 és 5.4±0.4g·min‾¹-re, 60, 70, 80% PP-nél. Szintén nem volt különbség a plazma laktát koncentrációjának megfelelő emelkedésben, növekvő munkaterhelésnél. A plazma laktát koncentrációja emelkedett 2.4±0.3 mmol·L-ről a PP 50%-án 3.3±0.6, 3.5±0.8 és 7.3±1.0 mmol·L-re 60, 70 és 80%-os PP-n. A pulzusban szintén nem volt jelentős különbség. Az előtte és utána lévő intervall edzéseknél a pulzus progresszívan emelkedett 137±6 ütés/perc-ről a PP 50%-os munka tartományában 171±9 ütés/perc-re a PP 80%-án.

A csúcs erő szoros összefüggésben van a 40km-es időfutam teljesítési idejével (r = -0.82, 95%CI = -0.93-tól -0.85-ig; P = 0.0002) a vizsgálatok előtt és után is, de a százalékos változás a PP-ben a tréning után nem volt összefüggésben a teljesítmény megfelelő változásaival (r = -0.009, 95%CI = -0.52-től 0.38-ig; P = 0.9). Mégis, ahogy az várható volt, a százalékos változások a PP-ben, melyet a kerékpárosok fenn tudtak tartani a különböző edzés szekciók után szoros összefüggésben voltak a változásokkal az időfutam menő képességben (r = -0.92, P = 0.0001).

2.sz.Táblázat: Az alanyok karakterisztikája edzés csoportonként:

VITA:

Ebben a tanulmányban egy újszerű megközelítést alkalmaztunk a különféle edzésmódszerek az emberi szervezetre gyakorolt hatásainak a vizsgálatakor. A legfontosabb felfedezés egy lényeges, görbe vonalú kapcsolat volt az edzés intenzitás és a későbbi teljesítményváltozások között, a szimulált 40km-es időfutam esetében. Ez a kapcsolat a teljesítmény maximális növekedését jósolja a 3-6 perces, és PP ~85%-os edző körök után. A növekedés amit megfigyeltünk a menetek után körülbelül 2.5%-ban egyezik a korábban tapasztaltakkal. A jósolt maximális növekedés a teljesítményben a PP 85%-án vállalt edző körök után, szintén összhangban van a specifikussági elvvel, amennyiben a 40 km-es időfutamot a PP kb. 80%-os átlag intenzitásával teljesítették (vagy 90%os VO2max-al).

Az eredeti komponense a görbe vonalú kapcsolatnak a polinom köb, amely a teljesítményben csekély vagy semmilyen növekedést sem jósol az 1 és 8 perces meneteknél, és fenntartható növekedést a 30mp-es meneteknél. Egyszerűbb tendenciát vártunk: például, jobb teljesítmény a hosszabb intervallok következtében (lineáris tendencia). Ilyen tendenciák azonban nem nagyon egyeztek az adatokkal. A hibánk, hogy egyszerűbb trendeket kutattunk, nem metódusbeli probléma volt, mert ezeknek a jól edzett kerékpárosoknak magasan megbízható volt a teljesítményük, hasonlóan a laborban korábban vizsgált más alanyokéhoz (CV = 0.9-1.2%). Az ezen a megbízhatóságon alapuló szimulációk bizonyították, hogy kimutathattunk volna egy kis lineáris, vagy négyzetes irányvonalat, ha egy tesztet elvégeztünk volna.

Még több alanyt kellett volna tesztelnünk, hogy biztosabbak legyünk a tendencia természetét illetően. Ezen a fokon azonban a köb irányvonal passzolt a legprecízebben (P<0.01), így elfogadtuk valódiságát. Akkor a 30mp-es menetek miért növelték a teljesítményt, és az 1 percesek miért nem? A specifikusság elvének megfelelően a 30mp-es menetekkel javulást érhetünk el az anaerob glikolízis terén, viszont nem fokozná a teljesítményt a 40km-es időfutamon , mely majdnem teljesen az aerob rendszer által szolgáltatott erőtől függ. Azonban ez a specifikusság túlságosan leegyszerűsített. Az például lehetséges, hogy a magas intenzitású munka terhelések hatására az izmok ellenállóbbak lesznek a fáradtsággal szemben, talán mert megváltozik az izomzat tároló kapacitása. A fáradtság mechanizmusának természete valóban misztikus, még mindig nem teljesen tiszta, hogy az izom e a helye a fáradtságnak egy magas intenzitású, hosszan tartó (1 óra) edzés során. Tekintettel a bizonytalanságunkra ebben az alap jelenségben, elfogadhatónak érezzük, hogy a 30mp-es edző menetek igenis javíthatnak a teljesítő képességen.

Legjobb tudásunk szerint, eddig még nem publikáltak olyan tanulmányt, amely vizsgálat volna a rövid munka intervallok hatását a teljesítményre, jól edzett sportolóknál. Az egyetlen hasonló tanulmány, amely az edzés intenzitás emelésének hatásait vizsgálta edzett alanyok esetében, az Acevedo és Goldfarb munkája volt.

Azt találták, hogy hét edzett futó, aki megemelte az edzés adagját 100km·wk‾¹ 8wk-val, magas intenzitású (90-95%-a a maximális pulzusnak) futásokkal, láthatóan javultak mindkét, a kifulladásig tartó labor tesztben (19:25 kontra 23:18), és a 10km-es verseny idejükben is (34:24 kontra 35:27). Coetzer és munkatársai szintén vizsgálták a futókat egy szuperior verseny előkészítő edzéssel, magasabb átlag intenzitással mint korábban: a lassabban futók 13%-al több időt töltöttek magas intenzitású edzéssel, míg a gyorsabbak lényegesen többet, 36%-ot. Megállapították, hogy az intenzívebb edzés képessé teszi a sportolókat magasabb hányadú VO2max, vagy erő leadásra hosszú távon, laktát felhalmozódás nélkül a munkát végző izmokban. Ez egy meggyőző hipotézis, megfigyelésekkel alátámasztva, miszerint a csökken a plazma laktát koncentráció ugyanannál az abszolút munkaterhelésnél (a PP 80%-a), egy intenzív intervall edzést követően. Továbbá Weston korábban kimutatta, hogy 6, egymást követő magas intenzitású menet, jól edzett sportolóknál jelentős javulást eredményezett az izom tároló kapacitásában, ami szorosan összefügg a 40km-es időfutam teljesítő képességgel (r = -0.82). A felfedezés jelentősége az, hogy Weston tanulmánya szerint az izmok tároló kapacitása nagyobb volt a PP 80%-án végzett, 5 perces munka intervallok után, mint a Nevill által mért 8wk sprint edzés után. Korábbi kutatások, melyek rövid időtartamú (<30mp) sprint edzés programokat alkalmaztak kimutatták, hogy az ilyen beavatkozások növelik az 5mp-es maximális erőt, és a rövid idejű teljesítményt (30mp). Azonban egyik tanulmány sem határozta meg, hogy a sprint edzésnek vajon van e hatása az állóképességre. Paradox módon, korábban már észleltük, hogy a hosszan tartó (5 perc) intervall edzés javíthatja a teljesítményt a 60mp-es maximális sprint teszt estében. Meg kell jegyezzem, hogy az aerob rendszer hozzájárulása a maximális 30mp-es munkához 40%, míg ez a hozzájárulás 50%-ra is emelkedhet az 1 perces, mindent bele menet alatt.

E tanulmány második felfedezése az az erős, görbe vonalú tendencia volt, amely az intervall edzések csúcs erőre gyakorolt hatását mutatta, a maximális lépcső teszt alatt. Újból, a köb tendencia passzolt leginkább, és maximális javulást jósolt a teljesítményben (~3%) a 4 perces futamoknál. Ellentétben a 40km-es időfutam teljesítésének tendenciájával, nem volt látható tendencia a teljesítmény növekedésben a rövid munka intervallok hatására, és egy négyzetes trend –mely megjósolna egy csúcsot a teljesítmény növekedésben, közelebb az edzés dózis tartományok középpontjához- sokkal inkább alkalmas lenne ezekhez az adatokhoz. Korábbi tanulmányok, melyek a csúcs erő 80-85%-án 5 perces munka intervallokat alkalmaztak, a PP ~5%-os emelkedését kapták eredményül. Ezekkel a tanulmányokkal egyetemben, nem volt látványos korreláció a csúcs erő változása és a 40km-es idő között. Ezekben a korábbi vizsgálatokban a korreláció hiányát okozhatta az is, hogy az összes alany végigment az egész tréningen, és hasonló mértékben fejlődött minden teszten belül. Így minden változás a teljesítményben kisebb mértékű volt, mint a mérési hiba, tehát egy nagy korreláció nem volt lehetséges. Továbbá, a minták mérete azokban a tanulmányokban relatív kicsi volt ahhoz, hogy meghatározhassák a korrelációs együtthatót, bármilyen mérsékelt precizitással, így könnyen előfordulhatott, hogy a közepes korreláció eltűnt. A jelen vizsgálatokban mindkét tesztben volt teljesítménynövekedési tartomány. Ráadásul a nagyobb minta méret lehetővé tette a korreláció precízebb megbecsülését. Ezért, legjobb esetben is csak közepes korreláció lehetséges a két teszt során keletkező teljesítményváltozások között. Az erős korreláció hiánya arra utal, hogy az intervall edzés egyénenként különböző reakciót vált ki a 40km-es időfutam teljesítő képességben, és a csúcs erőben egyaránt. Mások lényeges különbséget tapasztaltak az edzés ingerre adandó válasz esetében. Egy praktikus elágazás az egyénenkénti edzés elvben az, hogy ugyanaz az edzésprogram nem lesz mindenkinek egyformán hatékony.

A tanulmányban a harmadik és egyben utolsó mérése a teljesítménynek a sprint teszt volt, amely megbízhatatlannak bizonyult. A görbe vonalú tendencia hiánya a különböző edzés protokollokra adott válaszokban nem meglepő, mert nem valószínű, hogy mérni tudtuk volna az edzés protokollok hatására megjelenő pár százalékos értéket.

Konklúzióként, a tanulmány eredményei rámutatnak, hogy a 4 perces, verseny tempójú terhelés váltja ki a legnagyobb növekedést a szimulált 40km-es időfutam menő képességben, és a csúcs erő meghatározásához használt maximális lépcső tesztben. A növekedés tendenciái azt jelezték, hogy a nagyon rövid, magas intenzitású munkaterhelések szintén emelhetik a teljesítményt. A nyilvánvaló mélypont a növekedésben a 30mp-es és 4 perces intervallok között azt sugallja, hogy nem csak egy mechanizmus növeli az intervall edzés teljesítményt. Viszont további kutatások szükségesek ahhoz, hogy alátámasszuk ezt a koncepciót, és értelmezhessük a lehetséges mechanizmusokat, melyek növelhetik a teljesítményt az intervall edzések során. Végeredményben, a különböző típusú intervall edzések a sprint teljesítményre gyakorolt hatásának a vizsgálatához sokkal megbízhatóbb sprint tesztek szükségesek.

Effects of different interval-training programs on cycling time-trial performance.