Sporttudomány

A profi kerékpározás igényei különlegesek, a hűvös tavaszi versenyektől – a Flandriai kockaköveken -, a forró nyári hegyi szakaszokig a Pireneusokban, a Tour de France alatt. A versenyek alatt a kerékpárosok napi távja 1-300km-ig terjedhet, akár 21 napon keresztül, és évi 35.000 km-en át. Ezért az edzésnek annyira specifikusnak kell lennie, amennyire csak lehet, hogy megfeleljenek a versenyek állította kihívásoknak.

Napjainkig, a megkövetelt terhelést csak indirekt módon tudták kikövetkeztetni a pulzus alapján. Ez a metódus nem veszi figyelembe a pulzust érő hatásokat, mint például a „cardiovaskuláris elcsúszás” vagy a kerékpáron felvett pozíció.

A kerékpározás során jelentkező igények meghatározásának a legfontosabb változója a mechanikai erőleadás, amit a kerékpáros állít elő. Ezt a változót direkt és precíz módon mérhetjük egy erőmérő szerkezettel.

A célja ennek a tanulmánynak az volt, hogy direkt módon meghatározza a szakasz versenyek során az erőleadást, és az így kapott értékeket összevesse a pulzusmérésen alapuló módszer eredményeivel. Ezek az adatok esetleg javíthatják az alkalmazott edzéstervek hatékonyságát.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Alanyok. Hat professzionális országúti kerékpáros adatit vizsgáltuk. Az antropometrikus és fiziológiai karakterisztikájuk az 1.sz. Táblázatban látható.

Az éves edzésmennyiség 30.000 és 35.000 km között volt. Mindegyikük ugyanannak a kerékpáros csapatnak volt a tagja, és részt vettek valamelyik nagy körverseny egyikén (Tour de France, Giro d’Italia, vagy Vuelta a Espana). Minden sportoló írásos beleegyezését adta a vizsgálatok elvégzéséhez.

Labor tesztek. A versenyt megelőző napon mindannyian teljesítettek egy lépcső tesztet, elektronikusan fékezett ergométeren (SRM Ergometer). Az ergométer beállítási paraméterei megegyeztek a versenyen használt kerékpáréval.

A teszt 100W-os kezdő terheléssel indult, és 3 percenként 20W-al emeltük az ellenállást. A pulzust telemetrikusan mértük a teljes teszt alatt egy Polar S725-el. A laktát analízishez kapillárisba vett vérmintát használtunk, melyet a lépcsők vége előtt 30 mp-el vettünk a fülcimpából.

Az erőkifejtés jeleként, a pulzus és erőleadást a laktát küszöbön (LT) mértük, és 1mM-nél a laktát küszöb fölött (LT + 1) is meghatároztuk. Az LT-t a hivatalos Wasserman féle meghatározásból vettük, vagyis annál a terhelésnél, ahol a laktát szint emelkedése megindul.

A magasabb erőkifejtés jeleként az LT feletti változó koncentrációjú laktát szintet néztük, amit néha az individuális laktát küszöbként azonosítottunk (IAT). Itt, az 1mM emelkedést az LT felett használtuk, ami azonos az LT + 1-el. A tesztet az első szakasz előtt 24 órával végezték, hogy legyen idejük kipihenni magukat, és ezért nem is végezték a teljes kimerülésig a tesztet. Azonban a teszt még így is kielégítő volt az olyan szubmaximális változók mint az LT és az LT + 1 meghatározásához.

A csúcsterhelést (Ppeak) a legmagasabb, még teljesített 3 perces periódus adta. Ha az utolsó terhelést nem tudta teljes három percig fenntartani akkor a következők alapján számoltunk:

Ppeak = Wf + [(t/180) x 20]

ahol a Wf az utolsó teljesített terhelés értéke (W), t az utolsó lépcső ideje (s), és 20 a lépcsők közötti különbség (W).

Pálya tesztek: A verseny hat szakasza alatt folyamatosan mértük a terhelést az SRM Wattmérővel. Az SRM edző rendszer megbízhatóan méri az erőleadást, pulzust, pedálfordulatot, sebességet és a megtett távot.

Az SRM rendszer a hajtókaron méri a torzulásos elhajlást, a pedálra kifejtett erő és sebesség által. A hajtómű már apró eltéréseket is észlel. A rendszer 300g súlyú, és kompatibilis a többi alkatrésszel, ezért nem befolyásolja a teljesítményt.

A mért torzulást és fordulat értékeket digitalizálja, majd átkonvertálja elektromos jellé. Az így kapott adatot a kormányon található mikro computer jelzi ki, ami az erőt pedálcsapásonként átlagolja.

Az energia felhasználást is kijelzi az SRM készülék, mint a mechanikai erő leadást (J), amit a kerékpáros a biciklin kifejtett. Hogy kiszámolhassuk a teljes energia felhasználást az SRM által mért értékekből, korrigálnunk kell ezeket az adatokat a hatékonyság függvényében. Bár egyéni eltérések lehetnek, tanulmányok kimutatták, hogy az átlagos mechanikai hatékonyság kerékpáron 25% körüli. Ezért, az energia felhasználási értékeket néggyel kell osztani, hogy megbecsülhessük a teljes energia felhasználást joulban.

Hogy analizálhassuk a verseny alatti különböző erőleadások időtartamát, laborban meghatároztuk a három zónát, erőleadás és pulzus alapján. 1 zóna az LT alatti tartomány, 2 zóna az LT és az LT +1 között, és a 3 zóna az LT + 1 felett.

Verseny karakterisztika. A tanulmány helyszíne a Regio-Tour International volt, ami egy, az UCI által rangsorolt (2.3) verseny volt. 5 etapból állt a verseny, ami összesen 758 km volt, öt mezőnyversennyel, és egy hegyi időfutammal. A győztes 18.23 alatt teljesítette a távot, ami 41.1 km/h átlagsebességnek felel meg.

Statisztikai analízis. A verseny alatt regisztrált adatokat egy PC-re raktuk fel, és elemeztük az SRM szoftverével. Leíró statisztikát használtunk, minden értéket átlagban és ± eltéréssel fejeztünk ki.

EREDMÉNYEK

Labor tesztek. Az alanyok antropometriai és fiziológiai karakterisztikája, valamint a lépcső teszt eredményei az 1.sz. Táblázatban láthatók.

Verseny karakterisztika. Az átlag erőleadás/kilogramm, pulzus, felhasznált energia, szakasz hossza, és a szintemelkedés a 2.sz. Táblázatban látható. A 4. szakasz egy hegyi időfutam volt.

1.sz.Táblázat. Alanyok karakterisztikája és az ergométeres teszt eredmények:

2.sz.Táblázat. A verseny alatti eredmények:

Erő és a Pulzus a verseny alatt. Az 5 mezőnyverseny alatt a mért átlag erőleadás 220±22 W volt. Az intenzitás az LT felett 28 W volt, és 107 W az LT + 1 alatt. Ezalatt az öt szakasz alatt az átlag energia felhasználás 11.9 MJ volt. Az átlag pulzus 142 + 5 bpm volt, 5 bpm az LT felett, és 21 bpm az LT + 1 alatt.

Hegyi időfutam. A negyedik szakasz egy hegyi időfutam volt, magasabban jegyzett erőleadással, és pulzussal, szemben a mezőny versenyekkel. Az átlagos erőleadás 392 + 60 W volt, hasonlóan az 5.5 ± 0.4 W·kg-al. A pulzus átlagosan 169 ± 3 bpm volt ezen a szakaszon.

A labor tesztek és a verseny eredményeinek az összehasonlítása. A mezőny versenyeken a különböző zónákban eltöltött idő átlagos megoszlása a következő volt: 58% a 1. zónában, 14% a 2. zónában, 28% a 3. zónában. Mindez a pulzusra kivetítve így nézett ki: 38% a 1. zónában, 38% a 2. zónában, és 24% a 3. zónában. (1.sz ábra)

TÁRGYALÁS

Ennek a célja az volt, hogy meghatározza a direkt erőleadást, ezáltal megbecsüljük a terhelési igényeit egy profi országúti többnapos mezőnyversenyen. A direkt erőleadás sokkal precízebben leírja a kerékpáros teljesítményt. Nagyon kevés adat áll rendelkezésre a direkt erőleadás terén. Egy tanulmány időfutam alatt mérte a direkt erőleadást, a másik egy cyclocross versenyen, a harmadik pedig egy mountainbike versenyen.

A mi tanulmányunk az első, amely profi országúti kerékpárosokat vizsgált többnapos versenyek alatt, direkt erőméréssel. Eddig a napig a versenyek intenzitását csak a pulzus alapján vizsgálták. Azonban, ez az indirekt metódus az intenzitás meghatározására kevésbé pontos, és problémás; a pulzus jelentősen befojásolható a „cardiovaskuláris elcsúszás” által, amit hypohydráció és hyperthermia okozhat.

A tanulmány résztvevői nagyon magas aerob kapacitással rendelkeztek, amint az látható az erőleadásban az LT-n és az LT + 1-en. (1.sz.Táblázat) Ez a sajátosság megfigyelhető más vizsgálatoknál is. Összevetve más tanulmányokkal, a résztvevők PPeak értéke alacsonyabb volt a labor tesztnél, mivel a lépcső tesztet nem kifulladásig végeztük. Amint azt Urhausen és munkatársai is kimutatták, az LT és az LT + 1 meghatározásánál nem számít a kifulladási érték. Továbbá, kis különbségek az erőleadási adatokban előfordulhatnak a különféle protokollok használata miatt.

Erőleadás és pulzus a versenyek alatt

Mezőnyverseny. Az átlagos erőleadás a szakaszok alatt, beleértve a hegyi időfutamot is 245 ± 33W volt (3.4 ± 0.3 W·kg). Az öt mezőnyversenyen az átlagos erőleadás 220 ± 22W volt (3.1 ± 0.2 W·kg). Hansen és munkatársai magasabb értékeket mértek, a cyclocross versenyek alatt, három versenyző esetében. Az átlag erőleadásuk 374, 316, és 309 W volt (4.7, 4.1 és 4.9 W·kg). Az adatok közötti különbség azzal a ténnyel magyarázható, hogy a cyclocross verseny rövidebb, mint egy országúti verseny. A tanulmányozott cyclocross verseny 60 perces volt, míg a mezőnyverseny jelen esetben átlagosan 215 perc volt.

Smith és munkatársai vizsgálták a direkt erőleadását nyolc amatőr kerékpárosnak egy 40 km-es időfutamon. A kb. 60 perc alatt az átlag erőleadás 312 ± 23 W volt. Stapelfeldt 11 mountainbike versenyző direkt erőleadását vizsgálta (9 férfi és 2 nő). A versenyek alatt az átlag erőleadás a férfiak esetében 246 ± 12 W volt (3.5 ± 0.2 W·kg), és a nők esetében 193 ± 1 W (3.1 + 0.2 W·kg) volt, átlagban 128 és 108 perc versenyidőtartam alatt.

Átlag 240 W erőleadást mértek egy SRM készülékkel, a Tour de France egyik hat órás szakaszán, ami csak kicsit magasabb az általunk mértnél. Azonban az erőleadás mérése abban a tanulmányban egy kemény hegyi szakaszon történt, ami sokkal stresszesebb volt a miáltalunk mért szakaszoknál. Fernandez Garcia és munkatársai kimutatták, hogy profi kerékpárosok sokkal több időt töltenek hegyi szakaszokon a magas intenzitású zónákban, mint sík szakaszokon.

Indirekt méréssel Padilla megbecsülte a három nagy körverseny (Giro d’Italia, Tour de France, és a Vuelta a Espana) hegyi szakaszainak intenzitását, ami 246 ± 44 W lett, a kevésbé hegyes szakaszokra 234 ± 43 W, a sík szakaszokra 192 ± 45 W-ot becsültek, a pulzus-erő leadás kapcsolata alapján. A mi direkt módon kapott adataink tehát megerősítik a korábbi, indirekt becsléseket az erőleadásra mezőnyversenyeken.

Hegyi időfutam. Padilla vizsgálta az edzés intenzitás kontra pulzus-erőleadás kapcsolatot több profi országúti kerékpárosnál, időfutamok alatt. Az eredmény a prológ időfutamokon (<10km) 380 ± 62 W lett, rövid időfutamokon pedig (<40km) 362 ± 59 W volt, hosszú időfutamokon (>40km) 347 ± 59 W volt. A hegyi időfutamok alatt (40.6 km ± 4.8, átlag időtartam: 75 ± 8.4 perc) az átlagos erőleadás 342 ± 32 W volt.

A jelen tanulmányunkban a hegyi időfutam csak 13 km volt, 450 m szintkülönbséggel, és átlagban 23 perccel. Az átlag erőleadás ezen a szakaszon 391 ± 60 W volt (5.5 ± 0.4 W·kg). Mindezeket összehasonlítva Padilla eredményeivel, az erőleadás magasabb volt; azonban ezt okozhatta a táv rövidsége, a szakasz profilja, vagy a környezeti különbségek.

Lance Armstrong és Jan Ullrich becsült erőleadása az Alp d’Huez-i, 2004-es hegyi időfutamon, a Tour de France-on 445 és 440 W volt (6.3 és 6.0 W·kg). A rekord tartó ezen a 13.8 km hosszú, és 1100 m szintkülönbségű szakaszon Marco Pantani, akinek a becsült erőleadása 388 W volt, 6.9 W·kg. Ezeket az adatokat a szakasz hosszából, az időtartamból, a versenyző és a kerékpár súlyából, és a szintkülönbségből becsültük meg.

A hegyi időfutam alatt, ebben a vizsgálatban az LT + 1 felett átlag 66 W-ot mértünk. Az átlag energia felhasználás 2.6 ± 0.4 MJ volt. Az átlag pulzus 169 bpm volt, ami 30 bpm-el magasabb, mint a mezőnyverseny alatt. Ezek az adatok azt jelzik, hogy a hegyi időfutam alatt a legmagasabb a teljesítmény intenzitás az országúti versenyeket figyelembe véve.

A Labor tesztek és a verseny eredményeinek az összehasonlítása

Napjainkig, a pulzust használták leggyakrabban az edzés intenzitás mérésére. De. mint már említettem, a pulzust több fiziológiai és pszichológiai hatás befolyásolja. Az erőleadást direkt a kerékpáron mérhetjük, egy erőmérő szerkezettel, amit kevésbé befolyásolnak a külső tényezők, és így sokkal precízebb értékeket kapunk. Hogy összehasonlíthassuk a verseny alatt mért pulzus adatokat a direkt módon mért erőleadással, az intenzitást három zónára osztottuk fel (1-3 zóna), melyek beosztásához a labor tesztek alatt mért pulzus, laktát, és watt értékeket vettük alapul.

Az 1. ábra az erőleadás és a pulzus megoszlását mutatja a hat szakasz alatt. Úgy tűnik, hogy a pulzus alapján becsült edzés intenzitást az 1. és a 3. zónában kicsit alábecsültük, míg a 2. zónát pedig túlkalkuláltuk.

Ennek oka az lehet, hogy a cardiovaskuláris rendszer válasza lassú az alacsony és a magasabb erőleadás gyors változásaihoz képest a különböző verseny szituációk mellett. Lejtmenetben például a pulzus a 2. zónában van, míg az erőleadás az 1. zónában. Vagy a részhajrákban az erőleadás a 3. zónában jár, míg a pulzus csak a 2. zónában. Mindez a mindennapi életben azt jelenti, hogy a pulzus kései reakciója miatt az erőmérés hasznosabb lehet a rövid, intenzívebb intervallok alatt.

A cardiovaskuláris elcsúszás egy másik magyarázat lehet a 1. pulzus zóna alulbecslésére: a pulzus a folyamatban lévő intenzitás növekedés hatására emelkedik a hyperthermia és a hypohydratáció miatt. A hosszú edzések hatására csökkenhet a maximális pulzus, amint azt a túledzettséggel és a túlterheléssel foglakozó számos tanulmány bebizonyította.

Következtetés

Ebben a tanulmányban a teljesítményt direkt módon mértük egy SRM-el profi országúti kerékpárosoknál, egy hatnapos verseny alatt. A verseny időtartam nagy része az LT + 1 alatt volt. Az átlag erőleadás az LT körül volt. Ha összehasonlítottuk a pulzust az erőleadással, a különféle, LT alatti, és az LT + 1 feletti pulzus zónákban (1. 3. zóna) eltöltött időt alábecsültük, és túlbecsültük az LT-LT + 1 közötti, 2. zóna idejét.

Az erőmérés előnyeként hozható fel, hogy pontosabban meghatározhatjuk vele az intenzitást, szemben a pulzus alapú méréssel. Éppen ezért az edzés specifikussága javítható a teljesítmény optimalizált mérésével.

Power output during stage racing in professional road cycling