Nyttevirkning

[Guest Morten D]

Der refereres til at Indurains nyttevirkning er målt til 26%. Hvordan kommer man frem til dette tal. Hvorledes udregner man nyttevirknings-procenten.

[Tom]

Beregnes som det ydre arbejde delt med energiomsætningen der dækker arbejdet. I praksis vil det sige total energiomsætning minus hvileenergiomsætning. N=A/(E-e)

Målingen udføres ved at arbejdsbelastningen bestemmes (kan aflæses på ergometret), iltoptagelsen bestemmes (kan gøres på flere måder) først i hvile derefter under arbejde. Jo højere procent, jo bedre nyttevirkning hvilket vil sige at der ikke går så meget af energiomsætningen tabt som varme.

[Guest Morten D]

Tak for svaret. Dagen dumme??:

Hvilke sportsfolk vil typsisk have den bedste nyttevirknings-procent?

Vil den samme sports M/K have den samme nyttevirkning-procent i forskellige discipliner??  

[Tom]

Nyttevirkningen beregnes specifikt for enkelte discipliner. I cykling vil cykelryttere have bedst nyttevirkning. Nyttevirkningen kan kun bestemmes hvis det ydre arbejde kan bestemmes. I løb og andre aktiviteter kan dette kun lade sig gøre ved at påføre et ekstra ydre arbejde og man beregner en delta-nyttevirkning (noget mere besværligt). Gør man dette kan man se at der er stor forskel på nyttevirkningen. Svømning har lav nyttevirkning, cykling noget højere og løb har en ganske høj deltanyttevirkning helt oppe på ca. 50%. Dette skyldes at ved gang og løb kan der oplagres elastisk energi i landingen (den fase hvor kroppen bremses), denne energi kan så udnyttes i afsættet. I mange discipliner bestemmer man derfor i stedet bevægelsesøkonomien. Det er energikravet til eks. at løbe 15 km/t. Den der kan løbe ved en given hastighed med det laveste energikrav pr. kg kropsvægt har bedst bevægelsesøkonomi.

[Hans S]

Hvilke sportsfolk har en høj nyttevirkning er et godt spørgsmål!

Indurains gode nyttevirkning på 26% mod normalt 23% kan muligvis skyldes, at de muskler han bruger til at udvikle kraften med når han cykler primært består af røde muskelfibre også kaldet type I eller slow twitch fibre. Da Coyle et al. 1992 har fundet en positiv sammenhæng mellem procent-andelen af type I fibre og høj nyttevirkning på cykel.

For løb gælder det, at det ydre arbejde ikke kendes derfor anvendes her begrebet løbeøkonomi, som udtrykker den mængde ilt der optages på en given løbehastighed per kg kropsvægt. For at vurdere løbeøkonomien mellem forskellige personer opløftes kropsvægten til 2/3, da det ellers ville favorisere de tunge løbere.

Lige nu er vi gang med et studie i Kenya hvor vi sammenligner Kenyanske løbere med danske løbere for at finde forklaringen på, hvorfor de Kenyanske løbere har en så suveræn god løbeøkonomi. Når resultaterne er færdigbehandlet kommer der en stor artikel om emnet på Motion Online.

Coyle et al. Cycling efficiency is related to the percentage of type I muscle fibers. Med. Sci. Sports Exerc. 24, 782-788 (1992).

(Redigeret af Hans S ved 8:59 pm på Jan. 10, 2001)

[Tom]

Det er vel i virkeligheden noget vrøvl at opløfte vægten i 2/3 potens! Jeg ved det er meget brugt fordi man kompenserer for forskelle i dimensioner.

Men lige præcis i løb er det vel egentlig meget enkelt.

To løbere har en max O2 optagelse på 60 ml*kg-1*min-1

Det er underordnet om de har forskellig størrelse fordi hvis de løber ved en given hastighed koster det x ml O2*kg-1*min-1. Koster det så 45 ml*kg-1*min-1 for den ene og 50 ml*kg-1*min-1 for den anden at løbe ved 15 km/t hvem kan så løbe hurtigst? (Alt andet lige!)

Ganske simpelt!

Måske kan man forklare at tilpasningerne i kroppen er ens osv. ved at opløfte vægte til 2/3 fordi det giver den rette sammenhæng med stigende kropslængde, men det er jo noget helt andet :-)

PE di Prampero, Energetics of muscular exercise, Rev Physiol Biochem Pharmacol 1981;89:143-222

[Guest Morten D]

Da det må være meget svært at bestemme det ydre arbejde alle andre steder end i et test-lab, kan jeg ikke se at man kan bruge det til ret meget i de fleste discipliner, eks. Landevejs-cykling, roning og svømning. Det skulle lige være hvis man har målt en idræt-udøvers nyttevirkning i et test-lab først, for så at regne baglæns og finde værdien af det ydre arbejde(Dette kan vel gøres hvis man har udøverens puls-data?). Hvad man så end vil bruge det til?? (Planlægge nye ruter i etape cykelløb...?)

[Hans S]

Da adskillige fysiologiske undersøgelser har vist en klar sammenhæng mellem god løbeøkonomi og en stor kropsvægt er det nødvendigt at udtrykke  kropsvægten i 2/3 potens, for at kunne vurdere om ens løbeøkonomi er god i forhold til ens vægt. Det skyldes at når biologiske funktioner skal sammenlignes både på dyr og mennesker med forskellige fysiske dimensioner ændres de forskellige parametre sig i forhold til ændringer i højden (L). Iltoptagelsen ændres således med L2 hvorimod kropsvægten øges L3. Det forklarer hvorfor tunge løbere generelt har lavere kondital end lette løbere.

Et godt eksempel taget fra Svendehags kapitel i Running & Science (side 90) viser tydelig hvad forskel i kropsvægt betyder for såvel løbeøkonomi som VO2max(ml/kg/min).

Løber A vejer 80 kg   Løber B vejer 50 kg

% af VO2 ved 18 km/t:    A: 75 %    B: 75 %

ml ilt / kg / min:              A: 55,5     B: 61,5

ml ilt / kg^2/3 / min:       A: 166      B: 164

VO2max (ml ilt / kg / min):          A: 74     B: 82

VO2max (ml ilt / kg^2/3 / min):   A: 221    B: 218

I eksemplet  af Tom Gruchy Knudsen er der ingen tvivl om hvem der vil løbe hurtigst det vil den tunge løber med 60 i kondital da han (alt andet lige!) vil være mere veltrænet end den lette løber med 60 i kondital. Ganske simpelt!  

Iøvrigt er der ikke udført studier der sammenligner maksimal sprinthastighed med submaksimale løbeøkonomimålinger.

Løbeøkonomimålinger og nyttevirkningsprocenter kan bruges til at forstå og forklare forskelle i præstationer. Trænere kan bruge tallene til at forbedre og vurdere effekten af en given træning og for fysiologer bidrager denne viden til en generel forståelse af hvordan kroppens biologiske systemer fungerer.

[Tom]

Skal man forholde sig til kropsvægten i 2/3^?

Denne betragtning er fremkommet fordi man ved, at kropsdimensioner forholder sig forskelligt i forhold til højden. Arealer forholder sig til højden som L2 mens masse forholder sig til højden som L3. Det betyder at iltoptagelse i l/min afhænger af L2, da minutvolumen forholder sig til L2 (volumen pr. tid). Maksimal minutvolumen er den afgørende faktor for maksimal iltoptagelse (alt andet lige, samme Hb konc. osv). Massen afhænger af L3 og konditallet vil derfor blive mindre for de højere personer i forhold til de lavere, sådan er det bare – desværre. En vurdering af hvor veltrænet man er, kan derfor udtrykkes som et forhold til L2. Her er det så man kan udtrykke konditallet i forhold til kg i 2/3^, fordi vægten derfor er reduceret til forholdet L2. Det kræver dog at de personer der sammenlignes er ensdimensionerede!

Der hvor filmen knækker, er når man ex sammenligner folk med samme højde, men forskellig vægt. Det nytter jo ikke noget, at reducere vægten når højden er ens! Forestiller vi os to personer med samme højde, samme fedtfrie masse, hjertestørrelse og samme absolutte maksimale iltoptagelse, men forskellig vægt vil deres evne til at transportere deres egen krop afhænge af konditallet. Den tungere person, der har en større fedtmasse, vil ved at få reduceret sin vægt til 2/3^ også få reduceret sin fedtmasse - hvilket ikke er reelt. Derfor kan det være noget vrøvl, at udtrykke kropsvægten i 2/3^. Det kan kun bruges hvis ensdimensionerede personer med forskellig højde skal sammenlignes.

Ved cykling op ad bakke afhænger præstationen teoretisk af L3 og i virkeligheden af konditallet (dermed direkte af vægten), det nytter derfor ikke at reducere kropsmassen! Store ryttere der på trods af samme træningstilstand har lavere kondital kommer til kort. En rytter som Indurain, var netop exceptionel fordi han var stor og havde et højt kondital. Det betød at han kunne klare sig i bjergene og var de små ryttere overlegen når det galt enkeltstart. Ved enkeltstart afhænger præstationen primært af overvindelse af luftmodstanden, hvilket teoretisk afhænger af L2 og i virkeligheden af frontalarealet. Indurains iltoptagelse pr. m2 frontareal var altså større end bjergrytternes (1).

Hvordan forholder det sig så i løb? Afhænger horisontalt løb af L2 eller L3 eller muligvis midt imellem?. di Prampero (2) påpeger at energikravet til løb bør udtrykkes som J*m-1*kg-1 og altså er direkte afhængigt af den absolutte vægt. Skal løbeøkonomi så udtrykkes i forhold til kg i 2/3^, eller i det hele taget til nogen eksponent? Spørgsmålet er, om det er en fordel at være tung! En undersøgelse viser, at tunge personer har lidt bedre løbeøkonomi end lettere (3), men ikke svarende til et forhold hvor den bør udtrykkes som L2! Berg (3) viser, at der er en bedre sammenhæng mellem løbepræstation og iltoptagelse i forhold til vægten i 3/4^. Så er det da helt mudret til!

Lad os igen betragte et isoleret tilfælde, nemlig ændring af en persons vægt. Daniels (4) viser med tydelighed hvordan man ved at tilføje ekstra vægt til løbere, får en stigning i iltoptagelse svarende til, at det nu kræver mere energi at løfte den tungere krop. Løbeøkonomien er dog uændret, da stigningen i iltoptagelse for at udføre det større arbejde svarer til den ekstra vægt der er tilføjet! Der er altså ingen fordel ved at være tungere og havde man udtrykt løbeøkonomien som kg i 2/3^ havde man begået en eklatant fejl.

I mit tidligere eksempel hvor to løbere sammenlignes fremdrager Herr Sondergaard, at den løber der har den bedste løbeøkonomi er den tungeste!!! Dette er der ingen der siger - han kunne lige så godt være den letteste (det var jo mit eksempel)! Pointen er alene, at præstationen afhænger af hvor stor maksimal iltoptagelse man har i forhold til den funktion der er mellem hastighed og løbeøkonomi (alt andet lige, hvilket vil sige, at man skal kunne holde den samme intensitet, have samme psyke, anaerobe kapacitet, spurtevne and whatever).

Hans kender selv eksemplet med maratonløberne Henrik Jørgensen og Michael Halvorsen. De var stort set lige store, vejede ca. det samme, havde samme kondital og var i stand til at holde den samme intensitet ved deres maratontempo. Alligevel løb Michael ca. 10 min langsommere end Henrik. Hvorfor? Fordi han havde en dårligere løbeøkonomi! Henrik vandt London marathon, hvad nummer blev Michael? Havde det betydet noget, at de havde fået reduceret deres kropsvægt til kg i 2/3^? Svar selv!

Alt i alt må man sige, at udtrykkes kropsvægten i 2/3^ kan det være et udmærket redskab til at sammenligne ensdimensionerede personer med forskellig højde, for at se om de er lige godt tilpassede mht. ex maksimal iltoptagelse. MEN i mange andre sammenhænge giver det anledning til fejlbetragtninger. Da jeg i første omgang provokerende spurgte, om det ikke var noget vrøvl at bruge 2/3^, var det mit håb at Motion-online havde grebet bolden i stedet for dogmatisk at forsvare et kunstigt begreb.

Dette indlæg skal ses i lyset af, at være skrevet efter en telefonsamtale med Hans. Lad os mødes på Sebastopol.

Referencer:

1) Padilla et al. Med Sci Sports Exerc, 1999

2) di Prampero, J Appl Physiol, 1993

3) Bergh et al, Med Sci Sports Exerc, 1991

4) Daniels, Med Sci Sports Exerc, 1985

Læs i øvrigt:

Sjøgaard et al, Physiologi in bicycling, pp. 13-16 og Åstrand & Rodahl, Textbook of work physiology, pp. 391-411

[Morten Z]

Hvis man skal vurdere hvorvidt en person har en god løbeøkonomi er man nødt til holde fast i følgende:

Alt andet lige ...

1. tunge personer har lavere kondital (ml/kg/min)

2. tunge løbere har bedre løbeøkonomi (ml/kg/min ved en given hastighed)

Dette er implicit relateret til størrelsesforskelle (dimensioner). Hvis man vil vurdere "godt" eller "dårligt", er man på en eller anden måde nødt til at normalisere, så man kan sammenligne folk med forskellig kropsvægt. Hvis man blot normaliserer med kropsvægten direkte, får man ikke en rimelig normalisering. Forskningen peger på, at det bedste sammenligningsgrundlag opnås, hvis man normaliserer med vægten opløftet i 3/4 potens (mere præcist 0,73).

Om man når frem til, at vægten skal opløftes til 2/3 potens (rent teoretisk) eller til 3/4 potens (målt empirisk) er sådan set ligegyldigt. Pointen er stadig, at man laver normaliseringen ud fra dimensionsbetingede forhold.

Det har ingen mening, at forsøge at afvise teorien bag ved normaliseringen, ved at tage udgangspunkt i særlige eksempler (lige høje personer med forskellig vægt). Ideen med at normalisere, er jo netop at tydeliggøre andre betydende forskelle end vægten.

[Tom]

Siden starten af 1800 tallet, har man søgt sammenhængen mellem masse og energistofskifte.

Basalstofskiftet udtrykt i watt kan beskrives som: P = aM^b, a er massekoefficienten og b er masseeksponenten.

Der er to tilgange til denne beskrivelse:

1) En sammenligning af forskellige arter mht. P og M. Disse sammenligninger hvor hver art repræsenterer et punkt i en sammenhæng alene viser masseeksponenter fra 0.64 til 0.86 alt efter hvilke arter der sammenlignes. Små dyr har lille eksponent i modsætning til større dyr. En dybere analyse viser dog at de enkelte arter har eksponenter tæt på 0.67 (2/3) og at forskellene skyldes forskellig koefficient.

2) En dimensionsbetragtning hvor fysiologiske størrelser beskrives udfra ændringer i højden (L). P = (F*l/t) = L^3*L^-1 = L^2 og da den geometriske sammenhæng mellem L, overfladeareal (O) og volumen (V, (V svarer til M)) er: O = L^2, V = L^3 er O = V^2/3. Ud fra denne sammenhæng kan ovenstående empirisk fundne eksponent forklares.

Da mange undersøgelser af sammenhængen mellem størrelse og effekt har fundet forskellig eksponent har det endvidere været foreslået at 2/3 beskriver biologisk similaritet mens 3/4 beskriver elastisk similaritet. Dog er dyr af forskellig størrelse ikke geometrisk ens og masseeksponenten 2/3 må derfor skyldes den dimensionsmæssige sammenhæng mellem P og M.

Ved løb viser Berg sammenhæng mellem løbeøkonomi og M^3/4.

Spørgsmålet er nu: Hvordan skal man kompensere for massen i forhold til løbeøkonomi? På trods af mine tidligere indlæg er jeg ikke modstander af en udligning. Spørgsmålet er bare hvilken eksponent der skal benyttes – og om den altid kan benyttes ukritisk.

Jeg blev endvidere temmelig overrasket over at Hans præsenterede data der underbyggede brugen af eksponenten 2/3 fremfor 3/4 med henvisning til Svedenhag i Running & Science. Det viste sig dog også, at der rent faktisk var tale om 3/4 (0,75), hvilket gør det forståeligt (og i tråd med Berg).

Dog vil man stadig ved sammenligning af forskellige personer kunne få problemer. Basalstofskiftet er hos mennesker afhængig af den fedtfrimasse opløftet i ^0,71, altså ikke langt fra 2/3. Sammenlignes folk med meget forskellig fedtmasse vil de fede fordeles (det mener jeg stadig, da de får reduceret en del af deres fedtmasse ved at opløfte hele massen i en potens). Det bedste ville derfor være at finde den helt korrekte sammenhæng indenfor den/de specifikke målgruppe® man ønsker at  præsentere/sammenligne. Ex kunne det være fedtfri vægt opløftet og energikrav til løb.

Jeg undskylder min forplumring af debatten, men håber samtidig at den (til dels) er blevet løftet.

[Hessel]

Der er altså virkelig guldkort at hente i arkiverne! :4thumbup:

[CoqRouge]

Der er altså virkelig guldkort at hente i arkiverne! :4thumbup:

I second that! Dette her er formentlig den mest interessante diskussion på dette forum til dato. Skulle jeg absolut ønske endnu mere, kunne jeg godt tænke mig lidt mere empiri, også selv om der ville være betragtelige måleusikkerheder.

[Arne]

Ja det er spændende - godt fundet frem Hessel!! Selv om det er nogen tid siden - så skal Hans Søndergård da stadig være velkommen til at skrive den artikel på MOL om de keynanske løbere, som han lover ovenstående.....

[Niske]

Fremragende tråd. Skulle dog lige læse de forskellige indlæg et pat gange, klokken er jo også sent.

Kanske det var muligt at finde yderligere guld i arkiverne?

Niske