Aerobik Güç (VO2maks) Geliştirici Uygulamalar ve Antrenman

Yöntemleri:Hangi Yöntem Daha Etkili?

Prof. Dr. Muzaffer ÇOLAKOĞLU

En iyi VO2maks değerleri (ml/kg/dk)

Düzey İsim Spor Dsiplini Yıl

ERKEK

97.5 Oskar Svendsen (19) Bisiklet 2012

96.0 Espen Harald Bjerke Mukavemet Kayak 2005

96.0 Bjørn Dæhlie Mukavemet Kayak

KADIN

78.6 Joan Benoit Mesafe Koşucusu 1984 Olimpiyatları Maraton Şampiyonu

76.6 Bente Skari Mukavemet Kayak

76.0 Flavia Oliveira Bisiklet 2012

2

VO2maks gelişiminin iki boyutu vardır

VO2maks Q

PeriferikMerkezi

SV Nmaks

3

a‐vO2 farkı

Kasın kapiller

yoğunluğu

Hbmiktarı

Aerobikenzim 

aktivitesi

VO2maks = SV x nabız maks x a-vO2 farkı

17 ml/L

Aerobik Güç (VO2pik) gelişiminde en önemli etken hangisidir? Kalp Atım hacmi (SV) mi, a‐vO2 farkı mı? 

FARK

13 ml/L

198n/dk

84ml/atım

Başlarken X

10 Yıl sonra

230ml/atım

185n/dk

X=

XX=

+ % 174 + % 105  + % 31 

2162ml/dk47 

ml/kg/dk

7234ml/dk96,5

ml/kg/dk

4

46 kg’lık çocuk

(12 yaş)

‐ % 7 

75 kg

(22 yaş)

VO2pik Gelişimi Sağlayan Antrenman Yöntemleri

• Kardiyovasküler performansı arttırmada kullanılan klasik yöntem (ACSM, 1998): Submaksimal Kesintisiz Yüklenme (TEMPO Antrenmanları)– Örn: ~ %60-65 VO2maks; ~ 20 – 60 dk– Örn: 6 x 10 dk, r: 1 dk veya 3 x 20 dk r.4 dk

• Tempo İntervaller - Örn: 3 x 4dk r:3dk / %90-105 VO2maks

• Yaygın İntervaller - Örn: 2 x 10 x 30sn r:30sn / %90-105 VO2maks

• Yoğun İntervaller - Örn: 2 x 6 x 25 sn r: 100sn / %105-120 VO2maks

• 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)

AeE ve AnE antrenman yükleri

5

TEMPO ve TEMPO İNTERVALLERDESVpik gelişimi için yüklenme süreleri ne

olmalı?

6

Sabit yüklü egzersizde SVpik’e ulaşma & SV’de düşüşün başlama anları egzersiz şiddetine göre değişir

%95-100 VO2pik yüküyle

• SVpik’e ulaşma: 2. – 3.dkSV düşüşü: 3. – 6.dk

• Yüklenme süresi :• en az 2 dk – en çok 6 dk• (TEMPO veya TEMPO İNTERVALLER)

Anaerobik eşiği geçmeyen yüklerde (<~170 nabız; %50-75 VO2pik) • SVpik’e ulaşma: ~2 dk

SV düşüşü: 10-15. dk• Yüklenme süresi :

• en az 2 dk – en çok 10 dk• (TEMPO veya TEMPO İNTERVALLER)

7

Gonzalez- Alonso ve Calbet 2003 Mortensen ve ark. 2005

Coyle ve Gonzalez-Alanso, 2001 Fritzche ve ark., 1999

Mortensen ve ark., 2005

Sabit yüklü submaksimal egzersizin (65-75% VO2maks) 10 – 15. dakikasında «Kardiyovasküler Sapma» nedeniyle

SV düşüşü miktarları

~ % 8 - 20Fritzche et al., 1999

Gonzalez-Alonso et al., 1997

8

SVpik gelişimi için uygun yüklenme yöntemi ve şiddeti ne

olmalı?

9

SVpik genellikle % 40 – 80 VO2pik’e denk gelirVella & Robergs, 2005

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Kalp Atım

 Hacmi (ml/atım

)

SV

%VO2

VO2pik

SVpik

10

SVpik az sayıda elit sporcuda %100 VO2pik civarında bulunmuştur

Yaygın İntervallerin amacı VO2maks’ı geliştirmektir

85

95

105

115

125

135

0 2 4 6 8

SV (m

l)

Eksen Başlığı

SVpik

BASELINE

SV.Y

VO2.Y

% 100 VO2pik ve SVpik yükleri ile TEMPO İNTERVALLERE

SV Yanıtları(%100 V02pik yükü ile 3x2’ r:2’)

% 100 VO2pik ve SVpik yükleri ile YAYGIN  İNTERVALLERE       

SV Yanıtları(%100 SVpik yükü ile 12x30s r:30s)

Kalp atım hacmi (SV) gelişimi içinYaygın İnterval yöntemi &

SVpik Yükleridaha etkili görünüyor

11

85

95

105

115

125

135

0 1 2 3 4 5 6

SV (m

l)

Eksen Başlığı

BASELINE

SV.T

VO2.T

SVpik

Çolakoğlu ve ark., yayınlanmamış bulgular

12

VO2 Kinetikleri ve VO2pik Gelişimi

Egzersiz başlangıcında VO2 değişimleri (VO2 kinetiği)

13

O2 açığı

Egzersizde VO2 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.

VO2’nin Merkezi kısmını yansıtır

Faz I egzersizin ~ ilk 20

saniyesinde görülür.

Hemen ardından Faz II başlar.

14

Egzersizde VO2 kinetiğinin fazları

Faz IIPrimer Faz

Bu faz aktif kasta oksidatif

metabolizma artışı ile yakın ilişkilidir.

VO2’nin Periferikkomponenti

Faz II egzersizin ~ 20 – 150 saniyeleri

arasında görülür.15

Egzersizde VO2 kinetiğinin fazları 

Faz III – Steady StateFazı 

(Yavaş Komponent)

Sadece submaksimal

egzersizde görülür

16

> Anaerobik Eşik Sabit yüklü egzersiz

VO2’de SS (Faz III) görülmez

VO2 artışı yavaşlayarak

VO2maks’a ulaşılırYorgunluk

oluşur

10 dakika aktif

dinlenme ile normale

döner

Egzersiz şiddeti ve VO2 Kinetiğinin Yavaş Komponenti

< Anaerobik eşikSabit yüklü egzersiz

VO2 ~150.sn’ye kadar yükselir (Faz-I & II)

~ 2-3. dakikada VO2 SS’e ulaşır (Faz-III)

SS sonrası Sporcu rahatlar ve daha hızlı

koşmaya başlar (SECOND WIND)

17

PERFORMANS BOZULUR

Jones ve ark, 2003

YAVAŞ KOMPONENT

Yavaş Komponent

Yarışa Kişisel Anaerobik Eşiğin üzerinde başlamak dayanıklılık performansını bozar

VO2 ve La SteadyState’i

görülmezFT fibrilkatılımı

Koşu ekonomisi

O2

açığıPCr

yıkımıGlikoliz

ADPPiLaH+

Glikojen Deposu

Erken Yorgunluk

< 20 dk

18

20 dakikanın üzerindeki müsabakalarda SECOND WIND oluşana kadar 

Anaerobik Eşik geçilmemeli 

Bitkinlik noktası

Anaerobik Eşik aşıldığında VO2 ve La SS’i (Faz-III) görülmez, VO2 maksimal’eyaklaşır ve yorgunluk erken oluşur

Δ: AnE ile VO2pik arasındaki iş yükü farkı

AnE + %80 ∆

Faz IFaz II

%110 VO2pik

Faz IFaz II

AnE + %40 ∆

Faz IFaz IIFaz III

%90 AnE

Faz IFaz IIFaz III

Özyener ve ark., 2011

%97,4 VO2pik

%99,7 VO2pik

%70 VO2pik

%53 VO2pik

19

3 dk

6 dk

Ön‐Yüklü

Ön‐Yüksüz

Performans artıyorDaha Yüksek hızDaha uzun süre

%120 VO2pik yüküyle egzersizde 

%110 VO2pik yüküyle egzersizde 

%100 VO2pik yüküyle egzersizde 

Jones ve ark., 2003 20

Isınmanın son 16 dakikası

AnE +  %50 ∆

6 dakika

Aktif Dinlenme

10 dakika

%100 – 130 VO2pik

Yüklenme

Ön yüklenme oksidatif katılımı arttırarak dayanıklılık performansını

arttırıyor

Ön-yük ile dayanıklılık performansı artışı

• Müsabakanın ilk dakikalarında oksijen açığı büyük olursa PCr hızla azalıp, anaerobik glikoliz çok hızlandığı için Pi, ADP, LA H+ yorgunluk maddeleri çok artar ve dayanıklılık performansını bozar.

• Ön-yük oksijen borcu yaratarak kas PCr düzeyini azalttığı için, efora başlarken alaktasitanaerobik katkı azalır.

• PCr’ın azalması nedeniyle Faz I ve Faz II kısalır. • Faz III’e (Steady State’e) 100-120 saniye daha erken ulaşılır. • 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 başlarken aerobik

enerji metabolizması hızlanır• Glikolizin azalması Glikojen depolarının korunması demektir.• Erken «Second Wind» nedeniyle sporcu daha erken rahat ve daha hızlı koşmaya başlar.• MÜSABAKA PERFORMANSI ARTAR

21Jones, Koppo ve Burnley, 2013

Daussin ve ark., 2007

İnterval antrenmanın VO2pik üzerine etkileri

• Kısa intervallar (20 – 30 sn) • VO2 kinetiğinin Kardiyodinamik fazına denk gelir (Faz I)• Aktif dokunun art arda değişen O2 ihtiyacını karşılamak üzere Qmaks’ın artışı ile

VO2pik’in gelişimini sağlar

Kesintisiz submaksimal antrenmanın VO2pik üzerine etkileri

• Uzun kesintisiz aktivite (20 dk – 2 saat)• Sabit bir O2 ihtiyacını karşılamak üzere VO2 kinetiğinin ikinci ve üçüncü fazları• VO2pik‘in periferik komponentini, yani a-vO2’yi geliştirir.

22

YÖNTEMSET/

TEKRAR/SÜREYüklen/Dinlen Şiddet Sıklık Süre

Yaygın İnterval 1 x 15 tkr x 15 sn 1/1 (Aktif rest) %90-95 Nabızmaks 3 gün/hft 8 hft

Tempo İnterval 4 x 4 dk 3/4 (Aktif rest) %90-95 Nabızmaks 3 gün/hft 8 hft

Kesintisiz - AnE 25 dk Kesintisiz %85 Nabızmaks 3 gün/hft 8 hft

Kesintisiz - AeE 45 dk Kesintisiz %70 Nabızmaks 3 gün/hft 8 hft

Yaygın ve Tempo İntervaller VO2pik’i Kesintisiz AnE ve AeEantrenmanlarından daha fazla geliştiriyor

YÖNTEMVO2pik

gelişimiL/dk

Q VO2pik hızında SV gelişimi

AnE-VO2 AnE hızıEkonomi gelişimi

Yaygın İnterval % 5,7 %9,4 %9,4 Yok %9,8 %8,2

Tempo İnterval %9,3 %10,5 %10,4 Yok %8,7 %11,3

Kesintisiz -AnE

Yok Yok Yok Yok %11,6 %13,3

Kesintisiz -AeE

Yok Yok Yok Yok %8,2 %8,1

Helgerud ve ark., 2007

Katılımcılar: Orta düzeyde antrene 40 genç erkek 23

HIIT (HIT) Aerobik Dayanıklılık Gelişiminde Kesintisiz Submaksimal Egzersizden daha etkili

YÖNTEM Uygulama ŞekliYüklenme / Dinlenme

Sıklık/Süre

HIT (Alternating Pace) 4 x (4 dk AnE* +1 dk %90 Pmaks**)Kesintisiz 3 gün/hft

8 hft

Kesintisiz - AnE 1 x 20-35 dk(İlk 2 hafta 20 dk, sonraki 2hft’da bir +5 dk)

Kesintisiz3 gün/hft

8 hft

Daussin ve ark., 2007

YÖNTEMVO2pik

gelişimiQmaks SVpik Nabızmaks AnE-VO2 Pmaks P @ AnE

HIT (Alternating Pace) % 33,8 %11,4 %5,6 %4,2 %40,9 %18,6 %22,6

Kesintisiz - AnEDeğişim

yokDeğişim

yokDeğişim

yokDeğişim

yokDeğişim

yokDeğişim

yok%26,6

p <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05

Elektronik Frenli Bisiklet Ergometresinde

* VO2pik’e denk gelen gücün % 49’u* * VO2pik’e denk gelen gücün % 90’ı 24

Wingate «all-out»testi sırasında ulaşılan SV değerleri VO2pik testinde ulaşılandan daha büyük

SV

Nabız

Q

Wingate «all‐out» testi Kademeli VO2pik testi

SV

Nabız

Q

Q = SV x nabız

><=

Fontana ve Betschon, 2010

25

SI ve KD yöntemleri ile 2 – 6 hafta antrenman aşağıdaki aerobik dayanıklılık parametrelerinde benzer gelişim sağlıyor.

VO2maks

KD ile harcanan enerji SI den 10 kat

fazla

Kas oksidatif kapasitesi Mitokondriyal enzim aktivitesi

Kas glikojen depoları ve tasarrufu

Kas TG içeriği,TG yıkımı ve yağ oksidasyonu

Kapilleryoğunluk artışı

Kas tampon kapasitesi gelişimi

Aerobik dayanıklılık gelişimi

26

Burgomaster et al. 2008; Rakobowchuk et al. 2008; Gibala ve ark., 2006; Gibalave ark. 2012; Shepherd et al. 2013; Cocks ve ark., 2013;Shepherd ve ark., 2013

6 – 12 TM Kuvvet antrenmanları &

Kesintisiz Aerobik Dayanıklılık (AnE) antrenmanları

kas damar ağını benzer mekanizmalarla ve benzer

oranlarla geliştiriyor

27

Hepple ve ark., 1997

TEŞEKKÜRLER

28

REFERANSLAR1. 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, 975–991.2. American Dietetic Association, Dietitians of Canada, American College of Sports Medicine. Nutrition and athletic performance. Med. Sci.

Sports Exerc, 41:709-31, 20093. 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. 2084–2089, 20124. Beaver WL, Wasserman K and Whipp BJ. A new method for detecting anaerobic threshold by gas exchange. J Appl Physiol 60:2020-

2027, 1986. 5. 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. 2008 Jan 1;586(1):151-60.6. 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. 2013 Feb1;591(Pt 3):641-56.

7. Coyle EF ve González-Alonso J. Cardiovascular Drift During Prolonged Exercise: New Perspectives. Exerc Sports Sci Rev, 29(2): 88–92, 2001.

8. Crisafulli A, Tangianu F, Tocco F, Concu A, Mameli O, Mulliri G, Caria MA.Ischemic preconditioning of the muscle improves maksimalexercise performance but not maksimal oxygen uptake in humans.J Appl Physiol111: 530–536, 2011.

9. Daussin FN, Ponsot E, Dufour SP, Lonsdorfer-Wolf E, Doutreleau S, Geny B, Piquard F, Richard R. Improvement of VO2maks by cardiacoutput and oxygen extraction adaptation during intermittent versus continuous endurance training. Eur J Appl Physiol. 2007 Oct;101(3):377-83.

10. 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):141–6.

11. Domenec RJ. Preconditioning: A New Concept About the Benefit of Exercise. Circulation, 113:e1-e3 200612. 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) 111:155–15813. 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. 1999 Mar;86(3):799-805.14. 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. 2006 Sep15;575(Pt 3):901-11.

15. Hawley JA, Burke LM. Carbohdrate Availability and Training Adaptation: Effects of Cell Metabolism. Exercise and Sports SciencesReviews, 38(4): 152 – 160, 2010.

29

16. Hansen AK, Fischer CP, Plomgaard P, Andersen JL, Saltin B and Pedersen BK. Skeletal muscle adaptation: training twice every secondday vs. training once daily. J Appl Physiol 98: 93-99, 2005

17. Helgerud J, Høydal K, Wang E, Karlsen T, Berg P, Bjerkaas M, Simonsen T, Helgesen C, Hjorth N, Bach R, Hoff J. Aerobic high-intensity intervals improve VO2maks more than moderate training. Med Sci Sports Exerc. 2007 Apr;39(4):665-71.

18. Hepple RT, Mackinnon SL, Goodman JM, Thomas SG, Plyley MJ. Resistance and aerobic training in older men: effects on VO2peak andthe capillary supply toskeletal muscle. J Appl Physiol. 1997 Apr;82(4):1305-10.

19. Jean-St-Michel E, Manlhiot C, Li J, et al. Remote preconditioning improves maksimal performance in highly trained athletes.Med SciSports Exerc. 43(7):1280–6, 2011

20. Jones AM, Koppo K, Burnley M. Effects of prior exercise on metabolic and gas exchange responses to exercise. Sports Med. 2003;33(13):949-71.

21. Jones AM, Vanhatalo A, Burnley M, Morton RH, Poole DC. Critical power: implications for determination of VO2maks and exercise tolerance. Med Sci Sports Exerc. 2010 Oct;42(10):1876-90.

22. Jones AM, Wilkerson DP, Burnley M, Koppo K. Prior heavy exercise enhances performance during subsequent perimaksimal exercise. Med Sci Sports Exerc. 2003 Dec;35(12):2085-92.

23. 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: http://dx.doi.org/10.5007/1980-0037.2012v14n3p264

24. Mielke M, Housh TJ, Hendrix CR, Zuniga J, Camic CL, Schmidt RJ, Johnson GO. A test for determining critical heart rate using thecritical power model. J Strength Cond Res. 2011 Feb;25(2):504-10.

25. Mortensen SP, Dawson EA, Yoshiga CC, Dalsgaard MK, Damsgaard R, Secher NH, Gonzalez-Alonso J. Limitations to systemic andlocomotor limb muscle oxygen delivery and uptake during maksimal exercise in humans. J Physiol 566: 273–285, 2005.

26. 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. 2006 Mar;46(1):15-9

27. Ozyener F, Rossiter HB, Ward SA, Whipp BJ. Influence of exercise intensity on the on- and off- transient kinetics of pulmonary oxygenuptake in humans. J Physiol. 2001 Jun 15;533(Pt 3):891-902.

28. Poole DC, Ward SA, Gardner GW, Whipp BJ. Metabolic and respiratory profile of the upper limit for prolonged exercise in man. Ergonomics. 1988;31:1265–79.

29. Rakobowchuk M, Tanguay S, Burgomaster KA, Howarth KR, Gibala MJ, MacDonald. Sprint interval and traditional endurance traininginduce similar improvements in peripheral arterial stiffness and flow-mediated dilation in healthy humans. MJ.Am J Physiol Regul IntegrComp Physiol. 2008 Jul;295(1):R236-42

30

28. Riksen NP, Smits P, Rongen GA. Ischaemic preconditioning: from molecular characterisation to clinical application - part 1. Neth J Med.;62(10):353–63, 2004

29. Shepherd SO, Cocks M, Tipton KD, Ranasinghe AM, Barker TA, Burniston JG, Wagenmakers AJ, Shaw CS Sprint intervaland traditional endurance training increase net intramuscular triglyceride breakdown and expression of perilipin 2 and 5. J Physiol. 2013 Feb 1;591(Pt 3):657-75.

30. Smith CG, Jones AM. The relationship between critical velocity, maksimal lactate steady-state velocity and lactate turnpointvelocity in runners. Eur J Appl Physiol. 2001 Jul;85(1-2):19-26

31. 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):1462-70. 2008

32. Ylitalo K, PeuhkurinenK. Clinical Relevance of Ischemic Preconditioning.Scand Cardiovasc J 35; 359–365, 2001

31