Hvordan øger man sin VO2max som løber?

Maksimal iltoptagelse (VO2max) er den højeste hastighed, hvormed ilten kan optages, leveres til og udnyttes af musklerne under intensiv træning.

Sammen med variabler som laktattærskel og træningseffektivitet er VO2max en vigtig præstationsfaktor i mange bjerg- og sti-løb, så det bør være et primært fokus for de fleste strukturerede træningsprogrammer at forsøge at forbedre det.

I dette indlæg vil vi først nedbryde de bestanddele, der udgør VO2max, før vi går videre til at se på, hvilken type træning der er nødvendig for at signalere de nødvendige tilpasninger til forbedring.

Til sidst vil vi præsentere 4 træningspas, der har vist sig at være effektive i vores træning af både professionelle og amatør-løbere til at forbedre VO2max, hvor vi også vil inkludere lidt om rationalet og den videnskabelige baggrund bag designet af hver session.

Vo2 max
  • Asger Jensen | Fysioterapeut og Medejer hos Løberlab

LYNLÆSNING: Vo2-max og løb

Vo2-max er et begreb som ofte bliver brugt i løbeverdenen. Men hvad betyder det egentlig? Og hvordan kan man træne sig op til at få en bedre Vo2-max? 

I dette indlæg vil du blive klogere på de centrale og perifære fysiologiske faktorer som har indflydelse på ens VO2-max. Derudover vil vi uddybe, hvordan man kan forbedre ens Vo2-max, og hvilke fysiologiske tilpasninger som finder sted, når Vo2-max forbedres.  

INDHOLD

  • Centrale faktorer
  • Perifere faktorer
  • VO2max-tilpasninger
  • Centrale tilpasninger
  • Perifere tilpasninger
  • VO2max Træningspas

Komponenter af VO2max

De centrale komponenter i iltoptagelsessystemet kan groft opdeles i “centrale” faktorer og “perifere” faktorer. Begge er vigtige for en atlets VO2max og kan repræsentere en potentiel begrænsning for VO2max.

“Centrale” dele af systemet henviser til overgangen af ilt fra lungerne til blodet og transporten af dette iltede blod fra hjertet til de arbejdende muskler.

“Perifere” henviser til de dele af systemet, der vedrører overførsel af ilt mellem blodet og musklerne og muskelcellernes evne til at omsætte ilten. Dette inkluderer kapillærerne (blodkar til muskelfibrene) og mitokondrierne inden i muskelcellerne (stederne, der producerer energi med ilt).

Der har været betydelig debat blandt det videnskabelige samfund om, hvilke af disse faktorer der er den mest betydningsfulde bidragsyder til VO2max. I virkeligheden afhænger det meget af atletens genetik og træningshistorie, og uden en fysiologisk test kan det være svært at vide, hvor de primære begrænsningerne ligger. Så i de fleste tilfælde er det vigtigt at sikre, at du arbejder med at udvikle både perifere og centrale faktorer. Lad os tage et mere dybdegående kig på hver enkelt, begyndende med de centrale komponenter af VO2max.

Centrale faktorer

De centrale komponenter i begyndelsen af iltoverførselsprocessen begynder med, at ilten indåndes fra atmosfæren og kommer ind i lungerne. Derefter overføres ilten til blodet, hvorefter det er klar til at blive sendt til musklerne, hvor den bruges til at skabe energi. Diffusionen af ilten fra lungerne til blodet kendes som ‘pulmonal diffusion’ og er en nøglefaktor, der påvirker VO2max.

Pulmonal diffusion påvirkes mest af blodets iltoptagelseskapacitet. Dette bestemmes af den totale blodvolumen, koncentrationen af hæmoglobin i blodet (som er det vigtigste protein, der bærer ilt i blodet). Tilstande som anæmi kan reducere blodets iltoptagelseskapacitet.

Transporten af iltet blod til musklerne faciliteres af hjertemusklens slag, hvor ‘hjertets output’ er en central faktor. Dette er mængden af blod, der pumpes gennem det cirkulatoriske system på et minut, og er et produkt af både slagvolumen (mængden af blod, der pumpes ud af venstre hjertekammer i et enkelt slag) og hjertefrekvens (slag per minut).

Ved at opnå en højere maksimal slagvolumen kan større mængder iltet blod transporteres til de arbejdende muskler.

Studier tyder på, at når en utrænet person begynder udholdenhedstræning, er det ændringer i slagvolumen, der bidrager mest til forbedringer i VO2max. Forbedringer i blodets evne til at optage ilt ses også. I modsætning hertil synes andre faktorer, der påvirker pulmonal diffusion og maksimal hjertefrekvens, ikke at ændre sig betydeligt med træning.

Når en atlet bliver mere veltrænet, og hjertets slagvolumen er tæt på sit maksimale potentiale, antyder forskning, at hjertets output ikke ændrer sig væsentligt, og det er derefter tilpasninger i perifere faktorer, der synes at tillade VO2max at fortsætte med at stige.

Lad os se på de perifere faktorer! 

Vo2 max

Perifere faktorer

De perifere faktorer, der påvirker en atlets VO2max, er primært tætheden af kapillærer (stedet, hvor iltoverførslen mellem blodet og muskelfibrene sker) samt mængden og funktionen af ​​mitokondrierne i muskelcellerne.

Den gode nyhed er, at både kapillær- og mitokondriedensiteten kan forbedres betydeligt via et veludviklet træningsprogram.

Når der dannes flere kapillærer omkring muskelfibrene som følge af træning, er der en større overflade for transport af ilt. Blodgennemstrømningen gennem kapillærerne sænkes også (da kapillærerne kan indeholde en større mængde blod), hvilket betyder, at der er mere tid til, at diffusionen af ilt kan finde sted.

Mitokondrierne er de dele af musklerne, hvor aerob energiproduktion finder sted (produktion af energi med ilt). For nogen med meget lav mitokondriedensitet kunne dette udgøre en begrænsning for VO2max på grund af en begrænsning i mitokondriernes egen produktion af energi. Dette ville imidlertid være et meget sjældent scenarie, og det menes, at mitokondriernes iltoptagelseskapacitet typisk langt overstiger den mængde ilt, der leveres til dem.

Ikke desto mindre har det vist sig, at mitokondriedensiteten stadig kan udgøre en begrænsning for VO2max. Dette skyldes, at mitokondriedensiteten påvirker hastigheden af ​​iltudvinding fra kapillærerne. Med andre ord kan en højere mitokondriedensitet føre til bedre iltudvinding fra muskelkapillærerne.

Generelt er kapillærdensiteten sandsynligvis den største perifere begrænser for VO2max hos de fleste atleter. I modsætning hertil synes mitokondriedensiteten at spille en større rolle i forbedring af ting som substratudnyttelse, placeringen af første og anden laktat  tærskel, og udholdenhed. Dette skyldes, at det menes, at en højere mitokondriedensitet og effektivitet tillader, at iltoptagelsesbehovet kan deles over et større antal mitokondriske steder, hvilket muliggør mere energi at blive produceret via den mindre effektive proces med fedtforbrænding i stedet for kulhydratforbrænding (dette resulterer i lavere laktat niveauer for en given intensitet og bedre glykogenbesparelse).

 

VO2max som et system

Det er vigtigt at forstå, at VO2max i bund og grund afhænger af et komplekst system af processer, herunder diffusion af ilt mellem lunger og blod, minutvolumen, blodets iltoptagelseskapacitet, kapillærdensitet samt mitokondriernes densitet og funktion.

Den begrænsende faktor hos en person kan være helt anderledes end den begrænsende faktor hos en anden.

Vi kan tænke på dette som en fabrik. I et tilfælde kan produktionen i fabrikken være begrænset af råvareleverancerne til fabrikken. I et andet tilfælde kan fabrikken være begrænset af mangel på personale, og i et tredje tilfælde af defekt udstyr.

Det samme gælder for VO2max. En person kan være begrænset af minutvolumen, mens en anden kan være begrænset af kapillærdensitet. De typer træning, der vil hjælpe disse atleter med at overvinde deres begrænsninger, er måske ikke de samme, og derfor bør træningsplanlægning altid være individualiseret. Du bør ikke stole på en træner, der blot foreskriver træning baseret på, hvad der har virket for dem!

VO2max-tilpasninger

Nu hvor vi ved lidt mere om de komponenter, der udgør VO2max, kan vi gå videre til de praktiske træningsdetaljer for at fremkalde positive tilpasninger.

Vi vil begynde med at se på metoder til at forbedre minutvolumen først.

Vo2-max

Centrale tilpasninger

Da det er klart, at leveringen af store mængder iltet blod via en høj minutvolumen er afgørende for løbepræstationen, skal vi sikre, at træningen sigter mod forbedringer på dette område gennem størstedelen af træningscyklussen.

Generelt set er et centralt mål, når man designer træningspas for at fremkalde disse forbedringer, at opnå hjertefrekvenser tæt på maksimalt niveau og opretholde omkring 90% af den maksimale hjertefrekvens i så lang tid som muligt.

Grunden til, at vi skal hæve og holde hjertefrekvensen tæt på disse maksimale niveauer, er at facilitere tilpasninger i slagvolumenet via:

  • Forbedring af volumen og vægtykkelse af venstre hjertekammer
  • Større stræk fra dette øgede volumen, hvilket resulterer i større elastisk tilbagefjedring

I bund og grund ønsker vi at ‘strække’ hjertemusklen ved at fylde den med masser af blod, så den kan øge sin kapacitet og forbedre sin kontraktile styrke for at levere mere blod med hvert slag.

Da hjertefrekvensen er tæt forbundet med VO2, kan vi bruge hjertefrekvensen under træning som en god indikation af, hvilken procentdel af VO2max der nås under højintensitets indsats og om dette er tilstrækkeligt højt til at stimulere den ønskede respons.

Træning med målet om at tilbringe store mængder træningstid omkring 90% af maksimal hjertefrekvens kan anvendes som en vedvarende indsats eller gennem brug af intervaltræning (dvs. vekslende perioder med arbejde og hvile), hvor sidstnævnte er den mest almindelige metode, der anvendes. Derudover er der en betydelig ophobning af laktat og tilknyttede udmattelsesmetabolitter med disse anstrengelser, så hvileperioderne bliver vigtige for at tillade fjernelsen af disse udmattelsesmetabolitter, før næste anstrengelse

Perifere tilpasninger

Træning med henblik på at facilitere forbedringer i kapillærdensiteten samt mitokondrielt indhold og funktion involverer nogle forskellige træningsmetoder.

Længere varighed og lavere intensitetstræning er muligvis en af de bedste træningsmetoder til at opbygge mitokondrier og kapillærdensitet, da det tillader et højt antal muskelkontraktioner over en længere periode med relativt minimalt stress. Muskelkontraktioner spiller en nøglerolle i signaleringen af mitokondrielt biogenese og kapillærudvikling. Dette signal er i høj grad uafhængigt af løbeintensitet, så signalet er ens, uanset om man løber ved en lavere eller højere hastighed.

Udover store mængder træning med lav intensitet har meget højintensive træningspas (f.eks. 4-7x 30 sekunders all-out sprint) også vist sig at forbedre mitokondriel vækst og funktion. Disse sessioner kan imidlertid være mentalt og fysisk meget anstrengende, så de bør kun bruges relativt sparsomt, og vi anvender ofte kun denne type session på nogle tidspunkter af året.

Endelig indebærer opbygning af større kapillær- og mitokondrielt tæthed inden i og omkring de mere eksplosive muskelfibre – dvs. Type IIa og IIx (hurtige) fibre – at designe træningspas, der tilstrækkeligt aktiverer de målrettede fibre.

Type I eller såkaldte ‘langsomme’ muskelfibre har brug for meget lidt stimulering for, at denne aktivering kan finde sted sammenlignet med hurtige fibre (især Type IIx-fibre, som kræver en belastning, som både Type I- og Type IIa-fibre ikke fuldstændigt kan bære). Tilpasninger i kapillær- og mitokondriedensitet stimuleres derfor ved løb ved intensiteter, der er høje nok til at stimulere de målrettede fibre. For eksempel ville et lavintensitetsløb være passende til at aktivere Type I-fibre, mens anstrengelser på 5-10 minutter ved eller lidt over tærsklen ville være mere passende til aktivering af Type IIa-fibre. Aktivering af Type IIx-fibre kræver meget hårde anstrengelser, der kun kan opretholdes i et par minutter eller mindre.

VO2max Træningspas

Nedenfor er 4 effektive og videnskabeligt baserede træningsprogrammer, der kan bruges til at stimulere tilpasninger både i de centrale og perifere faktorer, der er præsenteret ovenfor, og positivt ændrer den aerobe kapacitet:

2 minutters interval:

Disse relativt korte intervaller bruger et højt intensitetsmål for at stimulere en hurtig hjertefrekvensrespons, hvilket forbedrer slagvolumen samt den mitokondrielle funktion (effektivitet) inden for muskelcellerne.

De bør gennemføres som en serie af 7-10x 2-minutters anstrengelser ved den maksimale hastighed, du kan opretholde konsekvent over hele serien af anstrengelser, med 2 minutters meget let jogging imellem. Sørg for at implementere en grundig opvarmning, inden du begynder anstrengelserne, som bør inkludere nogle korte udbrud af høj-intensitets løb, hvilket hjælper med at forberede dit aerobe system, så det reagerer hurtigere i starten af hovedsættet med anstrengelser, hvilket tillader dig at tilbringe mere tid med at løbe tæt på VO2max.

Når du er fortrolig med denne session, kan du øge iltoptaget og hjertefrekvensen mere hurtigt ved at udføre en “hård start” i begyndelsen af hver anstrengelse, hvilket betyder, at du begynder med en ~20 sekunders hård anstrengelse, før du falder ind i en lidt langsommere pace, der er bæredygtig for resten af anstrengelsen.

6-8 minutters interval:

Disse længere anstrengelser kan i nogle tilfælde tillade mere tid til at blive brugt på at løbe tæt på VO2max, med en lavere subjektiv indsats. Dette skyldes, at denne session udnytter den såkaldte ‘VO2 slow component’, hvor iltoptaget langsomt stiger mod VO2max på tværs af hver anstrengelse. Med en relativt høj mængde af høj-intensitets løb er disse anstrengelser særligt nyttige til at udvikle mitokondriel og kapillærtæthed omkring hurtige muskelfibre, og da hjertefrekvensen forbliver høj, er det også godt for at forbedre minutvolumen.

Efter en grundig opvarmning (som beskrevet ovenfor), bør denne session gennemføres som 4x 6-8 minutters anstrengelser, i et tempo eller en intensitet der er lidt over tærsklen. Du bør se din hjertefrekvens stige til mindst 90% af din maksimale hjertefrekvens inden for hver anstrengelse. Tag cirka 3-4 minutters meget let jogging for at komme dig mellem hver anstrengelse.

Microburst Interval Blocks:

Microburst interval blokke, der bruger en 2:1 arbejds-hvile forhold (f.eks. 30 sekunders arbejde/15 sekunders hvile, som vist ovenfor, eller den populære 40 sekunders arbejde/20 sekunders hvile), hæver hjertefrekvensen hurtigt på grund af kombinationen af de høje intensitetsarbejdsperioder og korte opsvingsperioder, hvilket muliggør en “drift” opad af hjertefrekvensen mod maksimale niveauer i løbet af hver blok. Inddragelsen af “mikro-restitution” i hver blok tillader, at rimeligt lange blokke opnås, hvilket fører til en større samlet tid brugt ved en høj % af maksimal hjertefrekvens.

Nogle meget nye forskningsresultater antyder også, at microburst intervaller også er et effektivt design til forbedring af mitokondriel effektivitet, og de aktiverer en høj procentdel af muskelfibre, så de vil være gavnlige for udvikling af kapillærer omkring type 2 muskelfibrene.

Efter en god opvarmning som beskrevet ovenfor, bør denne session gennemføres som 3 blokke af 9-16x 30-sekunders ‘hård’ løb og 15-sekunders ‘let’ jogging. Ved brug af et 7-zonersystem bør de ‘hårde’ anstrengelser udføres i Zone 6. I praksis kan denne intensitet være svær at vurdere, fordi hjertefrekvensen vil være langsom til at reagere i starten. Du bør dog sigte mod at pace hver 30-sekunders anstrengelse i et konstant tempo, som du kan opretholde for alle tre blokke af anstrengelser, og de første få anstrengelser bør ikke føles for anstrengende (omkring en 8/10). På tværs af hver blok af microburst intervaller bør du se din hjertefrekvens stige til mindst 85% af din maksimale hjertefrekvens.

Tag 3-5 minutters blid jogging mellem hver blok af microburst intervaller.

Langvarigt, lavintensivt løb:

Løb, der varer mellem 1 time og 3 timer eller mere, er virkelig gavnlige til at stimulere perifere tilpasninger og bidrager også til en vis grad til de centrale faktorer.

Vi anbefaler at holde disse lange løbeture primært til en ‘Zone 2’ intensitet, som bør udføres mellem 75-85% af ens  tærskelpuls og bør føles som en intensitet på 3-4/10. Dette vil minimere stressen forårsaget af disse sessioner, samtidig med at det aktiverer en meningsfuld del af muskelfibrene.

For at sikre, at du træner med den rigtige intensitet, kan du udføre en snakketest som beskrevet her. Som en generel tommelfingerregel bør din vejrtrækning forblive ‘konverserende’ gennem hele turen, hvilket betyder, at du kan tale i fulde, ubrudte sætninger.

Referencer

(1) Bassett, D. R., & Howley, E. T. (2000). Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Medicine and science in sports and exercise, 32(1), 70-84.

(2) Billat, V., Petot, H., Karp, J. R., Sarre, G., Morton, R. H., & Mille-Hamard, L. (2013). The sustainability of VO 2max: effect of decreasing the workload. European journal of applied physiology, 113(2), 385-394.

(3) Butts, N. K., Henry, B. A., & McLean, D. (1991). Correlations between VO2max and performance times of recreational triathletes. The Journal of sports medicine and physical fitness, 31(3), 339-344.

(4) Coyle, E. F. (1999). Physiological determinants of endurance exercise performance. Journal of science and medicine in sport, 2(3), 181-189.

(5) di Prampero, P. E., & Ferretti, G. (1990). Factors limiting maximal oxygen consumption in humans. Respiration physiology, 80(2-3), 113-128.

(6) Hellsten, Y., & Nyberg, M. (2011). Cardiovascular adaptations to exercise training. Comprehensive Physiology, 6(1), 1-32.

(7) Niklas, P., Li, W., Jens, W., Michail, T., & Kent, S. (2010). Mitochondrial gene expression in elite cyclists: effects of high-intensity interval exercise. European journal of applied physiology, 110(3), 597-606.

(8) Powers, Scott K., Edward T. Howley, Jim Cotter, Xanne Janse De Jonge, Anthony Leicht, Toby Mündel, Kate Pumpa, and Ben Rattray. Exercise Physiology: Australia/New Zealand. McGraw-Hill Education, 2014.

(9) Raleigh, J. P., Giles, M. D., Islam, H., Nelms, M., Bentley, R. F., Jones, J. H., … & Tschakovsky, M. E. (2018). Contribution of central and peripheral adaptations to changes in maximal oxygen uptake following 4 weeks of sprint interval training. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 43(10), 1059-1068.

(10) Rønnestad, B. R., & Hansen, J. (2016). Optimizing interval training at power output associated with peak oxygen uptake in well-trained cyclists. The Journal of Strength & Conditioning Research, 30(4), 999-1006.