Aerobik Güç (VO 2maks ) Geliştirici Uygulamalar ve Antrenman Yöntemleri: Hangi Yöntem Daha Etkili?

Transkript

1 Aerobik Güç (VO 2maks ) Geliştirici Uygulamalar ve Antrenman Yöntemleri: Hangi Yöntem Daha Etkili? Prof. Dr. Muzaffer ÇOLAKOĞLU En iyi VO 2maks değerleri (ml/kg/dk) E R K E K Düzey İsim Spor Dsiplini Yıl 97.5 Oskar Svendsen (19) Bisiklet Espen Harald Bjerke Mukavemet Kayak Bjørn Dæhlie Mukavemet Kayak K A D I N 78.6 Joan Benoit Mesafe Koşucusu 76.6 Bente Skari Mukavemet Kayak 1984 Olimpiyatları Maraton Şampiyonu 76.0 Flavia Oliveira Bisiklet VO 2maks gelişiminin iki boyutu vardır Aerobik Güç (VO 2 pik) gelişiminde en önemli etken hangisidir? Kalp Atım hacmi (SV) mi, a-vo2 farkı mı? VO 2maks Merkezi Q Periferik a-vo 2 farkı 46 kg lık 75 kg çocuk (22 (12 yaş) Başlarken VO 2maks = SV x nabız maks x a-vo 2 farkı ml/kg/dk ml/dk = 84 ml/atım X 198 n/dk X 13 ml/dl SV N maks Kasın kapiller yoğunluğu Hb ve Mb miktarı Aerobik enzim aktivitesi 10 Yıl sonra ,5 ml/kg/dk ml/dk = 230 ml/atım X 185 n/dk X 17 ml/dl FARK + % % % 7 + %

2 Gelişimi Sağlayan Antrenman Yöntemleri Kardiyovasküler performansı arttırmada kullanılan klasik yöntem (ACSM, 1998): Submaksimal Kesintisiz Yüklenme (TEMPO Antrenmanları) Örn: ~ %60-65 VO2maks; ~ dk AeE ve AnE antrenman yükleri Örn: 6 x 10 dk, r: 1 dk veya 3 x 20 dk r.4 dk Uzun İntervaller - Örn: 3 x 4dk r:3dk / % vvo 2maks Kısa İntervaller - Örn: 2 x 10 x 30sn r:30sn / % vvo 2maks Yoğun İntervaller - Örn: 2 x 6 x 25 sn r: 100sn / % vvo 2maks Yüksek Yoğunluklu İnterval Antrenman (HIIT veya HIT - Alternating Pace) Örn: 4 6 x (4 dk AnE + VO2pik e denk gelen güç üretiminin %90 ı ile 1 dk) (Daussin ve ark., 2007) Wingate All-out Test Temelli HIT (Sprint İnterval Antrenmanı) Örn: 4 6 x 30 saniye Wingate testi (%150 P@VO2maks) (Burgomaster ve ark., 2005) TEMPO ve UZUN İNTERVALLERDE SV pik gelişimi için yüklenme süreleri ne olmalı? 5 6 Sabit yüklü egzersizde SV pik e ulaşma & SV de düşüşün başlama anları egzersiz şiddetine göre değişir KARDİYOVASKÜLER SAPMA % VO2 pik yüküyle SV pik e ulaşma: 2. 3.dk SV düşüşü: 3. 6.dk Yüklenme süresi : en az 2 dk en çok 6 dk (TEMPO veya TEMPO İNTERVALLER) Anaerobik eşiği geçmeyen yüklerde (<~170 nabız; <%75 ) SV pik e ulaşma: ~2 dk SV düşüşü: dk Yüklenme süresi : en az 2 dk en çok 10 dk Gonzalez- Alonso ve Calbet 2003 Mortensen ve ark Coyle ve Gonzalez-Alanso, 2001 Fritzche ve ark., 1999 Mortensen ve ark., 2005 Hem Laktat Eşiklerini hem de kalbin pompa gücünü geliştirmek istiyorsak Kardiyovasküler Sapma etkilerinden korunmak için uzun koşulara her dakikada bir ara vermeliyiz. 7 2

3 Orta şiddet sabit yüklü egzersiz %50 75 VO 2maks Nabız artar Sıcak yada veya termonötral ortamda Kalp atım hacmi (SV) %8 20 arasında azalır Kalp Dakika Hacmi Değişmez Sabit yüklü submaksimal egzersizin (65-75% VO2maks) dakikasında «Kardiyovasküler Sapma» nedeniyle SV düşüşü miktarları ~ 10. dakika KARDİYOVASKÜLER SAPMA (Cardiovascular Drift) ~ % 8-20 Fritzche et al., 1999 Gonzalez-Alonso et al., Submaksimal Egzersize Dolaşımsal Yanıtlar Termonötral ortamda Nabız Q Orta şiddet sabit yüklü egzersiz %50 75 VO 2maks Nabız yüksek kalır Kalp atım hacmi (SV) normale döner Kalp Dakika Hacmi (Q) artar SV ~ 12.saat VO 2 artar 11 TERSİNE KARDİYOVASKÜLER SAPMA (Reverse Cardiovascular Drift) Mattsson ve ark.,

4 Hill in klasik Kardiovasküler/ Anaerobik/Katastrofik modeli Noakes, Peltonen and Rusko, 2001 MERKEZİ YÖNETİCİ (Central Governor) modeli Antrenman seansı boyunca SV pik e yakın değerlerde daha uzun zaman geçirmenin VO 2maks gelişimi için en önemli faktör Periferik yorgunluk, kalp yorgunluğu ve yetmezliğinden SONRA ortaya çıkar Maksimal egzersizde anaerobiosis veya iskemi riski altında olan KALP tir, İskelet Kası DEĞİL Kalp hasarını önlemek için MERKEZİ YÖNETİCİLER ; Kalp ve Beyin, Kalbin iş yükünü azaltırlar olduğunu bildirilmiştir (Stanley ve Bucheit, 2014) Egzersiz şiddeti zirve kalp atım hacmi düzeyini aşarsa veya egzersiz süresi uzarsa ne olabilir? Kalp kası iskemisi gelişebilir Kalp atım hacmi düşer SV pik gelişimi için uygun yüklenme yöntemi ve şiddeti ne olmalı? Oluşan yorgunluk nedeniyle egzersiz şiddeti düşer veya egzersiz sonlandırılmak zorunda kalır Kalp atım hacmi zirvesine yakın düzeyde geçirilen sürenin kısa olması nedeniyle kalp atım hacmi ve dolayısıyla VO 2maks gelişimi azalır

5 Kalp Atım Hacmi (ml/atım) SV (ml) SV (ml) Yaygın İntervallerin amacı VO 2maks ı geliştirmektir SV pik genellikle % e denk gelir Vella & Robergs, 2005 SVpik % 100 ve SV pik yükleri ile UZUN İNTERVALLERE SV Yanıtları (%100 V0 2pik yükü ile 3x2 r:2 ) Kalp atım hacmi (SV) gelişimi için Kısa Yaygın İnterval yöntemi & SV pik Yükleri daha etkili görünüyor % 100 ve SV pik yükleri ile KISA İNTERVALLERE SV Yanıtları (%100 SV pik yükü ile 12x30s r:30s) Çolakoğlu ve ark., SV %VO VO2pik % 50% 60% 70% 80% 90% 100% SV pik az sayıda elit sporcuda %100 civarında bulunmuştur Eksen Başlığı BASELINE SV.T VO2.T SVpik Eksen Başlığı SVpik BASELINE SV.Y VO2.Y 18 Egzersiz başlangıcında VO 2 değişimleri (VO 2 kinetiği) VO 2 Kinetikleri ve Gelişimi O 2 açığı

6 Egzersizde VO 2 kinetiğinin fazları Faz I Kardiyodinamik Faz Bacak kaslarından akciğere kan iletiminin hızlanması gereken egzersiz yüklenmesinin ~ ilk 20 saniyesidir. Bu fazda akciğer kan akımını arttıracak şekilde Q artar. Egzersizde VO 2 kinetiğinin fazları Faz II Primer Faz Bu faz aktif kasta oksidatif metabolizma artışı ile yakın ilişkilidir. VO 2 nin Merkezi kısmını yansıtır Faz I egzersizin ~ ilk 20 saniyesinde görülür. Hemen ardından Faz II başlar. 21 VO 2 nin Periferik komponenti Faz II egzersizin ~ saniyeleri arasında görülür. 22 Egzersizde VO 2 kinetiğinin fazları Faz III Steady State Fazı (Yavaş Komponent) Sadece submaksimal egzersizde görülür Egzersiz şiddeti ve VO 2 Kinetiğinin Yavaş Komponenti < Anaerobik eşik Sabit yüklü egzersiz > Anaerobik Eşik Sabit yüklü egzersiz VO 2 ~150.sn ye kadar yükselir (Faz-I & II) VO 2 de SS (Faz III) görülmez YAVAŞ KOMPONENT ~ 2-3. dakikada VO 2 SS e ulaşır (Faz-III) VO 2 artışı yavaşlayarak VO 2maks a ulaşılır Yavaş Komponent PERFORMANS Yorgunluk BOZULUR oluşur SS sonrası Sporcu rahatlar ve daha hızlı koşmaya başlar (SECOND WIND) 10 dakika aktif dinlenme ile normale döner Jones ve ark,

7 Yarışa Kişisel Anaerobik Eşiğin üzerinde başlamak dayanıklılık performansını bozar Anaerobik Eşik aşıldığında VO 2 ve La SS i (Faz-III) görülmez, VO 2 maksimal e yaklaşır ve yorgunluk erken oluşur Glikojen Deposu ADP P i La H + Erken Yorgunluk < 20 dk VO 2 ve La Steady State i görülmez 20 dakikanın üzerindeki müsabakalarda SECOND WIND oluşana kadar Anaerobik Eşik geçilmemeli Glikoliz PCr yıkımı FT fibril katılımı Koşu ekonomisi O 2 açığı %110 AnE + %80 Δ AnE + %40 Δ %90 AnE Faz I Faz II Faz I Faz II Faz I Faz II Faz III Faz I Faz II Faz III %97,4 %99,7 %70 %53 3 dk 6 dk Bitkinlik noktası Özyener ve ark., Δ: AnE ile arasındaki iş yükü farkı 26 %120 yüküyle egzersizde %110 yüküyle egzersizde %100 yüküyle egzersizde Ön yüklenme oksidatif katılımı arttırarak dayanıklılık performansını arttırıyor 6 dakika AnE + %50 Δ 10 dakika Aktif Dinlenme Isınmanın son 16 dakikası Performans artıyor Daha Yüksek hız Daha uzun süre Ön-Yüklü Ön-Yüksüz Jones ve ark., 2003 Yüklenme % VO2pik 27 Ön-yük ile dayanıklılık performansı artışı Müsabaka ısınmasının son 16 dakikasından başlayarak anaerobik eşik ile Vo2maks veren yük arasındaki egzersiz yükü farkının %50 sine denk gelen yük ile 6 dakika efor yapılıp ardından 10 dakika aktif dinlenme sonrası yarışa başlanıldığında ilk dakikalarında oksijen açığı büyük olursa PCr hızla azalıp, glikoliz çok hızlandığı VO2maks ın %100-%120 sine denk gelen eforlarda oksijen kullanımı (VO2) %12 ye kadar artar. Bu efor şiddetleri m koşular arasına denk gelir.(yüzmede bunun yaklaşık dörtte birine) Pi, ADP, LA, H + gibi yorgunluk maddeleri çok artar ve dayanıklılık performansını bozarön-yük oksijen borcu yaratarak kas PCr düzeyini azalttığı için, efora başlarken alaktasit anaerobik katkı azalır. PCr ın azalması nedeniyle Faz I kısalır, Faz-II sağa kayar (öne çekilir). Böylece oksijen açığı azalır, glikoliz yavaşlar, Pi, ADP, LA H + gibi yorgunluk maddeleri azalır. Yorgunluk gecikir. Ön-yük laktat üretimini de arttırdığından, dinlenme sonrası müsabakaya başlarkan aerobik enerji metabolizması hızlanır Glikolizin azalması Glikojen depolarının korunması demektir. Erken «Second Wind» nedeniyle sporcu daha erken ( sn) rahat ve daha hızlı koşmaya başlar. MÜSABAKA PERFORMANSI ARTAR Jones, Koppo ve Burnley,

8 Kısa Yaygın ve Uzun Yaygın İntervaller i Kesintisiz AnE ve AeE antrenmanlarından daha fazla geliştiriyor Helgerud ve ark., 2007 İnterval antrenmanın üzerine etkileri Kısa intervallar (20 30 sn) VO 2 kinetiğinin Kardiyodinamik fazına denk gelir (Faz I) Aktif dokunun art arda değişen O 2 ihtiyacını karşılamak üzere Q maks ın artışı ile in gelişimini sağlar YÖNTEM KısaYaygın İnterval Uzun Yaygın İnterval SET/ TEKRAR/SÜRE Yüklen/Dinlen Şiddet Sıklık Süre 1 x 15 tkr x 15 sn 1/1 (Aktif rest) %90-95 Nabız maks 3 gün/hft 8 hft 4 x 4 dk 3/4 (Aktif rest) %90-95 Nabız maks 3 gün/hft 8 hft Kesintisiz - AnE 25 dk Kesintisiz %85 Nabız maks 3 gün/hft 8 hft Kesintisiz - AeE 45 dk Kesintisiz %70 Nabız maks 3 gün/hft 8 hft Kesintisiz submaksimal antrenmanın üzerine etkileri Uzun kesintisiz aktivite (20 dk 2 saat) Sabit bir O 2 ihtiyacını karşılamak üzere VO 2 kinetiğinin ikinci ve üçüncü fazları in periferik komponentini, yani a-vo2 yi geliştirir. Daussin ve ark., 2007 YÖNTEM KısaYaygın İnterval Uzun Yaygın İnterval Kesintisiz - AnE Kesintisiz - AeE gelişimi L/dk Q hızında SV gelişimi AnE-VO2 AnE hızı Ekonomi gelişimi % 5,7 %9,4 %9,4 Yok %9,8 %8,2 %9,3 %10,5 %10,4 Yok %8,7 %11,3 Yok Yok Yok Yok %11,6 %13,3 Yok Yok Yok Yok %8,2 %8,1 29 Katılımcılar: Orta düzeyde antrene 40 genç erkek 30 YÖNTEM HIIT (HIT) Aerobik Dayanıklılık Gelişiminde Kesintisiz Submaksimal Egzersizden daha etkili Elektronik Frenli Bisiklet Ergometresinde HIIT (Alternating Pace) Kesintisiz - AnE YÖNTEM gelişimi Uygulama Şekli 4 x (1 dk %90 P maks ** + 4 dk AnE*) 1 x dk (İlk 2 hafta 20 dk, sonraki 2hft da bir +5 dk) Daussin ve ark., 2007 Yüklenme / Dinlenme Kesintisiz Kesintisiz Sıklık/Süre 3 gün/hft 8 hft 3 gün/hft 8 hft Q maks SV pik Nabız maks AnE-VO2 P maks AnE HIIT (Alternating Pace) % 33,8 %11,4 %5,6 %4,2 %40,9 %18,6 %22,6 Kesintisiz - AnE %26,6 Wingate «all-out»testi sırasında ulaşılan SV değerleri testinde ulaşılandan daha büyük Wingate «all-out» testi SV Nabız Q > < = Kademeli testi SV Nabız Q p <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 * e denk gelen gücün % 49 u * * e denk gelen gücün % 90 ı 31 Q = SV x nabız Fontana ve Betschon,

9 SI ve KD yöntemleri ile 2 6 hafta antrenman aşağıdaki aerobik dayanıklılık parametrelerinde benzer gelişim sağlıyor. VO 2maks Kas TG içeriği, TG yıkımı ve yağ oksidasyonu Kas oksidatif kapasitesi Mitokondriyal enzim aktivitesi Kapiller yoğunluk artışı Kas glikojen depoları ve tasarrufu Aerobik dayanıklılık gelişimi Kas tampon kapasitesi gelişimi KD ile harcanan enerji SI den 10 kat fazla 6 12 TM Kuvvet antrenmanları & Kesintisiz Aerobik Dayanıklılık (AnE) antrenmanları kas damar ağını benzer mekanizmalarla ve benzer oranlarla geliştiriyor Hepple ve ark., 1997 Burgomaster et al. 2008; Rakobowchuk et al. 2008; Gibala ve ark., 2006; Gibala ve ark. 2012; Shepherd et al. 2013; Cocks ve ark., 2013;Shepherd ve ark., TEŞEKKÜRLER 35 REFERANSLAR 1. American College of Sports Medicine Position Stand (1998). The recommended quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory and muscular fitness, and flexibility in healthy adults. Med Sci Sports Exerc 30, American Dietetic Association, Dietitians of Canada, American College of Sports Medicine. Nutrition and athletic performance. Med. Sci. Sports Exerc, 41:709-31, Bailey TG, Jones H, Gregson W, Atkinson G, Cable NT, and Thijssen DHJ. Effect of Ischemic Preconditioning on Lactate Accumulation and Running Performance.Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 44, No. 11, pp , Beaver WL, Wasserman K and Whipp BJ. A new method for detecting anaerobic threshold by gas exchange. J Appl Physiol 60: , Burgomaster KA, Howarth KR, Phillips SM, Rakobowchuk M, Macdonald MJ, McGee SL, Gibala MJ. Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval andtraditional endurance training in humans. J Physiol Jan 1;586(1): Cocks M, Shaw CS, Shepherd SO, Fisher JP, Ranasinghe AM, Barker TA, Tipton KD, Wagenmakers AJ. Sprint interval and endurance training are equally effective in increasing muscle microvascular density and enos content in sedentary males. J Physiol Feb 1;591(Pt 3): Coyle EF ve González-Alonso J. Cardiovascular Drift During Prolonged Exercise: New Perspectives. Exerc Sports Sci Rev, 29(2): 88 92, Crisafulli A, Tangianu F, Tocco F, Concu A, Mameli O, Mulliri G, Caria MA.Ischemic preconditioning of the muscle improves maksimal exercise performance but not maksimal oxygen uptake in humans.j Appl Physiol111: , Daussin FN, Ponsot E, Dufour SP, Lonsdorfer-Wolf E, Doutreleau S, Geny B, Piquard F, Richard R. Improvement of VO2maks by cardiac output and oxygen extraction adaptation during intermittent versus continuous endurance training. Eur J Appl Physiol Oct;101(3): De Groot PC, Thijssen DH, Sanchez M, Ellenkamp R, Hopman MT. Ischemic preconditioning improves maksimal performance in humans.eur J Appl Physiol. 2010;108(1): Domenec RJ. Preconditioning: A New Concept About the Benefit of Exercise. Circulation, 113:e1-e Fontana P, Boutellier U, Betschon K, Toigo M. Cardiac output but not stroke volume is similar in a Wingate and VO2peak test in young men. Eur J Appl Physiol, (2011) 111: Fritzsche RG, Switzer TW, Hodgkinson BJ, Coyle EF. Stroke volume decline during prolonged exercise is influenced by the increase in heart rate. J Appl Physiol Mar;86(3): Gibala MJ, Little JP, van Essen M, Wilkin GP, Burgomaster KA, Safdar A, Raha S, Tarnopolsky MA. Short-term sprint interval versus traditional endurance training: similar initial adaptations in human skeletal muscle and exercise performance. J Physiol Sep 15;575(Pt 3): Hawley JA, Burke LM. Carbohdrate Availability and Training Adaptation: Effects of Cell Metabolism. Exercise and Sports Sciences 36 Reviews, 38(4): ,

10 16. Hansen AK, Fischer CP, Plomgaard P, Andersen JL, Saltin B and Pedersen BK. Skeletal muscle adaptation: training twice every second day vs. training once daily. J Appl Physiol 98: 93-99, Helgerud J, Høydal K, Wang E, Karlsen T, Berg P, Bjerkaas M, Simonsen T, Helgesen C, Hjorth N, Bach R, Hoff J. Aerobic highintensity intervals improve VO2maks more than moderate training. Med Sci Sports Exerc Apr;39(4): Hepple RT, Mackinnon SL, Goodman JM, Thomas SG, Plyley MJ. Resistance and aerobic training in older men: effects on VO2peak and the capillary supply toskeletal muscle. J Appl Physiol Apr;82(4): Jean-St-Michel E, Manlhiot C, Li J, et al. Remote preconditioning improves maksimal performance in highly trained athletes.med Sci Sports Exerc. 43(7):1280 6, Jones AM, Koppo K, Burnley M. Effects of prior exercise on metabolic and gas exchange responses to exercise. Sports Med. 2003;33(13): Jones AM, Vanhatalo A, Burnley M, Morton RH, Poole DC. Critical power: implications for determination of VO2maks and exercise tolerance. Med Sci Sports Exerc Oct;42(10): Jones AM, Wilkerson DP, Burnley M, Koppo K. Prior heavy exercise enhances performance during subsequent perimaksimal exercise. Med Sci Sports Exerc Dec;35(12): Mendes de Souza K, Grossl T, José Babel Junior R, Dantas de Lucas R, Pereira Costa V, Guilherme Antonacci Guglielmo L. maksimal lactate steady state estimated by different methods of anaerobic threshold. Brazilian Journal f Kinanthropometry and Human Performance, DOI: Mielke M, Housh TJ, Hendrix CR, Zuniga J, Camic CL, Schmidt RJ, Johnson GO. A test for determining critical heart rate using the critical power model. J Strength Cond Res Feb;25(2): Mortensen SP, Dawson EA, Yoshiga CC, Dalsgaard MK, Damsgaard R, Secher NH, Gonzalez-Alonso J. Limitations to systemic and locomotor limb muscle oxygen delivery and uptake during maksimal exercise in humans. J Physiol 566: , Okudan N, Gökbel H.The ventilatory anaerobic threshold is related to, but is lower than, the critical power, but does not explain exercise tolerance at this work rate. J Sports Med Phys Fitness Mar;46(1): Ozyener F, Rossiter HB, Ward SA, Whipp BJ. Influence of exercise intensity on the on- and off- transient kinetics of pulmonary oxygen uptake in humans. J Physiol Jun 15;533(Pt 3): Poole DC, Ward SA, Gardner GW, Whipp BJ. Metabolic and respiratory profile of the upper limit for prolonged exercise in man. Ergonomics. 1988;31: Rakobowchuk M, Tanguay S, Burgomaster KA, Howarth KR, Gibala MJ, MacDonald. Sprint interval and traditional endurance training induce similar improvements in peripheral arterial stiffness and flow-mediated dilation in healthy humans. MJ.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol Jul;295(1):R Riksen NP, Smits P, Rongen GA. Ischaemic preconditioning: from molecular characterisation to clinical application - part 1. Neth J Med.;62(10):353 63, Shepherd SO, Cocks M, Tipton KD, Ranasinghe AM, Barker TA, Burniston JG, Wagenmakers AJ, Shaw CS Sprint interval and traditional endurance training increase net intramuscular triglyceride breakdown and expression of perilipin 2 and 5. J Physiol Feb 1;591(Pt 3): Smith CG, Jones AM. The relationship between critical velocity, maksimal lactate steady-state velocity and lactate turnpoint velocity in runners. Eur J Appl Physiol Jul;85(1-2): Yeo WK, Paton CD, Garnham AP, Burke LM, Carey AL, Hawley JA. Skeletal muscle adaptation and performance responses to once a day versus twice every second day endurance training regimens. J Appl Physiol.;105(5): Ylitalo K, PeuhkurinenK. Clinical Relevance of Ischemic Preconditioning.Scand Cardiovasc J 35; ,