Lokaritgerð við Í.K.Í., nemandi: Geir Sverrisson

Leiðsagnarkennari: Þórarinn Sveinsson

* Virðum höfundarréttinn ! Öll afritun óheimil nema að tilskyldu leyfi höfundar, geirsv@itn.is

Inngangur

1. Lífeðlisfræðileg undirstaða

2. Mjólkursýrumælingar

Lokaorð

Heimildaskrá

Mynd 1. Mjólkursýrumyndun og minnkuð vöðvavirkni

Mynd 2. Samband mjólkursýrumyndunar og pH-gildis

Mynd 3. Efnafræðileg samsetning ATP

Mynd 4. Efnahvarf ATP við vatn

Mynd 5. Myndun orku með ATP og CP

Mynd 6. Orkumyndun úr glýkógeni

Mynd 7. Samspil orkukerfa

Mynd 8. Orkumyndun 100 m hlaup

Mynd 9. Orkumyndun 200 m hlaup

Mynd 10. Orkumyndun 400 m hlaup

Mynd 11. Orkumyndun 800 m hlaup

Mynd 12. Orkumyndun 1500 m hlaup

Mynd 13. Orkumyndun 3-10 km hlaup

Mynd 14. Stöðugt ástand súrefnisupptöku

Mynd 15. Hámarkssúrefnisupptaka

Mynd 16. Samband hjartsláttartíðni og súrefnisupptöku

Mynd 17. Ákvörðun mjólkursýruþröskulds

Mynd 18. Áhrif hvíldaraðferða á mjólkursýrumyndun

Mynd 19. Sjálfvirkur mjólkursýrumælir

Mynd 20. Uppsetning mjólkursýrumælingar (dæmi)

Mynd 21. Þjálfun út frá mjólkursýrumælingum

Mynd 22. Samanburður mjólkursýrumælinga

Efni þessa lokaverkefnis tilheyrir vísindum lífeðlisfræðinnar. Höfundur hefur stundað frjálsar íþróttir í nokkur ár, aðallega 400 m hlaup. Keppendur í 400 m hlaupi hefja hlaupið úr startblokkum og telst því keppnisgreinin til spretthlaupa. Þetta hlaup er vandmeðfarið þar sem keppendurnir verða að vega og meta líkamlegt form sitt. Oft er talað um að á síðustu 100 metrum hlaupsins séu menn ,,fullir af sýru". Hér er átt við það lífeðlisfræðilega fyrirbæri, mjólkursýru, sem er efni þessarar ritgerðar.

Mjólkursýra er efnasamband sem myndast við loftfirrða orkumyndun. Vandinn er hinsvegar sá að þegar myndun efnisins ,,fer úr böndunum" virkar það hamlandi á vöðvavirkni. Undirritaður hefur lent í því að hálfpartinn ganga örmagna síðustu 100 metra 400 m hlaups. Að því loknu staulast afsíðis og kastað ærlega upp. Hvernig má þetta vera? Við því verður leitað skýringa. Í dag er mögulegt að mæla hlutfall mjólkursýru í líkamanum á einfaldan hátt og hagræða þannig æfingaáætlunum út frá þessum gefnu upplýsingum.

Umfjölluninni er skipt í tvo hluta. Fyrri hlutinn skýrir það hvað mjólkursýra er, hvernig og við hvaða skilyrði hún myndast. Einnig eru útskýringar á helstu hugtökum sem notuð eru við mjólkursýrumælingar. Síðari hlutinn greinir frá þeim aðferðum sem notaðar eru við mjólkursýrumælingar og hvernig nýta megi þær upplýsingar sem fengnar eru með mælingunum við þjálfun. Í þeim hluta mun ég leitast við að svara þeirri spurningu hvort mjólkursýrumælingar séu áreiðanlegar og hvort þær stuðli að bættum árangri.

Áður en mögulegt er að fjalla um mjólkursýrumælingar og hagnýtingu þeirra er nauðsynlegt að útskýra þær lífeðlisfræðilegu breytingar sem eiga sér stað við áreynslu. Umfjöllunin miðast þó sérstaklega við hlutverk mjólkursýru sem er nátengd orkumyndunarferli líkamans.

Til þess að skilja hvað mjólkursýra er þurfum við að byrja á smæstu einingum mannslíkamans og mælieiningum tengdum þeim.

Í gegnum tíðina hefur verið mikill áhugi meðal manna á myndun mjólkursýru í líkamanum við þjálfun (Hargreaves, 1995: 55). Í fjölda ára var hún álitin úrgangsefni loftfirrðrar orkumyndunar við meðal- til hámarksákefð þjálfunar. Hins vegar bendir nú allt til þess að mjólkursýra sé efnaskiptalegur milliliður sem gegnir því hlutverki að varðveita sykurbirgðir lifrar og hvarfefni fyrir samdrátt beinagrindar- og hjartavöðva.

Mjólkursýra hefur efnafræðilegu samsetninguna; C₃H₆O₃. Þar sem C stendur fyrir kolefni, H fyrir vetni og O fyrir súrefni (McArdle, Katch, Katch, 1994: 20). Mjólkursýra dregur nafn sitt af sýklum sem mynda mjólkursýru (lactic acid) úr mjólkursykri (lactose) og valda við það súru bragði á mjólk (Newsholme, Leech, Duester, 1994: 116-117). Mjólkursýra myndast í mannslíkamanum á ákveðnum tíma við loftfirrða brennslu, til að mynda við brennslu á grunnorkuefni líkamans, ATP. Myndun mjólkursýru er einskonar varnagli líkamans eða seinkun á myndun grunnorkuefnisins ATP svo það þrjóti ekki (McArdle ofl., 1994: 61). Þetta þýðir að á endanum er mjólkursýru breytt aftur í glúkósasykru sem aftur er breytt í ATP (Newsholme o.fl., 1994: 99).

Sá ókostur fylgir hinsvegar myndun mjólkursýru að hún virkar hamlandi á vöðvavirkni við hámarks átök eins og sjá má á meðfylgjandi mynd (Newsholme o.fl., 1994:118). Þetta ferli og áhrif mjólkursýrumyndunar mun verða nánar útskýrt, en áður en lengra er haldið er nauðsynlegt að útskýra hugtök og mælieiningar sem eru nátengdar efninu.

Mjólkursýra berst um blóðrás líkamans eftir að hún myndast í vinnandi vöðvum. Eins og orðið ,,mjólkursýra" segir til um er hér um sýru að ræða. Því er nauðsynlegt að útskýra nánar sýrustig mannlíkamans ásamt eðlilegu sýrustigi blóðsins. Atóm er minnsta eining allra efna. Atóm inniheldur rafeindir sem eru neikvætt hlaðnar eindir og róteindir sem eru jákvætt hlaðnar eindir. Þegar fjöldi rafeinda er jafn fjölda róteinda er atómið í jafnvægi (hlutlaust).

Jónir eru atóm eða hópur atóma sem hafa jákvæða eða neikvæða rafhleðslu (McArdle, o.fl., 1994: 10-11). Sé fjöldi rafeinda færri en fjöldi róteinda hefur atómið jákvæða hleðslu. Þannig má segja að t.d. H⁺ (vetni) hafi lánað rafeind sína. Sé fjöldi rafeinda meiri en fjöldi róteinda hefur atómið neikvæða hleðslu. Þannig fær t.d. klóríð jónin auðkennið Cl^-. Sýra er efni sem hvarfast í vökvalausn þannig að það gefur af sér vetnisjónir (H⁺) (McArdle o.fl., 1992: 21-22).. Sýrur eru súrar á bragðið. Basi er efni sem tekur til sín vetnisjónir (H⁺) og myndar því neikvæðar vetnisoxíðjónir (OH^-) í vatnslausn. Basar eru bitrir á bragðið.

Sýrustig eða pH-gildi segir til um styrkleika vetnisjónar (H⁺) í vökvalausn (McArdle o.fl., 1992: 21-22). Vökvalausnir sem innihalda hlutfallslega fleiri OH^- en H⁺ hafa pH-gildi hærri en 7.0 og kallast basar. Að sama skapi eru vökvalausnir sem innihalda fleiri H⁺ en OH^- kallaðar sýrur og hafa pH-gildi lægra en 7.0. Efnafræðilega hlutlaus vökvalausn hefur jafnmikið af H⁺ og OH^- jónum (pH-gildi 7.0).

Gildi á pH eru frá bilinu +1.0 til +14.0 (McArdle o.fl., 1992: 21-22). Styrkur líkamsvökva nær frá pH 1.0 (magasýrur) til pH 7.35-7.45 sem er styrkur blóðs og flestra annarra líkamsvökva. Eðlilegt sýrustig blóðs er pH 7.4 í hvíld. Við mikil átök fellur sýrustig blóðsins en þó sjaldan niður fyrir pH 6.9.

Mólstyrkur (M) er aðferð til að mæla styrkleika lausna og stendur fyrir fjölda móla (mol) á hvern lítra (Brady, 1990: 39). Eitt mól er skilgreint sem fjöldi atóma í 12.000 grömmum af kolefni (6.02 x 10²³). Mól inniheldur þar af leiðandi 6.02x10²³ eindir, hvort sem það eru atóm, sameindir, jónir eða rafeindir. Þessi mælieining er notuð við mælingar mjólkursýru í blóði sem nánar verður komið að síðar.

1.1.4. Samband sýrustigs blóðs og mjólkursýru

Eins og sjá má á efra grafinu er línulegt jafnvægi milli aukinnar mjólkursýru í blóði og sýrustigs blóðs (McArdle o.fl., 1994:23). Því meira magn sem er af mjólkursýru, þeim mun lægra er pH-gildi blóðs (blóðið súrnar). Gröfin sýna magn mjólkursýru við aukið álag, frá hvíld upp í hámarks átök. Neðra grafið sýnir lækkun pH-gildis blóðs í hlutfalli við aukna ákefð í prósentum talið. Því meiri ákefð, því meiri lækkun pH-gildis.

Eins og áður hefur komið fram segir pH-gildi til um jónastyrkleika vetnis (H⁺). Þegar mjólkursýra myndast eru það einmitt jákvætt hlaðnar vetnisjónir sem valda lækkun á pH-gildi blóðsins (súrnun) (Newsholme, 1994:117).

Til þess að líkaminn geti viðhaldið eðlilegri líkamsstarfsemi og framkvæmt ákveðna vinnu eða hreyfingar þarf hann á orku að halda (McArdle, o.fl., 1994: 35, 43). Þessa orku fáum við úr fæðu. Þau þrjú næringarefni í fæðu sem við fáum orku úr eru; kolvetni, fita og prótein. Fæðuorka er ekki send beint til starfandi frumu, heldur eru þessi fæðuefni brotin niður með flóknu ferli og á endanum myndast grunnorkuefnið ATP (adenosine triphosphate).

 

1.2.1. Myndun ATP

ATP-orkuferli gegnir tveimur mikilvægum hlutverkum fyrir hina starfandi frumu. Annarsvegar að mynda og varðveita ATP (orkuefni úr fæðu), hinsvegar að ná orku úr ATP til starfsemi fruma. Til að vera enn nákvæmari er ATP sameindin samsett af adenosine og þremur fosfötum (triphosphate). ATP er orkuríkt efni en til þess að virkja það þarf að rjúfa annað af tveimur orkuríkum tengjum sem tengja saman fosfötin þrjú. Þegar ATP hvarfast við vatn fyrir tilstuðlan ensíms eða lífhvata (ATPase/ adenosine triphosphatase) rofnar annað tengið og myndast þá orka. Í almennu tali er þessi myndun orku nefnd brennsla. (McArdle o.fl., 1994:35).

  Efnahvarf ATP til myndunar orku á sér stað hvort sem súrefni er til staðar eða ekki. Þetta gerir okkur kleift að nota ATP orkuefnið samstundis þar sem lítið magn af ATP er alltaf til staðar í frumunni. Ef ekki væri mögulegt að mynda orku með þessu hvarfi óháð súrefni gætum við ekki framkvæmt hluti þar sem við öndum ekki meðan aðgerðin er framkvæmd, t.d. að synda í kafi. Því eru til tvenns konar aðferðir við að mynda orku (McArdle o.fl., 1994: 35-36):

• Loftháð orkumyndun/brennsla (aerobic), þ.e. gnægð súrefnis er til staðar við efnahvarfið.
• Loffirrð orkumyndun/brennsla (anaerobic), þ.e. ekkert súrefni er til staðar við efnahvarfið.

Þegar skyndilega er tekið á rás og hlaupið af stað geta orkuefnaskipti aukist 120-falt. Við slíkar aðstæður verða ATP birgðir líkamans uppurnar á aðeins fáum sekúndum. En annað orkuefni getur komið til aðstoðar við þessar aðstæður. Kreatín fosfat (creatine phosphat/CP) er sameind sem getur tekið þátt í endurmyndun ATP. Kreatín fosfat er svipað ATP að gerð, þar sem orkuríkt tengi bindur það saman. Líkt og með ATP myndast mikil orka þegar Kreatín fosfat er klofið. Þessi klofningur kemur til af völdum sérhæfðs ensíms eða lífhvata (creatine kinase). Orkan sem myndast getur verið notuð til þess að mynda aftur ATP, þ.e. setja saman það ADP (adenosine diphosphat) sem stóð eftir við bruna ATP og það fosfat (P) sem losnaði við klofnun kreatíns fosfat (CP) (McArdle o.fl., 1994: 37).

Þetta ferli má sjá betur á þessari mynd þar sem örvarnar benda í báðar áttir, þ.e. ferlin eru afturhverf.

Þessi tvö orkuefni CP og ATP geta viðhaldið hámarksátökum í u.þ.b. 5 til 8 sekúndur. Þetta má greinilega sjá hjá 100 m spretthlaupurum þar sem hámarkshraða er aðeins haldið á meðan þessi orkuefni eru að störfum. Þegar þau eru uppurin byrjar hlauparinn í raun að hægja á sér. Sá sem heldur best út alla 100 metrana er sigurvegarinn. Út frá sjónarmiði orkuframboðs er það sá sem getur myndað mesta orku fyrir tilstuðlan CP og ATP sem sigrar hlaupið (McArdle o.fl., 1994: 37).

Eins og komið hefur fram getur bruni eða myndun ATP átt sér stað í súrefnisgnægð eða án súrefnis (McArdle o.fl., 1994: 43-44). Myndun ATP á sér stað eftir að næringarefnin kolvetni, fita og prótein hafa verið brotin niður á ákveðinn hátt. Þessi næringarefni eru þó misjafnlega aðgengileg til bruna og gegnir framboð súrefnis veigamiklu hlutverki varðandi val líkamans á aðferðum til myndunar ATP. Þjálfunarákefð stýrir því hvort líkaminn annar þeirri súrefniseftirspurn sem þörf er á við loftháða orkumyndun. Sé ákefðin það mikil að súrefni anni ekki eftirspurninni grípur líkaminn til loftfirrðra efnaskipta.

Aðgengilegasta næringarefni líkamans er kolvetni (McArdle o.fl., 1994: 43-44). Kolvetni er eina næringarefnið sem getur myndað ATP án súrefnis. Þegar kolvetni hefur verið innbyrt er því umbreytt í glúkósaeinsykru eða samsetta keðju af glúkósa sem nefnist glýkógen. Á því formi er hægt að geyma sykrubirgðir í vöðvum og lifur. Aðal ferlið í myndun ATP úr glúkósa nefnist mjólkursýrugerjun (glycolysis). Það hefur einnig verið nefnt loftfirrð orkumyndun þar sem ekki er þörf á súrefni til orkumyndunar. Sé hinsvegar nægilegt súrefni fyrir hendi getur ferlið gengið lengra og tekur þá Krebshringur, öðru nafni sítrónusýruhringur (Krebs' eða Citric acid cycle) við af mjólkursýrugerjun. Pýruþrúgusýra (pyruvic acid) myndast sem milliefni við mjólkursýrugerjunina og með Krebs ferlinu oxast það að fullu í koltvísýring (CO₂₎ og vatn (H₂O). Oxunin er fólgin í brottnámi vetnisjóna sem selflytjast með ýmsum burðarefnum yfir á súrefni og mynda vatn. Mjókursýrugerjun á sér stað í umfrymi fruma. Pýruþrúgusýra hafnar hins vegar inn í hvatberum sem eru sérhæfð frumulíffæri og þar fer Krebs ferlið fram.

Önnur næringarefni, s.s. fita og prótein geta gengið inn í þessi ferli og raunar er það svo að efnaskipti sykra, fituefna og próteina samtvinnast á flókinn hátt (Clegg, 1985: 166).

Stöðugt ástand (,,steady state/steady rate") nefnist það þegar vetnisjónir eru fjarlægðar með hjálp súrefnis um leið og þær myndast (McArdle o.fl., 1994: 46). Þetta ástand hefur stundum verið nefnt loftháð mjólkursýrugerjun (aerobic glycolysis) þar sem pýruþrúgusýra myndast. Þegar ákefðin eykst og ekki er nægilegt súrefni til staðar er talað um loftfirrða mjólkursýrugerjun (anaerobic glycolysis). Við þessar aðstæður bindast vetnisjónirnar við pýruþrúgusýru og mynda mjólkursýru. Smávegis mjólkursýruframleiðsla á sér alltaf stað við orkuefnaskipti rauðra blóðkorna, jafnvel í hvíld. Ástæða þess er sú að rauðu blóðkornin innihalda enga hvatbera og mynda orku sína með loftfirrðri mjólkursýrugerjun.

Nú hefur komið fram hvernig orka er mynduð í líkamanum. Orkumyndunin ákvarðast að miklu leyti af þeirri álagsákefð sem þjálfað er við. Það er þó ekki svo að aðeins ein tegund orkumyndunar eigi sér stað við ákveðið álag. Lítum nánar á þetta samspil orkumyndunar.

Eins og áður hefur komið fram höfum við í líkamanum ATP og Kreatín fosfat birgðir til orkumyndunar í aðeins fáar sekúndur (McArdle o.fl., 1994: 117). Kosturinn er hinsvegar sá að hægt er að grípa mjög snögglega til þessarar orkumyndunar. Því hefur þetta orkukerfi verið kallað samstundisorkukerfi. Loftfirrð orkumyndun þar sem ATP er myndað úr glúkósasykru, án súrefnis, kallast skammtímaorkukerfi. Ástæða þess er sú að einungis til skamms tíma reynist líkamanum mögulegt að mynda orku loftfirrt, vegna þess að mjólkursýra safnast upp í líkamanum. Loftháð orkumyndun hefur verið nefnd langtímaorkukerfi vegna þess að mjólkursýra hleðst ekki upp við myndun orku loftháð. Það kerfi getur gengið svo framarlega sem næg orkuefni eru til staðar. Það orkukerfi er t.d. notað við maraþonhlaup. Eiginleiki líkamans til að grípa til orkukerfanna eru einstaklingsbundnir, t.d. hefur spretthlaupari þjálfað upp samstundis- og skammtímaorkukerfi sitt en langhlaupari leggur aðaláherslu á langtímaorkukerfi sitt. Allar íþróttagreinar nota ákveðið hlutfall af hverju orkukerfi fyrir sig en þó mismikið. Þau orkukerfi sem mynda orku í ákveðinni íþróttagrein eru háð því hversu mikil ákefðin er og hversu langan tíma álagið varir. Því meira sem álagið er og því skemmri tíma sem það tekur, þeim mun hærra hlutfall kemur frá loftfirrðri orkumyndun (samstundis- og skammtímaorkukerfi).

Mynd sjö sýnir hlutfallslega skiptingu orkukerfanna (%) við hámarksátök í ákveðinn tíma (McArdle o.fl., 1994: 118).

1.3.2. Orkumyndun í hlaupagreinum frjálsra íþrótta

 Á eftirfarandi myndum má sjá hvernig hlutfallsleg skipting orkumyndunar er í hlaupagreinum frjálsra íþrótta á hverjum tímapunkti hlaups (Newsholme o.fl., 1994: 96-101). Spretthlaupin; 100 m, 200 m og 400 m eru að mestu leyti framkvæmd í loftfirrð. Áður fyrr var talið að að líkaminn gengi fyrst á ATP og kreatín fosfat birgðir sínar (samstundis-orkukerfi) og síðan tæki við loftfirrð orkumyndun (skammtímaorkukerfi). Nýlegar rannsóknir hafa hinsvegar leitt í ljós að bæði kerfin vinna samhliða að orkumyndun. Hæsta hlutfall orkumyndunar kemur hinsvegar frá ATP og kreatín fosfati við upphaf hlaups þar sem mesta orkuþörfin er, þ.e. við að koma hlaupara úr kyrrstöðu frá startblokk.

Millivegalengdahlaup (800 m og 1500 m) eru þess eðlis að keppendur eru ræstir úr standandi stöðu (Newsholme, 1994: 102, 105). Því fer tiltölulega lítil ATP og CP orkunotkun (samstundisorkukerfi) í að koma keppendum úr kyrrstöðu. Loftháð orkumyndun (langtímaorkukerfið) yfirtekur mikinn hluta orkumyndunar enda minnkar ákefð eða hlaupahraði eftir því sem hlaupin lengjast. Í langhlaupum (3-10 km) er mestur hluti orkumyndunar fenginn frá loftháðri orkumyndun (langtíma orkukerfi). Í millivegalengda og langhlaupum grípa skammtíma- og samstundis-orkukerfin inn í við endasprett. Þá verður töluverð aukning á hlaupahraða þannig að líkaminn annar ekki lengur súrefnisþörf loftháðrar orkumyndunar og grípur því til loftfirrðrar orkumyndunar.

 Myndin hér að neðan sýnir súrefnisnotkun við rólegt skokk í 10 mínútur (McArdle o.fl., 1994: 63-64). X-ás sýnir hverja mínútu hlaupsins og á Y-ás má sjá þá súrefnisnotkun sem notuð er við loftháða orkumyndun. Þessi súrefnisnotkun fruma er nefnd súrefnisupptaka. Súrefnisupptakan rís mjög hratt á fyrstu mínútum. Á 3. til 4. mínútu hlaupsins verður súrefnisupptakan nokkuð stöðug og helst þannig út hlaupið. Þegar þessum stöðugleika er náð er talað um stöðugt ástand (,,steady rate"). Þessi stöðugleiki á súrefnisupptökunni er til kominn vegna jafnvægis á orkuþörf starfandi vöðva og myndunar ATP með loftháðri orkumyndun (allri mjólkursýru er eytt jafnóðum og hleðst hún því ekki upp).

 Hámarkssúrefnisupptaka er mæld með því að framkvæma einhverja ákveðna vinnu með stigvaxandi ákefð (McArdle o.fl., 1994: 66). Þessa stigvaxandi ákefð eða erfiðleika má fá fram t.d. með hækkun á hlaupabretti, auknu viðnámi á þrekhjóli o.s.frv. Þegar kemur að því að engin aukning er á súrefnisupptöku eða jafnvel hjöðnun, hefur viðkomandi náð hámarks súrefnisupptöku. Myndin fyrir neðan er dæmi um slíka mælingu.

Hámarkssúrefnisupptaka er mikilvægur mælikvarði á hæfileika einstaklings til loftháðrar orkumyndunar (McArdle o.fl., 1994: 66, 82-83). Þegar ákefðin verður það mikil að hámarkssúrefnisupptöku er náð verður orkumyndunin loftfirrð. Við þær aðstæður byrjar mjólkursýra að myndast. Dæmi um þetta er keppandi í hlaupum sem byrjar endasprett sinn of snemma og nær ekki að halda út hlaupið. Ástæðan er sú að einstaklingurinn annar ekki súrefniseftirspurn þeirri sem loftháða orkumyndunin krefst. Því grípur loftfirrða orkumyndunin inn í og þar með myndun mjólkursýru. Prósentuhlutfall af hámarkssúrefnisupptöku er því oft notað sem mælikvarði ákefðar þegar mæla á mjólkursýrumyndun. Til þess að mæla nákvæmlega súrefnisupptöku og hámarkssúrefnisupptöku þarf sérhæfð tæki sem oftast er aðeins að finna á tilraunastofum.

1.4.3. Samband hjarsláttartíðni og súrefnisupptöku

Hjarsláttartíðni er oft notuð sem fylgibreyta ákefðar líkt og súrefnisupptaka (McArdle o.fl., 1994: 261-267). Þetta er mögulegt vegna þess að línulegt samband er á milli aukinnar súrefnisupptöku og hjarsláttartíðni. Með aukinni ákefð eykst hjarsláttartíðni og þar með blóðstreymi súrefnisríks blóðs til vinnandi vöðva. Meðfylgjandi mynd lýsir þessu línulega samhengi hjá vel þolþjálfuðum íþróttamönnum (s ) og óþjálfuðum framhaldsskólanemum. Y-ás sýnir hjartsláttartíðni eða fjölda samdrátta hjartans á einni mínútu. Hversu mikið hjartað skilar af blóði í einu slagi ákvarðast af hjartsláttartíðni og slagmagni eða hversu miklu magni af blóði hjartað dælir í hverju slagi. Við þjálfun eykst afkastageta hjarta- og æðakerfis og þar með slagmagnið m.a. vegna stækkunar á hjartavöðvanum.

Eins og sjá má á myndinni liggur hjartsláttartíðni þjálfuðu íþróttamannanna neðar þar sem meira magni af súrefnisríku blóði er dælt í hverju slagi (McArdle o.fl., 1994: 267, 270). Þetta er til komið m.a. vegna aukins slagrýmis hjartans sem verður vegna þolþjálfunar. Hjarsláttartíðni óþjálfuðu framhaldsskólanemanna liggur hæst (m ). Eftir 55 daga þolþjálfun (l ) hefur hjarsláttartíðni þeirra lækkað töluvert vegna stækkunar hjartavöðvans. Súrefnisupptaka hefur því aukist þannig að hjartavöðinn er fær um að flytja meira magn súrefnis í hverju slagi. Á myndinni má sjá hámarks hjartsláttartíðni (Ý ) og samsvarandi súrefnisupptöku. Þessi hámarks hjartsláttartíðni samsvarar hámarkssúrefnisupptöku.

Mjólkursýruþröskuldur (lactate threshold/anaerobic threshold) er sá vendipunktur sem verður þegar mjólkursýrumagn byrjar að stigvaxa (McArdle o.fl., 1994: 62). Fram að þeim tímapunkti er orkumyndun að mestu leyti loftháð og allri mjólkursýru er eytt jafnóðum og hún myndast. Þegar ákefðin hefur aukist þannig að orkumyndun verður að einhverju leyti loftfirrð byrjar myndun mjólkursýru. Algengast er að mjólkursýrumagn sé í kringum 4 mM við mjólkursýruþröskuldinn. Mjólkursýruþröskuldur er ekki við sömu ákefð hjá öllum íþróttamönnum. Þar spilar þjálfun inn í. Vel þolþjálfaðir íþróttamenn hafa mun meira viðnám gegn myndun mjólkursýru. Þeir hafa líka tamið sér rétta tækni við útfærslu á hreyfingum þannig að þær verða ekki jafn orkufrekar og hjá óþjálfuðum. Þannig getur sá þjálfaði framkvæmt vinnu við meiri ákefð, áður en myndun mjólkursýru hefst. Eftirfarandi mynd sýnir vel þennan mun þjálfaðra og óþjálfaðra við mismunandi ákafa þjálfun.

Þrátt fyrir að mjólkursýra byrji að myndast við hámarksátök hefur líkaminn leiðir til að stemma stigu við minnkuðu sýrustigi blóðsins (lækkun pH gildis). Þessi úrræði eru tvenns konar. Annars vegar reynir líkaminn að hindra lækkandi sýrustig blóðs og hinsvegar að eyða mjólkursýru með því að umbreyta henni í glúkósa í lifur.

Meðan á hámarksátökum stendur reynir líkaminn að fjarlægja vetnisjónir (H⁺) með því að binda þær öðrum efnum (buffers) og seinka þannig súrnun frumanna (Newsholme o.fl., 1994: 119-120). Eitt vandamál íþróttamanna er að hæfileiki vöðva til að fjarlægja vetnisjónir með þessum hætti er ekki mikill. Seinkun á súrnuninni endist aðeins í 10-15 sekúndur, jafnvel hjá vel þjálfuðum íþróttamönnum. Sprettþjálfun eykur virkni stuðpúða þannig að mjólkursýra myndast seinna en ella. Hugsanlega er óvenju mikið magn þessara efna (buffers) einkenni 400 m spretthlaupara. Ekki ósvipað og töluvert skilvirkara kerfi er í blóðrásinni. Þá bindast vetnisjónir við sóta (sodium bicarbonate) og myndast við það sýra (H₂CO₃) sem getur breyst í vatn og koltvísýring. Koltvísýringurinn er losaður út úr líkamanum um lungun. Þetta ferli heldur áfram starfsemi sinni svo framarlega sem koltvísýringur er losaður úr líkamanum og nóg er af sóta. Myndun á sóta (sodium bicarbonate) fer að mestu leyti fram í nýrum.

Íþróttamenn hafa reynt inntöku á matarsóta í þeim tilgangi að ýta enn frekar undir þessa starfsemi og minnka þannig mjólkursýrumyndun (Newsholme o.fl., 1994: 120-121). Þó svo rannsóknir hafi sýnt að bæta megi árangur með þessari inntöku geta fylgt óþægilegar aukaverkanir s.s. uppköst.

Þegar mjólkursýra (lactic acid) hefur verið mynduð í starfandi vöðva er hún flutt út í blóðrásina (McArdle o.fl., 1994: 46). Mjólkursýran er fjarlægð frá vöðvum svo orkumyndunarferli geti haldið áfram. Líkaminn leytast síðan við að umbreyta mjólkursýru þeirri sem komin er í blóðrásina. Þegar mjólkursýrumagn í blóði og vöðvum eykst vegna ákefðar hefur líkaminn ekki við að umbreyta mjólkursýrunni. Afleiðingin er lækkað sýrustig blóðs (lækkun pH-gildis). Þá myndast örmögnunarástand þar sem starfsemi vöðva minnkar. Aukið sýrustig blóðs veldur því að ensím sem hafa áhrif á orkumyndun og vöðvasamdrátt hætta að starfa. Flest ensím starfa aðeins við ákveðið sýrustig. Ekki ætti að líta á mjólkursýru sem eitthvert úrgangsefni eða skaðlegt efni. Mjólkursýran berst með blóðrás til lifrar þegar áreynslu er lokið. Í hvíld berst nægilegt súrefni um blóðrásina. Mjólkursýrunni er þá umbreytt í pýruþrúgusýru og síðan glúkósa sem fæðuefni til orkumyndunar. Þetta ferli nefnist Cori-hringur eða glúkósanýmyndun (gluconeogenisis). Ferlið fjarlægir ekki aðeins mjólkursýruna heldur myndar einnig orkuefni til síðari nota.

Þegar loftfirrðum átökum er lokið helst öndunartíðni há í talsverða tíma. Þetta ástand hefur verið nefnt súrefnisskuld (,,oxygene dept") (McArdle o.fl., 1994: 72-73). Réttara er að kalla ástandið ,,endurheimtar súrefnisnotkun" (,,recovery oxygene") þar sem ekki er um eiginlega skuld á súrefni að ræða. Súrefnisupptaka þessi annar m.a. endurmyndun orkuefnanna ATP og CP ásamt umbreytingu mjólkursýru í pýruþrúgusýru fyrir tilstuðlan Cori-hringsins. Endurheimt líkamans á orkuefnunum getur tekið misjafnlega langan tíma og ákvarðast mikið af þjálfunarákefð. Þegar ákefðin er það mikil að mjólkursýra hefur myndast vegna loftfirrðrar orkumyndunar tekur endurheimt lengri tíma. Lítil ákefð þar sem loftháð orkumyndun á sér aðallega stað tekur skemmri tíma.

Virk hvíld eða virk endurheimt (,,active recovery") nefnist það, þegar einhver létt hreyfing er framkvæmd eftir þjálfun, t.d. létt skokk eftir sprettþjálfun (McArdle o.fl., 1994: 73). Óvirk hvíld eða óvirk endurheimt (,,passive recorey") nefnist það þegar alger hvíld fylgir í kjölfar þjálfunar, s.s. að liggja út af. Þjálfun þar sem súrefnisupptaka nemur minna en 55-60% af hámarkssúrefnisupptöku er oftast hægt að framkvæma við stöðugt ástand (,,steady rate"). Orkumyndun er að mestu leyti loftháð og mjólkursýrumyndun tiltölulega lítil. Bestri endurheimt er í þeim tilvikum náð með algerri hvíld eða óvirkri endurheimt. Við þjálfun sem fer umfram 55-60% af hámarkssúrefnisupptöku, byrjar mjólkursýra að myndast vegna loftfirrðrar orkumyndunar hjá flestu heilbrigðu fólki. Í þeim tilfellum hafa rannsóknir sýnt að endurheimt líkamans gangi skjótast fyrir sig með virkri hvíld/endurheimt.

Menn vita ekki nákvæmlega hvað gerist í mannslíkamanum við þjálfun sem leiðir af sér örmögnun (McArdle o.fl., 1994: 75). Hinsvegar gefur lækkun mjólkursýrumagn blóðs góða mynd af endurheimtunargetu líkamans.

Meðfylgjandi mynd sýnir hvernig endurheimt mjólkursýru er háð mismunandi hvíldaraðferðum (McArdle o.fl., 1994: 74). Meðaltal var tekið hjá hópi vel þjálfaðra íþróttamanna af endurheimt þeirra í 40 mínútur eftir að hafa framkvæmt þjálfun á þrekhjóli við hámarks ákefð í 6 mínútur. Sýnd er endurheimt sem felst í 40 mínútna virkri- og óvirkri hvíld. Virka hvíldin felst í þjálfun við ákefð sem svarar 35% (l ) og 65% (n ) af hámarkssúrefnisupptöku. Myndin sýnir einnig samsetningu af þjálfun við 65% af hámarkssúrefnisupptöku í 6 mínútur og þar á eftir þjálfun við 35% af hámarkssúrefnisupptöku í 33 mínútur (s ). Óvirka hvíldin/endurheimtin er alger hvíld í 40 mínútur (X).

Af þessu má sjá að þjálfun við fremur litla ákefð flýtir fyrir endurheimt mjólkursýru eftir mikil átök (McArdle o.fl., 1994: 74). Ekki er þó nákvæmlega vitað hver ástæðan er en líklegast er að ummyndun og eyðing á mjólkursýru sé flýtt þar sem blóðflæði eykst við rólega þjálfun, samanborið við hvíld. Sé ákefð þjálfunar við hvíld aukin, er hætta á að mjólkursýrumyndun viðhaldist og verður endurheimt hennar þá seinvirkari. Heppilegast er að leyfa fólki að velja sína eigin endurheimtunaraðferð sem felst í rólegri hreyfingu af lítilli ákefð eftir mikil átök (McArdle o.fl., 1994: 75). Rólegt skokk er mjög mikið notað sem virk endurheimtunaraðferð.

Nú höfum við fengið lífefna- og lífeðlisfræðilega skilgreiningu á mjólkursýrumyndun líkamans og hugtökum tengdum mjólkursýrumælingum. Í leit að hinum fullkomnu þjálfunaraðferðum hafa íþróttamenn og þjálfarar reynt margt í gegnum tíðina. Af öllum þeim nýmælum sem fram hafa komið í þjálfun hafa afkastagetupróf alltaf gefið góða mynd af framförum. Hinsvegar eru þau afkastagetupróf sem til eru í dag misjafnlega áreiðanleg og gefa mörg aðeins óljósa mynd af því hvernig líkaminn starfar undir ákveðnu álagi. Mjólkursýrumælingar eru eitt af þeim prófum sem notuð hafa verið við þjálfun. Hér á eftir verður fjallað um framkvæmd mjólkursýrumælinga, hvers ber að gæta við gerð þeirra og hvort niðurstöður þeirra séu áreiðanlegar.

Eitt af þeim prófum sem gefur vísbendingu um hvaða orkumyndun á sér stað við ákveðið álag eru mjólkursýrumælingar (Casaburi, Storer, Sullivan, Wasserman, 1995: 852). Mjólkursýrumælingar eru löngu orðnar sannreynd aðferð og íþróttamenn og þjálfarar hafa tileinkað sér mjólkursýrumælingar í auknu mæli.

Enginn þarf að efa að orðatiltækið ,,æfingin skapar meistarann" eigi rétt á sér. Sýnt hefur verið fram á að markviss þolþjálfun hefur í för með sér aukna afkastagetu (Casaburi o.fl., 1995: 852). Orsakir framfaranna má rekja til þeirra lífeðlisfræðilegu breytinga sem áður hefur verið gerð grein fyrir. Við þjálfun má t.d. sjá lækkun á öndunartíðni, mjólkursýrumyndun, súrefnisupptöku og hjartsláttartíðni við ákveðið þjálfunarálag. Þessar breytingar af völdum þjálfunar koma jafnt heilbrigðum sem sjúklingum til góða.

Menn hefur þó greint á um hvað sé best og réttast varðandi þjálfun. Þjálfunaraðferðir þær sem við eiga í hverri íþróttagrein tilheyra vísindum þjálffræðinnar (Casaburi o.fl., 1995: 852). Þjálfunaraðferðir og uppbygging þjálfunaráætlana byggir hinsvegar að mjög miklu leyti á lífeðlisfræðilegum viðbrögðum líkamans við þjálfun. Tveir veigamestu þættirnir við gerð þjálfunaráætlana eru; umfang (hversu oft og hversu lengi í einu) og þjálfunarákefð (þjálfunarálag).

Algengustu mælikvarðar ákefðar eru byggðir á hjartsláttartíðni eða súrefnisupptöku (Casaburi o.fl., 1995: 852-853). Þumalputtareglur s.s. 200 mínus aldur hafa verið notaðar til að ákvarða hámarks hjartsláttartíðni. Hámarks hjartsláttartíðni er einstaklingsbundinn þáttur sem engan veginn er hægt að nota á hóp íþróttamanna. Mælingar á mjólkursýrumyndun eru hins vegar mun nákvæmari mælikvarði, þar sem mjólkursýra gefur vísbendingu um hvaða orkukerfi eru notuð við ákveðna þjálfunarákefð og sýna einstaklingsbundnar niðurstöður.

Óhætt er að segja að allir íþróttamenn og þjálfarar vilja sjá framfarir. Besti mælikvarðinn á það hvort þjálfun hafi skilað árangri er að sjálfsögðu keppnin sjálf (Schwarz, Schwarz , 1993: 17). Oft á tíðum er stefnt að ákveðinni keppni, þar sem mikið er í húfi og því ekki aðalatriðið að sjá hvernig undanfarin þjálfun hefur gengið. Því er ákaflega hentugt að hafa einhvern mælikvarða á framgangi þjálfunar á miðju tímabili, áður en að keppninni kemur. Þannig er mögulegt að breyta þjálfunarálagi ef útkoma mælinga er slæm.

Þegar framkvæma á mjólkursýrumælingar er margt sem verður að hafa í huga (Bishop, Martino, 1993: 5). Framkvæmdin verður að vera rétt í alla staði og beita þarf samsvarandi aðferðum í hvert og eitt skipti ef ætlunin er að bera saman mælingar milli tímabila. Flest mjólkursýrupróf ganga út á að mæla mjólkursýrumyndun frá hvíld upp í hámarks álag með stigvaxandi ákefð.

Á tilraunastofum er mögulegt að fylgjast með fjölda mörgum lífeðlisfræðilegum þáttum þjálfunar, s.s. súrefnisupptöku, súrefnismettun, öndunar, hjartslætti, blóðþrýstingi og mjólkursýrumyndun (Schwarz, Schwarz, 1993: 9,13-14). Þjálfun er þá t.d. framkvæmd á þrekhjóli eða hlaupamyllu. Þessi aðstaða er oft á tíðum ekki mjög aðgengileg íþróttamönnum. Hafa ber í huga að til þess að hægt sé að nýta niðurstöður slíkra afkastagetumælinga við þjálfun, þarf áreynslan við mælinguna að vera sem líkust þeirri íþróttagrein sem viðkomandi iðkar.

Mjólkursýrumælingar utan tilraunastofu hafa notið aukinna vinsælda á síðustu árum (Schwarz, Schwarz, 1993: 13-17). Þá eru mælingar framkvæmdar í því umhverfi sem íþróttin er stunduð. Mælingarnar ganga út frá styrk mjólkursýru í blóði og fylgibreyta sem ákvarða þjálfunarákefð. Dæmi um slíka fylgibreytur er hjartsláttartíðni og hraði (m/s). Þó svo slíkar mælingar gefi ekki eins nákvæmar niðurstöður á starfsemi líkamans við þjálfun gefur það góða vísbendingu um hvaða þjálfunaraðferðum eigi að beita.

Mjólkursýra er mæld með því að taka blóðsýni úr einstaklingi, meðan á áreynslu stendur (Bishop, Martino, 1993: 9). Aðeins lítið magn blóðs þarf til að ákvarða mjólkursýrumagnið. Tvær aðferðir eru við að mæla mjólkursýrumagn blóðsýnis, þ.e. handvirk og sjálfvirk mæling. Handvirk mæling felst í því að blóðsýnum er safnað á hárpípurör og þau mæld eftir ákveðna meðhöndlun með ljósgleypnimæli (spectrophotometer). Sjálfvirk mæling felst í því að blóðdropi er settur á ákveðinn flöt á strimli sem lítill handmælir les af. Mælirinn inniheldur linsu sem skynjar ákveðinn lit líkt og ljósgleypnimælir.

Báðar aðferðirnar hafa sína kosti (Bishop, Martino, 1993: 9). Handvirka aðferðin krefst ákveðins byrjunar útbúnaðar ásamt ljósgleypnimæli. Þegar sá útbúnaður er til staðar er hægt að mæla mörg blóðsýni í einu. Með þessu móti verður kostnaðurinn við hvert sýni tiltöluleg lítill. Hinsvegar er það töluverð fyrirhöfn ef sýnin eru fá og þau sjaldan tekin. Aðferðin krefst ákveðinnar tæknilegrar færni við framkvæmd. Sjálfvirka aðferðin er hagkvæm og auðveld í notkun. Með henni er á skjótan og einfaldan hátt hægt að mæli allt frá fáum sýnum upp í mikinn fjölda sýna. Niðurstöður mælinga birtast samstundis. Hinsvegar getur það tekið töluverðan tíma að mæla mikinn fjölda sýna í einu. Þessi aðferð er einnig dýrari, þ.e. mælirinn og strimlarnir sem notaðir eru við mælingarnar.

Þau mjólkursýrupróf sem notuð er í dag byggja á magni mjólkursýru í blóði (Bishop Martino, 1993: 6,8). Blóðsýnin eru yfirleitt tekin úr háræðum, annaðhvort úr fingrum eða eyrnasnepli. Gæta verður þess að sviti komist ekki í blóðsýnið þar sem sýrustig svita er töluvert hærra en sýrustig blóðs. Í þeim tilvikum þar sem handvirk meðhöndlun mælinga á við, er blóðsýnið blandað sérstakri efnablöndu sem stöðvar öll áframhaldandi efnahvörf. Efnahvörfin gætu breytt niðurstöðum mælinga. Eftir að áreynslu er lokið og mæling á að fara fram getur mjólkursýra enn verið að myndast í líkamanum. Þessi áframhaldandi myndun mjólkursýru í hvíld virðist þó vera einstaklingsbundin. Þetta getur haft áhrif á niðurstöður mælinga. Engar langtíma rannsóknir hafa verið gerðar í þessum efnum en hver og einn verður að meta hversu langur tími líður frá því að álagi lýkur og þar til blóðsýni er tekið til mælingar. Mikilvægast er þó að þessi tími sé alltaf sá sami í öllum mælingum.

Gæta þarf fyllsta öryggis við meðhöndlun á blóðsýnum (Bishop, Martino, 1993: 9-10). Þetta á jafnt við um íþróttamanninn og þann sem dregur blóðið. Ráðstafanir ætti að gera vegna notkunar á einnota nálum og nota ætti hanska, maska og gleraugu til að verja þann sem dregur blóðið. Öllum áhöldum sem komast í snertingu við blóð ætti annaðhvort að farga eða sótthreinsa ef nota á þau aftur.

Til þess að tryggja áreiðanleika mjólkursýrumælinga og samanburð niðurstaða milli tímabila, ber að hafa eftirfarandi atriði í huga (Bishop, Martino, 1993: 12):

• Samsvarandi aðferðir við framkvæmd hverrar og einnar mælingar.
• Samsvarandi þjálfun, þjálfunartími og þjálfunarákefð.
• Ýtrustu varkárni skal gætt við meðhöndlun blóðsýna, s.b.r. kafla 2.2.3.
• Tímasetningar á sýnatöku í hvíld ættu alltaf að vera þær sömu, s.b.r. kafla 2.2.3.
• Umhverfisaðstæður; hiti, raki, á hvaða tíma dags, upphitunarfyrirkomulag og hvíldarfyrirkomulag ætti að vera sem líkast við hverja mælingu. Einnig ætti sem minnst breyting að verða á matarræði, þ.e. samsetningu næringarefna, dagana fyrir mælingu.

Með því að lágmarka frávik á þessum þáttum má auka áreiðanleika mælinganna. Hafa ber þó ofangreinda þætti í huga þegar lesa á úr niðurstöðum mælinganna. Skekkjur geta alltaf átt sér stað og því er mikilvægt að skoða niðurstöðurnar á gagnrýnan hátt. (Bishop, Martino, 1993: 12).

Eins og fram hefur komið miðast fyrirkomulag mælinga við stigvaxandi álag þar sem ákveðin fylgibreyta er notuð samhliða mjólkursýrumagni. Fjöldi mælinga getur verið breytilegur en oft er miðað við 5 mælingar.

Dæmi um mjólkursýrumælingu utan rannsóknarstofu er hringhlaup á 400 m hlaupabraut (Schwarz, Schwarz, 1993: 41-42). Byrjað er á lágmarksákefð og síðan er hún aukin í áföngum sem vara í nokkrar mínútur. Mikilvægt er að jöfnum hraða sé haldið meðan á hverjum áfanga stendur og er t.d. hægt að nota sjálfvirkar klukkur sem gefa hljóðmerki með ákveðnu millibili. Við hvert hljóðmerki á hlauparinn að vera staðsettur á merkjum sem eru með 100 m millibili á hlaupabrautinni. Aðferðir við að halda jöfnum hraða eru mismunandi og er t.d. einfalt að halda jöfnum hraða á þrekhjóli með hraðamæli. Þegar notast er við púlsklukkur er hlaupið á jöfnum hraða innan ákveðins fjölda slaga á mínútu. Klukkurnar er yfirleitt hægt að stilla þannig að þær gefa frá sér hljóðmerki ef slagafjöldi verður meiri eða minni en uppgefinn slagafjöldi segir til um. Í ofangreindu dæmi væri hentugt að byrja á 8 km/klst hraða sem samsvarar 400 m á þremur mínútum. Hraðinn er síðan aukinn um 2 km/klst á þriggja mínútna fresti. Í hvíldinni eftir hvern áfanga er tekið blóðsýni og útkoman skráð niður ásamt viðeigandi þjálfunarákefð.

Mjólkursýrumælingar eru oftast settar fram á myndrænan hátt til að auðvelda úrlestur (Schwarz, Schwarz, 1993: 11-13). Y-ás sýnir mjólkursýrumyndun (mM) og X-ás sýnir stigvaxandi ákefð. Stigvaxandi ákefð getur verið sett fram sem framkvæmd vinnu (Wött), hlaupahraði (m/s), hjartsláttartíðni eða súrefnisupptaka. Yfirleitt eru teknir fjórar til fimm mjólkursýrumælingar í hverju prófi. Punktarnir eru skráðir í graf og lína dregin milli þeirra. Með þessu móti er hægt að finna ákefð sem samsvarar ákveðinu mjólkursýrumagni. Þannig er fundin ákefð sem er ákjósanleg fyrir þau þjálfunaráhrif sem ætlunin er að ná fram. Hjartsláttartíðni er hentug fylgibreyta vegna þess hve auðvelt er að fylgjast með henni við mælingarnar, t.d. með púlsúri.

Eins og áður hefur komið fram er rétt framkvæmd mjólkursýrumælinga mikilvæg til að fá fram áreiðanlegar niðurstöður. Þegar þær niðurstöður liggja fyrir er mögulegt að ákvarða upp að vissu marki þjálfunartilhögun. Einnig er hægt með samanburðarprófum á milli tímabila að sjá framvindu þjálfunarinnar.

Út frá niðurstöðu mjólkursýrumælingar má byggja þjálfunaráætlun (Schwarz, Schwarz, 1993: 20). Þegar niðurstöður mjólkursýrumælinga einstaklings liggur fyrir hefur nákvæmlega verið fundin út hans lífeðlisfræðilegu viðbrögð við mismunandi álagi. Þessi viðbrögð eru nátengd orkumyndunarferlunum sem áður hefur verið fjallað um. Fyrir þjálfara eru þessar upplýsingar ómissandi því að þjálfun byggist á því að stilla álagið þannig að þau orkukerfi sem mest eru notuð í viðkomandi íþróttagrein séu þjálfuð. Út frá forskriftum þjálffræðinnar er síðan æfingaáætlun gerð með þessar upplýsingar til hliðsjónar.

Þjálffræðilega séð hefur mismunandi álag á hvert og eitt orkukerfi verið gefið nafn (Janssen, 1995: 58):

I. Endurheimtarþjálfun (aerobic recovery); er þjálfun þar sem ákefð er það lítil að mjólkursýrumyndun er vel undir 2 mM. Í ofangreindu dæmi er hjartsláttartíðni við endurheimtarþjálfun á bilinu 110-140 slög á mínútu.

II. Magnmikil þolþjálfun (extensive endurance); er þjálfun við ákefð sem svarar til mjólkursýrumyndun upp að u.þ.b. 2 mM. Í ofangreindu dæmi er hjartsláttartíðni á bilinu 140-160 slög á mínútu.

III. Áköf þolþjálfun (intensive endurance); er þjálfun við ákefð sem svarar til mjólkursýrumyndunar á bilinu 3-4 mM. Í ofangreindu dæmi er hjartsláttartíðni á bilinu 160-180 slög á mínútu.

IV. Magnmikil endurtekningaraðgerð (extensive repetitions); er þjálfun við ákefð sem svarar til mjólkursýrumyndunar á bilinu 4-6 mM. Í ofangreindu dæmi er hjartsláttartíðni ofan við 180 slög á mínútu.

V. Áköf endurtekningaraðferð (intensive repetitions); er þjálfun við ákefð sem svarar til mjólkursýrumyndunar á bilinu 6-12 mM. Í ofangreindu dæmi er hjartsláttartíðni ofan við 180 slög á mínútu.

Þrep I til III samsvarar loftháðri orkumyndun (aerobic) eins og áður hefur verið fjallað um. Þrep IV. og V. samsvara loftfirrðri orkumyndun (anaerobic).

Sem dæmi um það hversu góða mynd af afkasta- og orkumyndunargetu einstaklings mjólkursýrumælingar gefa, má nefna rannsókn sem gerð var á kappgöngumönnum (Billat, 1996: 160). Niðurstöður einstaklingsbundinna mjólkursýrumælinga sýndu að þegar gengnir voru 20 km á hlaupabandi var hægt að áætla útkomutímann með 0,6% skekkjumörkum.

Með endurteknum mjólkursýrumælingum með ákveðnu millibili má fylgjast með framvindu þjálfunarinnar (Bishop, Martino, 1993: 10). Séu þessar mælingar bornar saman gefur hliðrun til hægri vísbendingu um framfarir. Í seinni mælingunni nær viðkomandi meiri hraða við sömu mjólkursýrumyndun og áður. Þannig getur hann hlaupið hraðar en áður, áður en mjólkursýran byrjar að hamla vöðvavirkni.

Neðangreind mynd sýnir tvær slíkar mælingar (Janssen, 1995: 58). A er mjólkursýrumæling frá byrjun tímabils en B mæling í lok tímabils, þremur mánuðum seinna. Hlaupahraði hefur aukist úr 4 m/s í 5 m/s við 4 mM þröskuldinn sem er vendipunktur yfir í loftfirrða orkumyndun (anaerobic threshold) og því hámarks hraði sem hægt er að viðhalda við lengri hlaup.

Ef algers hlutleysis á að gæta í úrlestri slíkra niðurstaðna má leiða líkum að því að hliðrun til hægri sé afleiðing eftirfarandi orsaka:

Þjálfun eykur hæfileika líkamans til orkumyndunar. Til þess að kanna framfarir þarf að höfða til þess orkukerfis sem mest er notað í íþróttagreininni. Eðlilegast væri að láta t.d. sprettsundsmann synda 50m sprettsund (loftfirrð orkumyndun) og að sama skapi láta langsundsmann synda t.d. 400m sund (loftháð orkumyndun).

• Þjálfun eykur hæfileika líkamans til að eyða og/eða endurvinna mjólkursýru. Þar af leiðandi er hægt að viðhalda meira álagi við sama mjólkursýrumagn og áður.
• Við þjálfun eykst færni íþróttamanna til útfærslu hreyfinga sem íþróttin krefst (bætt tækni). Þá krefst hver hreyfing minni orku en áður. Gott dæmi um slíka íþróttagrein er sund, þar sem bætt sundtækni gefur meiri hraða og lengd hvers taks. Meiri hraða er þannig náð við sömu mjólkursýrumyndun.
• Röng framkvæmd mælinga getur orsakað hliðrun í samanburði mælinga, t.d. röng tímasetning mælinga og röng meðhöndlun sýna.
• Hliðrun í samanburði mælinga getur átt sér stað af völdum þátta s.s. matarræðis, hvíldar og annarra þátta sem geta haft áhrif á sykurbirgðir líkamans (glykógen). Rannsóknir hafa sýnt að sykurbirgðir líkamans geta haft áhrif á mjólkursýrumælingar.
• Umhverfisaðstæður geta haft áhrif á hliðrun samanburðarmælinga. Rannsóknir hafa sýnt fram á breytingar á mjólkursýrumyndun eftir hitastigi og hæð yfir sjávarmáli.
• Breytt tæknileg útfærsla í viðkomandi íþrótt milli mælinga getur haft áhrif á hliðrun samanburðarmælinga. Rannsóknir hafa sýnt að t.d. í sundi að mikill munur er á mjólkursýrumyndun eftir því hvort synt er eingöngu á annaðhvort armtökum eða fótatökum.

Enn skal það því ítrekað að til þess að fá sem raunhæfastar og nákvæmastar niðurstöður samanburðarmælinga þarf að gæta þess að framkvæmd mjólkursýrumælinga sé eins í alla staði. Sé þeim forskriftum fylgt gefa samanburðarmælingar mjög góða mynd af líkamlegri getu. (Bishop, Martino, 1993: 12).

Eins og áður hefur komið fram getur mjólkursýrumyndun haldið áfram eftir að álagi lýkur (Billat, 1996: 162). Með því að mæla nákvæmlega með nokkurra mínútna millibili má kortleggja mjólkursýruferlið í hvíld. Einnig hafa komið fram áhrif virkrar hvíldar á minnkun mjólkursýru í hvíld. Þessar niðurstöður geta gefið vísbendingu um hæfni líkamans til að endurvinna eða eyða mjólkursýru eftir átök. Þar sem mjólkursýra hamlar vöðvavirkni er óhætt að áætla að ef ónóg hvíld er milli álagsþrepa verði mjólkursýrumyndun hraðari. Þannig gætu mjólkursýrumælingar í hvíld gefið þjálfurum leiðbeiningar við þau þjálfunaráhrif sem ætlunin er að fá fram, þ.e. miðast æfingin við fulla hvíld og hámarksátök eða áreiti á mjólkursýrumyndun til aukins þolúthalds.

Niðurstöður mjólkursýrumælinga í hvíld eru mjög einstaklingsbundnar líkt og niðurstöður hefðbundinna mælinga við stigvaxandi ákefð. (Bishop, Martino, 1993: 6-7). Nánari rannsókna er þörf á þessu sviði og hafa engar rannsóknir hafa bent til þess að mjólkursýruhjöðnun í hvíld sé á nokkurn hátt vísbending um afkastagetu einstaklings (Billat, 1996: 162).

Í inngangi velti ég vöngum yfir áhrifum mjólkursýrumyndunar í keppnisgrein minni, 400 m hlaupi. Eftir gerð þessa lokaverkefnis tel ég mig vera nokkuð nær um hlutskipti mjólkursýru í hinu flókna orkumyndunarferli líkamans. Einnig er ég nokkuð nær um þær aðferðir sem notaðar eru til að mæla afkastagetu eða líkamleg form einstaklinga út frá mjólkursýrumælingum. Þetta byggir á vísindalegum staðreyndum og sannreyndum aðferðum. Sé rétt staðið að mjólkursýrumælingum (eins og komið hefur verið inn á í ritgerðinni) ættu mjólkursýrumælingar að vera mjög svo áreiðanleg mæliaðferð á orkumyndun líkamans við gefið álag. Fáheyrðar eru alla vega mjólkursýrurannsóknir þar sem ekki hafa fengist nýtanlegar niðurstöður. Eftir að áreiðanlegar niðurstöður mjólkursýrumælinga liggja fyrir er það hinsvegar á valdi þjálffræðinnar að nýta þær niðurstöður til að skila sem mestum framförum til keppenda. Þó svo að þjálffræði styðjist að miklu leyti við lífeðlisfræðikenningar hafa þjálfarar nokkuð frjálsar hendur og skoðanir um þjálfunaráætlanir. Mjólkursýrumælingar geta komið sem haldbær og áreiðanleg gögn til stuðnings þjálfunaráætlunum og mati á líkamlegri getu iðkenda, ef rétt er staðið að málum.

L. Véronique Billat. 1996. Use of blood lactate measurements for prediction of exercise performance and for control of training. Sports Med. Sep: 22 (3): 157-175

Philip Bishop, Mike Martino. 1993. Blood lactate measurement in recovery as an adjunct to training. Sports med. 16 (1): 5-13.

James E. Brady, 1990. General Chemistry, priciples and structures. 5. útgáfa. U.S.A., McGrawHill.

Richard Casaburi, Thomas W. Storer, Cynthia S. Sullivan, Karlman Wasserman. 1995. Evaluation of blood lactate elevation as an intensity criterion for exercise training. Med. Sci. Sports Exerc. 27 (6): 852-862.

Colin Clegg, 1985. Líffræði handa framhaldsskólum. Reykjavík, M&M.

Friðrik H. Jónsson og Sigurður J. Grétarsson, 1992. Gagnfræðakver handa háskólanemum. 2. Útgáfa. Reykjavík, Háskólaútgáfan.

Mark Hargreaves, 1995. Exercise Metabolism. U.S.A., Human Kinetics

Peter G.J.M. Jansen, 1995. Training - Lactate - Pulse Rate. 5. Útgáfa. Finland, Oy Liitto.

McArdle, Katch, Katch, 1994. Essentials of Exercise Physiology. U.S.A., Lea & Febiger.

Eric Newsholme, Tony Leech, Glenda Duester, 1994. Keep on running. England, Wiley.

Lothar Schwarz, Markus Schwarz, 1993. Lactivity, sport & lactate. Þýskaland, Boehringer Mannheim.

Forsíðumynd: Kápumynd af bók Peter G.J.M. Jansen - ,,Training - Lactate - Pulse Rate" (er í heimildaskrá).