Hoppa till sidans innehåll

Fysiologi och längdskidåkningens begränsande faktorer


Längdskidåkningens fysiologi

Vid uthållighetsarbete som längdskidåkning måste energin till musklerna ständigt tillföras och förnyas för att en åkare ska kunna hålla en hög intensitet under en lång tid. Syreupptagningsförmåga (VO²max), arbetsekonomi och nyttjandegrad är tre faktorer som anses begränsa en uthållighetsprestation, det vill säga som avgör vilken intensitet det är möjligt att hålla över tid (Coyle, 1999; Basset & Howley, 2000).

Syreupptagningsförmåga innebär hur mycket syre kroppen kan transportera ut från lungorna och som musklerna sedan kan ta upp och använda till energiproduktion. Längdskidåkning är den idrott som anses ha det högsta kravet på syreupptagningsförmåga. Arbetsekonomi är hur energisnålt en åkare kan utföra ett fysiskt arbete, och den tredje faktorn, nyttjandegrad, avgör i vilken intensitet (jämfört med den maximala syreupptagningsförmågan) som en längdåkare kan arbeta under tid. Denna faktor brukar i allmänt tal även kallas för anaerob tröskel. 

Längdskidåkning handlar mycket om att hushålla med den energi som kroppen har tillgång till. Innan vi beskriver ovan nämnda faktorer mer ingående ska vi titta närmare på hur kroppens energisystem fungerar.

 

ENERGIGIVANDE PROCESSER

Energi frigörs till musklerna genom att den energifyllda molekylen Adenosintrifosfat (ATP) bryter sina bindningar mellan fosfatgrupperna. För att återuppbygga ATP igen efter att bindningar har brutits, används antingen det anaeroba systemet eller det aeroba. Alla dessa processer sker i mitokondrien, cellens kärnkraftverk, som finns inuti cellen. Ett viktigt syfte med uthållighetsträning är att öka just antalet mitokondrier för att kunna skapa energi till muskelarbetet. Oavsett vilken form av fysisk aktivitet som utförs (kondition, styrketräning eller snabbhet) är det i huvudsak dessa två system som tränas. Målet med dessa former av träning är i huvudsak att få systemen att fungera så snabbt och effektivt som möjligt i förhållande till den aktuella aktiviteten. Vi ska nu diskutera vidare hur man kan dela in det aeroba och det anaeroba systemet ytterligare för att förstå varför det är bra att träna de olika delkapaciteterna. Delkapaciteter hos det aeroba respektive anaeroba systemet. När en kropp är i rörelse avgörs energiåtgången (ATP) i huvudsak av rörelsens intensitet. Kroppen använder de två systemen i olika utsträckning beroende på hur snabbt den behöver tillverka energin (återladda ATP-molekylen) samt hur stor kraftinsats som behöver läggas i en rörelse.

Ibland används det anaeroba systemet till 80 procent och det aeroba till 20 procent (till exempel vid högintensivt arbete) och ibland tvärtom (lågintensivt arbete). Ju längre tid ett arbete utförs, desto större andel av energin kommer från det aeroba energisystemet (se figur 4.3). Vid traditionell längdskidåkning brukar forskare anse att 80–85 procent av energin kommer från aerob kapacitet och 10–20 procent från anaerob. Vid sprint är fördelningen i stället 70–75 procent aerob energi och upp till 40 procent av energin kan komma från anaeroba energikällor (Sandbakk & Holmgren, 2013). En god aerob förmåga förbättrar dessutom förmågan att återhämta sig från ett anaerobt arbete. Med andra ord är det aeroba energisystemet mycket viktigt, oavsett vilken typ av längdskidåkning man ägnar sig åt. Det aeroba och anaeroba systemet används parallellt. Vid igångsättandet av ett arbete används uteslutande det anaeroba systemet tills det aeroba systemet börjar bidra med energi.

Vid tävlingsfart i en uppförsbacke i längdskidåkning bidrar både det aeroba och det anaeroba systemet med energi för att täcka åkarens energibehov. Systemen växelverkar på så sätt för att täcka energibehovet. Genom träning förbättras och optimeras denna växelverkan. Det aeroba energisystemet kan använda kolhydrater och fetter som energikälla medan det anaeroba systemet nyttjar kreatinfosfat eller glykolys (kolhydrat) för att skapa energi. Vid arbete som pågår mindre än två sekunder används det lagrade ATP-lagret inuti muskeln. Efter det börjar det anaeroba systemet skapa energi från kreatinfosfat vilket räcker i cirka tio sekunder. För att täcka arbete som pågår i mer än tio sekunder används något som kallas glykolys, vilket innebär att det anaeroba systemet ombildar kolhydrat till glukos mycket snabbt, men samtidigt bildas även biprodukter som till exempel vätejoner (H+) och laktat. Vid arbete som håller på längre tid än cirka två minuter används i huvudsak det aeroba energisystemet. Vid högre intensitet används en större andel energi från glukoslagren och vid lägre intensitet, desto större andel hämtas från fett. Detta kommer sig av att framställningen av samma mängd energi från kolhydrater kräver mindre syre än vad som är fallet med fett. För att upprätthålla en hög intensitet med ett högt energikrav, krävs därför tillgång till glykogen (kolhydrater) i musklerna.

Mängden lagrat glykogen i musklerna är begränsade till cirka 500 gram och 200 gram finns lagrat i levern (hos en vältränad). Det gäller därför att hushålla med energidepåerna för att upprätthålla arbetsintensiteten. Det går som sagt åt mer kolhydrater vid en högre intensitet. Genom träning ökar kroppens förmåga att lagra glykogen direkt i musklerna. Det går också att träna kroppen så att den sparar på glykogenlagren och i stället använder fett som energikälla. Då går det att använda glykogenlagren under en längre period av till exempel ett längdskidlopp. I motsatt till glykogenlagren innehåller fettlagren hos en människa stora mängder energi och de går i princip inte att göra slut på. Genom att träna den maximala syreupp- tagningsförmågan och nyttjandegraden är det möjligt att förbättra förmågan till att använda fett i så stor utsträckning som möjligt, spara på glykogenlagren och därmed förbättra en kapacitet att hålla en hög intensitet under en lång tid. Bakgrunden till de intensitetszoner som presenteras vidare kommer sig av hur träning på olika intensitetsnivåer påverkar utnyttjandet av energi från de olika energikällorna. Generellt förbättrar all typ av träning förmågan att utnyttja fett, men de lägre intensitetsnivåerna, AI – AIII,påverkar detta i något större utsträckning. Under ett lugnt distanspass (AI) används i huvudsak fett som energikälla och det är även det systemet som främst utvecklas. Tränar vi ett hårdare intervallpass (AIII) tränar vi i huvudsak växlingen mellan att använda fett och glykogen, men kroppen försöker då att utveckla förmågan att använda fett i så hög intensitet som möjligt. Vi blir då bättre på att spara på våra glykogenlager. Under ett pass på intensitetsnivå AIII+ används och tränas i huvudsak nyttjandet av glykogen. Detta är en förenklad bild av hur det fungerar då faktorer som bland annat kost före passet, träning och kostintag dagarna innan också påverkar vilken energikälla som väljs under ett pass och därmed också passets träningseffekt.

 

Laktat och "mjölksyra"

Tidigare har mjölksyra och laktat ofta felaktigt benämnts som samma sak. Laktat bildas då mjölksyra sönderdelas till vätejoner och laktatjoner, vilket sker vid anaerobt arbete. Utförs lågintensivt arbete, återanvänder kroppen laktatjonerna kontinuerligt till ny energi. Det pågår alltid en viss del anaerobt arbete i kroppen, även om det inte är den huvudsakliga energikällan vid lågintensivt arbete. När en åkare arbetar på en intensitet som är högre än vad det aeroba systemet kan tillgodose kommer resterande energi från det anaeroba systemet. Vid arbete under en längre tid (> 20 sek) på en hög intensitet, börjar laktat ansamlas i musklerna. Laktat fungerar som en energiomfördelare i kroppen, det bildas till exempel oftast relativt mycket laktat i överkroppsmuskulaturen under armarbete, men laktatet kan då följa med i blodomloppet, tas upp i benen och där omvandlas till förnybar energi. Laktat har tidigare ansetts vara en ”bov” som orsakar trötthet i musklerna, men så är inte fallet. I längdskidåkning växlar intensiteten i och med att terrängen varierar.

I uppförsbackar, är energikravet mycket högt och både det anaeroba och aeroba energisystemen samverkar. I en utförsbacke, direkt efter uppförsbacken, är energikravet däremot mycket mindre och det aeroba systemet jobbar för att återhämta det anaeroba energisystemet (täcka syreskulden som uppstår uppför). Laktatproduktionen är hög i uppförsbacken och det kan sedan återanvändas i andra muskler i utförsbacken eller på mer lättåkta partier. Före puberteten producerar inte kroppen speciellt mycket laktat och därför är det då även svårt att träna upp den alaktacida förmågan (anaerobt arbete > 20 sek). När intensiteten överstiger den nivå där kroppen kontinuerligt kan ta hand om laktat, kallas vardagligt ”tröskel”. Det finns ett antal olika benämningar på detta men oftast åsyftas kroppens förmåga att upprätthålla den aeroba och anaeroba balansen i kroppen. Samtidigt som laktat ansamlas försöker även kroppen att ventilera ut vätejonerna (som ökar surhetsgraden i muskulaturen) genom en ökad andningsfrekvens. Andningsfrekvensen är därför ett enkelt sätt att kontrollera sin ansträngning och kan vara en nog så bra markör som laktatmätning.

 

LÄNGDSKIDÅKNINGENS BEGRÄNSANDE FAKTORER

 Maximal syreupptagningsförmåga

 

Med syreupptagningsförmåga menas den mängd syre som musklerna kan ta upp under ett arbete, men även begränsningen för den maximala aeroba kapacitet som en människa har. En mycket vältränad åkare kan hålla sin maximala syreupptagningsförmåga i 5–10 minuter. Den maximala syreupptagningsförmågan begränsas främst av hjärtats pumpförmåga, det vill säga hur många liter blod som hjärtat kan pumpa varje minut, blodets förmåga att transportera syre samt muskelns förmåga att ta upp syre. Här brukar man dela in syretransportsystemet i centrala (hjärtat och cirkulationssystemet) och perifera/lokala faktorer (muskeln). Syreupptagningsförmågan ökas vid påverkan av hjärtats slagvolym (central faktor), kapillärtätheten runt cellen (små blodkärl som förser cellerna med syre) och mitokondrietätheten och dess effektivitet inuti cellen. I vila har vi normalt ett syreupptag på cirka 0,2 liter per minut, vilket kan jämföras med längdskidåkare på elitnivå som vid en maximal uthållighetsansträngning kan ha över 6 l/min (killar) och över 4 l/min (tjejer). Längdskidåkares höga syreupptagningsförmåga kommer sig av det stora energikrav som uppstår vid helkroppsarbete, det vill säga att de arbetar med en stor mängd muskler och använder överkropp och ben samtidigt. Som vi tidigare berättat så används även anaerob energi under längdskidåkning, framför allt vid åkning uppför, i starten, spurter och vid sprinttävlingar. En hög maximal syreupptagningsförmåga gör att det går snabbare att återhämta sig efter anaerobt arbete, eftersom återladdningen av ATP går snabbare. Därför är det lika viktigt för en traditionell längdåkare som för en sprintåkare att ha en god syreupptagningsförmåga. Vid sprinttävlingar genomförs tävlingen i flera heat och en god syreupptagningsförmåga kan öka möjligheten att vara pigg även i sprintfinalen. När det pratas om syreupptagningsförmåga nämns ofta ordet testvärde. Det innebär att syreupptagningsförmågan hos en individ beskrivs relaterat till kroppsvikten. Elitåkare som tar guld på VM och OS i de traditionella grenarna, har ett testvärde på 70–75 ml/kg/min (tjejer) och 80–85 ml/kg/min (killar), och i sprint ligger de på 65–70 (tjejer) och 75–80 (killar). Svenska längdåkare i yngre junioråldern ligger i medeltal på 55 ml/kg/min (tjejer) och 65 ml/kg/min (killar) och när de närmar sig senioråldern, cirka 63 respektive 73. För aktiva som fortsätter träna fokuserat efter puberteten, fortsätter syreupptaget ofta att öka uppemot 20 års ålder. Utvecklingen är mycket individuell och vissa individer i tidigare längdlandslag har man sett få en ökning i syreupptag även efter 25 års ålder med rätt träning.

 

Nyttjandegrad

Med nyttjandegrad avses i vilken utsträckning som en åkare kan hålla en hög intensitet under en längre tidsperiod. Det är som sagt möjligt att upprätthålla det maximala syreupptaget under några få minuter, men om arbetet är längre än så behöver tempot sänkas något. Ju högre denna submaximala intensitet (i % av maximalt syreupptag) är, desto bättre nyttjandegrad har en skidåkare. Nyttjandegrad likställs ofta med begreppet anaerob tröskel. Den anaeroba tröskeln inträffar när kroppen producerar mer laktat än vad den kan omsätta, det vill säga när laktatnivån börjar stiga. Den intensitet som i medeltal kan upprätthållas under ett längdskidlopp som är 10 eller 15 km långt, ligger ofta på en belastning som motsvarar den anaeroba tröskeln. En vältränad skidåkare har ofta sin tröskel på en belastning som motsvarar mer än 90 procent av sitt maximala syreupptag. För en otränad ligger den under 60 procent av max.

 

Arbetsekonomi

Den tredje faktorn som avgör en uthållighetsprestation är arbetsekonomi. Med det menas ofta hur mycket syre som en åkare förbrukar på en bestämd belastning. Åker två längdskidåkare lika fort har den åkare som förbrukar minst syre, bäst arbetsekonomi. Det som främst påverkar arbetsekonomin är individens verkningsgrad (biokemisk effektivitet), det vill säga hur mycket att den energi som kroppen bildar som verkligen går till det arbete som ska utföras. En stor del av ”spillenergin” blir värme. En annan faktor som påverkar arbetsekonomin är musklernas egenskaper. Vid vissa rörelsemönster (till exempel löpning) kan energi lagras i musklerna och återanvändas. Detta kan uppstå vid snabba explosiva rörelser eller vid till exempel frånskjut. Ytterligare en faktor som påverkar arbetsekonomin är åkarens teknik. Arbetsekonomin går att påverka till en viss grad med teknikträning, men är till största del medfödd.

 

MUSKELFUNKTIONEN

Människokroppen är uppbyggd av cirka 660 olika skelettmuskler som samverkar för att skapa kraft. Muskelarbete sker genom att musklerna kontraheras (förkortas, dras ihop) och arbetet kan utföras som en statisk eller dynamisk rörelse. En muskelcell kallas för muskelfiber och består av tätt packade myofibriller (se bilden nedan). Inuti myofibrillen finns proteinerna aktin och myosin. Dessa fäster tag i varandra under en muskelkontraktion och förkortar på så vis skelettmuskeln. När ett arbete ska utföras, skickar hjärnan en nervimpuls via en motorisk nervcell som går från ryggmärgen till muskelcellen. Runt cellen finns kalcium. När en nervimpuls kommer till cellen, pumpas kalcium in till cellen som där signalerar till proteinerna att gripa tag i varandra och förkorta muskeln. När proteinerna ska ”släppa taget” om varandra sker det genom att kalcium pumpas tillbaka ut från själva cellen. Så länge som kalcium pumpas in i cellen, pågår muskelkontraktionen. Små pumpar reglerar kalciumnivån inuti cellen och det är dessa pumpar som kräver energi (ATP) för att fungera.

 

Muskelfibrer

Det finns i huvudsak tre olika typer av muskelfibrer, typ I, typ IIA och typ IIX. Typ IIX är mycket snabba och kontraheras under ett mycket kort ögonblick. Typ IIA är snabba men något mer uthålliga än typ IIX. Typ I är uthålliga genom att de innehåller många mitokondrier (de är kärnkraftverk som ombildar och kan arbeta upprepade gånger under lång tid). Typ IIA och typ IIX har en snabbare kontraktionstid. Alla föds med en blandning av dessa muskelfibertyper och träning förändrar endast en liten del av den medfödda uppsättningen. Andelen typ IIX fibrer minskar dock vid träning och typ IIA ökar något. Vid uthållighetsträning kan vissa förändringar inträffa där även andelen typ I-fibrer ökar, men den förändringen är inte speciellt stor. Det som i stället går att påverka är storleken på muskelfibertyperna, bland annat genom uthållighetsträning och styrketräning. Ju större kraft en muskel ska producera, desto fler muskelfibrer kopplas ihop  tillsammans. Först kopplas typ I-fibrerna på, i nästa steg typ IIA-fibrerna och när utvecklingen överstiger 80 procent av maximal kraftutveckling är alla muskelfibrer aktiverade. Vid uthållighetsarbete kan typ II-fibrerna kopplas in, trots att det inte handlar om nära maximal kraftutveckling. Detta kommer sig av att när en grupp muskelfibrer börjar bli uttröttade, tar de hjälp av de muskelfibrer som inte tidigare aktiverats oavsett muskelfibertyp.

Uppdaterad: 2016-10-31 10:36
Skribent: Martina Höök
Epost: Adressen Gömd

HUVUDSPONSOR

LAGPARTNERS

SE ALLA PARTNERS
Tävlingskalender
150304-Puff-Skidlyftet-215-120
Puff_BättreSkidteknik_215
150504-Puff-Skideoteket-215-135
Ski Team XC shop
Sporrong shop
Skidor vill!
Idrottslyftet
FIS

Postadress:
Svenska Skidförbundet
Riksskidstadion
791 19 Falun

Besöksadress:
Lugnetvägen 16
791 31 Falun

Kontakt:
Tel: 010-708 69 00
E-post: This is a mailto link

Se all info