Sprint interval training op hoogte: voordelig voor prestatie in teamsportcompetities?

Transcriptie

1 Arenberggebouw Arenbergstraat Brussel Tel: Fax: Sprint interval training op hoogte: voordelig voor prestatie in teamsportcompetities? AUTEURS DR. PUYPE J. REDACTEUR BLOEMEN D. INSTITUUT Katholieke Universiteit Leuven, Faculteit Bewegings- en Revalidatiewetenschappen (FaBeR) ABSTRACT De afgelopen 20 jaar is de interesse in intermittente hoogtetraining (IHT), waarbij atleten op zeeniveau (normoxie) leven en op hoogte trainen, immens toegenomen. Door bovenop de trainingsstimulus een extra omgevingsstressor, hypoxie, toe te voegen, wordt IHT gezien als een mogelijke strategie om grotere prestatiewinsten te genereren in vergelijking met eenzelfde trainingsprogramma op zeeniveau. Echter, momenteel is er nog geen consensus bereikt omtrent een al dan niet grotere prestatieverbetering na training op hoogte in vergelijking met training op zeeniveau. Vermits bij aerobe training op hoogte het uithoudingsvermogen daalt, worden trainingen op hoogte vaak aan lagere snelheden uitgevoerd dan op zeeniveau. Dat brengt met zich mee dat potentiële trainingsadaptaties gecompromitteerd worden. Echter, het vermogen om een korte maximale inspanning op hoogte te leveren is niet aangetast. Zo hebben recentelijk 3 studies aangetoond dat sprint interval training (SIT) op hoogte de anaerobe glycolyse enerzijds en het vermogen om herhaaldelijk intensieve inspanningen te leveren (i.e. vermoeidheid uitstellen) anderzijds in grotere mate kan verbeteren als SIT op zeeniveau. Vermits ploegsporten gekenmerkt worden door het herhaaldelijk uitvoeren van intensieve arbeid, kan sprinttraining op hoogte een veelbelovende strategie zijn om de prestatie in teamcompetities te verbeteren. Sleutelwoorden Sprint interval training, hypoxie, anaeroob metabolisme, teamsporten Datum 01/07/2014 Contactadres joke.puype@faber.kuleuven.be; jokepuype@hotmail.com Disclaimer: Het hierna bijgevoegde product mag enkel voor persoonlijk gebruik worden afgehaald. Indien men wenst te dupliceren of te gebruiken in eigen werk, moet de bovenvermelde contactpersoon steeds verwittigd worden. Verder is een correcte bronvermelding altijd verplicht!!!

2 Sprint interval training op hoogte: voordelig voor prestatie in teamsportcompetities? Sprint interval training op hoogte: voordelig voor prestatie in teamsportcompetities? 1. Hoogtetraining De mens kan zich, weliswaar binnen bepaalde grenzen, efficiënt aanpassen aan acuut of chronisch zuurstoftekort. De bekende positieve effecten van hoogte op de erythropoïese (aanmaak rode bloedcellen) hebben ook atleten er toe aangezet om op grote schaal gebruik te maken van hoogtetraining ter verbetering van hun uithoudingsprestatie zowel op hoogte als op zeeniveau (Berglund 1992; Levine & Stray-Gundersen, 2005). Bovendien werden er de laatste jaar verschillende technologieën ontwikkeld die het mogelijk maken om natuurlijke hoogte te simuleren door het toevoegen van zuurstofarme lucht in normobare (eenzelfde luchtdruk) condities. Deze technologische vooruitgang op het vlak van artificiële hoogtesimulatie maakt hoogtetraining meer toegankelijk voor mensen die op zeeniveau wonen. Aangezien atleten op deze manier makkelijk hoogte kunnen integreren in hun normale trainingsomgeving op zeeniveau, nam het gebruik van een live high train low hoogtetrainingsprotocol (waarbij op hoogte geleefd/geslapen wordt en op zeeniveau getraind wordt), ter voorbereiding van uithoudingscompetities, toe. Daarenboven kunnen sommige commerciële hypoxicators zuurstofarme lucht produceren aan voldoende hoge snelheden om zo tegemoet te komen aan de hoge longventilaties tijdens trainingen aan hoge intensiteit. Vandaar dat ook intermittente hypoxie training (IHT) een populair onderdeel is in het trainingsprogramma van uithoudingsatleten. In het IHT protocol, wordt hypoxie aangewend tijdens de trainingssessies terwijl er voor de rest van de tijd op zeeniveau verbleven wordt. Het eerste doel van dit IHT protocol is om de trainingsstimulus extra aan te wakkeren door het mogelijks cumuleren van positieve effecten ten gevolge van enerzijds training per se 2

3 en anderzijds hypoxie (i.e. toename van de metabole stress op het spierweefsel). (Hoppeler & Vogt, 2001; Vogt et al., 2001). Hierdoor kunnen een aantal positieve veranderingen in de spieren teweeg gebracht worden (Hoppeler & Vogt, 2001; Melissa et al., 1997; Vogt et al., 2001; Zoll et al., 2006), die vervolgens kunnen leiden tot een verbeterde uithoudingsprestatie (Millet et al., 2010). Echter, de precieze fysiologische effecten van IHT op spieradaptaties en uithoudingsprestatie zijn nog niet helemaal duidelijk. Sommige studies uitgevoerd bij matig tot goed getrainden vonden een prestatieverbetering zowel op hoogte als op zeeniveau, terwijl bij andere studies het prestatieverbeterend effect uitbleef (Faiss et al., 2013a; Millet et al., 2010). 2. Sprint interval training Naast hoogtetraining, is ook sprint interval training (SIT) een vaak door atleten gebruikte trainingsmethode om de uithoudingsprestatie te verbeteren. SIT wordt gekenmerkt door herhaaldelijke, supramaximale sprints afgewisseld met korte rust intervallen (gewoonlijk ~20s- 4.5min). Het is aangetoond dat een aantal weken SIT (klein trainingsvolume) een tijdsefficiënte strategie is om zowel de aerobe en anaerobe capaciteit in de spier, alsook de maximale zuurstofopname (VO 2max) en uithoudingsprestatie in dezelfde mate te verbeteren in vergelijking met veel grotere trainingvolumes in een traditionele uithoudingstraining (Burgomaster et al., 2008; Gibala et al., 2006; Gillen & Gibala, 2014; Laursen & Jenkins, 2002; Skelly et al., 2014). 3. Sprint interval training op hoogte Zoals reeds eerder aangehaald, is het momenteel nog steeds moeilijk om een duidelijk en eenduidig besluit te trekken betreffende de praktische relevantie van IHT op de fysieke prestatie. Echter, recent onderzoek doet uitschijnen dat de intensiteit waaraan getraind wordt op hoogte wel eens een belangrijke rol zou kunnen spelen in het al dan niet tot uiting komen van een 3

4 prestatieverbeterend effect in vergelijking met eenzelfde trainingsprogramma op zeeniveau (Faiss et al., 2013b; Galvin et al., 2013; Puype et al., 2013; Vogt et al., 2001). rustperiodes tussen de verschillende sprints (vb. 1:2 of 1:1), het vermogen tijdens de laatste sprints (6x15s sprintsessie) relatief meer doet dalen op hoogte dan op zeeniveau (Brosnan et al., 2000). Het is welbekend dat bij training op hoogte, om wille van een lager zuurstofgehalte, de uithoudingsprestatie daalt (Wehrlin & Hallen, 2006). Uithoudingstrainingen worden aldus aan lagere snelheden uitgevoerd dan tijdens een training op zeeniveau. Deze lagere trainingsbelasting zou mogelijke trainingsadaptaties kunnen compromitteren. Echter, het vermogen om een korte (supra)maximale inspanning (vb. 10x6s lopen, verhouding inspanning tot rust: 1:5 tot een hoogte van ~3800m; 6x15s fietsen, verhouding inspanning tot rust: 1:3 op ~2100m) te leveren onder hypoxe omstandigheden is niet aangetast (Weyand et al., 1999). Dit laat toe om een normale trainingsintensiteit te behouden tijdens hoogtetraining. Echter, het is aangetoond dat kortere Met deze achtergrond zijn we aan de Faculteit Bewegings-en Revalidatie wetenschappen (KU Leuven, Onderzoeksgroep Inspanningsfysiologie) in het kader van een doctoraatsproject gaan kijken wat de effecten zijn van een specifiek sprint-interval trainingsprogramma in gesimuleerde hoogte (normobare hypoxie) op de uithoudingsprestatie (zeeniveau/hoogte) en op een aantal markers van het aeroob en anaeroob spiermetabolisme (Puype et al., 2013). De studie werd uitgevoerd in een normobare hypoxiekamer (Sporting Edge, Sherfield on Loddon, UK), waar zowel zuurstofgehalte (14.5% zuurstof ~ 3000m) als omgevingstemperatuur (20 C) en luchtvochtigheid (50%) constant werden gehouden. (Figuur 1). 4

5 (pretest) en na (posttest) de trainingsperiode voerden de proefpersonen een maximale inspanningstest (MAX) gevolgd Figuur 1: Normobare hypoxiekamer, Onderzoeksgroep inspanningsfysiologie, KU Leuven In deze studie vergeleken we de effecten van 6 weken sprint interval SIT in normoxie of hypoxie op de citraat synthase (marker aeroob spiermetabolisme) - en fosfofructokinase (marker anaeroob spiermetabolisme) activiteit, lactaat transporters in de spier, en de fietsuithouding. Negenentwintig, gezonde mannelijke vrijwilligers (VO 2max: 54.5 ± 2.6 ml min -1 kg-1 ; jaar) ondergingen 6 weken SIT op een fietsergometer (30s sprints vs. 4.5min rest intervals, 3dagen/week, Figuur 2) ofwel in normobare hypoxie (HYP, ~3000m, n=10) ofwel op zeeniveau (NOR, ~0m, n=9). Er werd eveneens een controlegroep geïncludeerd die niet trainde (CON, n=10). De trainingsbelasting nam toe over de trainingsperiode: 4 sprints/sessie in week-1 tot 9 sprints/sessie in week-6. Voor door een 10min tijdrit (TT) uit. Dit gebeurde op een fietsergometer, zowel op zeeniveau (MAX nor, TT nor) als op hoogte (MAX hyp, TT hyp). Tevens werd er, 5-6 dagen na de laatste inspanningstest, een spierbiopt uit de m. vastus lateralis (m. quadriceps) genomen. De fosfofructokinase activiteit in de spier nam toe in HYP (+59%, p < 0.05), maar niet in NOR (+17%). De citraat synthase activiteit bleef gelijk in beide trainingsgroepen (Figuur 3). Vergeleken met de pretest, was het vermogen dat gefietst werd op 4mmol/l bloed lactaat zowel in MAX nor (+7%) als MAX hyp (+9%) enkel in HYP gestegen (p < 0.05) terwijl er geen veranderingen waren in NOR. VO 2max in MAX nor en de TT prestatie in TT nor en TT hyp waren toegenomen met +5-8% in beide trainingsgroepen (p < 0.05). De training op zich stimuleerde het eiwit MCT1 (verantwoordelijk voor co-transport van H + en lactaat in de spiercel) met +70% (p < 0.05). In 5

6 CON waren alle metingen constant doorheen de gehele studie. Als conclusie bij dit onderzoek kunnen we stellen dat 6 weken SIT in hypoxie efficiënter was in vergelijking met hetzelfde trainingsprotocol uitgevoerd op zeeniveau, om de fosfofructokinase activiteit en het vermogen op de anaerobe drempel te verhogen. Echter, SIT verbeterde de uithoudingsprestatie zowel op zeeniveau als op hoogte in dezelfde mate, onafhankelijk of de training nu in hypoxie of in normoxie plaatsvond. 6

7 Naast deze studie hebben recent nog twee andere studies de effecten van sprinttraining op hoogte onderzocht (Faiss et al., 2013b; Galvin et al., 2013) (Overzicht: Tabel 1). Zo toonden Faiss et al. aan dat 4 weken SIT (fietsen) op hoogte (2 sessies/ week, 3 sets van 5x10s sprints, 20s actieve recuperatie tussen de sprints) in staat is om het aantal sprints tot uitputting meer te verhogen (i.e. vermoeidheid uit te stellen) in vergelijking met SIT op zeeniveau. Zo werd het aantal sprints tot uitputting (10s all out, 20s rust) met 40% verhoogd in de groep die op hoogte trainde (nl. van 9 sprints pre, naar 13 sprints post), terwijl er geen toename gevonden werd in de normoxie groep (Faiss et al., 2013b). Tevens vonden ook Galvin et al. bij rugbyspelers dat SIT (lopen) op hoogte gedurende 4 weken (3sessies/week, 10x6s sprints, 30s rust tussen de sprints) het vermogen om herhaaldelijk een intensieve arbeid te leveren met 20% meer deed toenemen als wanneer de SIT op zeeniveau uitgevoerd werd. (Galvin et al., 2013). 4. Conclusie Vermits uithoudingstraining op hoogte een aantal nadelen met zich meebrengt (bijvoorbeeld een lagere trainingsstimulus om wille van hypoxie) is men de laatste jaren op zoek gegaan naar nieuwe trainingsstrategieën om efficiënter op hoogte te trainen. Recent hebben een aantal studies een nieuw trainingsprotocol onderzocht waarbij all-out sprints worden uitgevoerd op hoogte (Faiss et al., 2013b; Galvin et al., 2013; Puype et al., 2013) (Overzicht: Tabel 1). Hieruit is gebleken dat het verrichten van maximale sprints onder hypoxe omstandigheden mogelijks de anaerobe power, alsook het vermogen om herhaaldelijk een intensieve arbeid te leveren (i.e. vermoeidheid uit te stellen) meer doet toenemen dan een gelijkaardig trainingsprogramma op zeeniveau. Vermits het uitvoeren van korte maximale inspanningen inherent is aan ploegsporten, kan sprinttraining op hoogte wel eens een veelbelovende trainingsstrategie zijn om de prestatie in teamcompetities 7

8 te verbeteren. Tevens, aangezien sprinttraining op hoogte het potentieel heeft om de anaerobe glycolyse te bevorderen, kunnen ook tal van individuele sporten waarbij de energielevering via de anaerobe glycolyse cruciaal is, zoals roeien, kajak, judo, zwemmen, boksen, sprint- en middellange loopnummers (200m-3000m), baat hebben bij het toepassen van deze trainingsstrategie. 8

9 Referentielijst 1. Berglund B. Highaltitude training. Aspects of haematological adaptation. Sports Med 1992: 14: Brosnan MJ, Martin DT, Hahn AG, Gore CJ, Hawley JA. Impaired interval exercise responses in elite female cyclists at moderate simulated altitude. J Appl Physiol 2000: 89: Burgomaster KA, Howarth KR, Phillips SM, Rakobowchuk M, MacDonald MJ, McGee SL, Gibala MJ. Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. J Physiol 2008: 586: Faiss R, Girard O, Millet GP. Advancing hypoxic training in team sports: from intermittent hypoxic training to repeated sprint training in hypoxia. Br J Sports Med 2013a: 47 Suppl 1: i45-i Faiss R, Leger B, Vesin JM, Fournier PE, Eggel Y, Deriaz O, Millet GP. Significant molecular and systemic adaptations after repeated sprint training in hypoxia. PLoS One 2013b: 8: e Galvin HM, Cooke K, Sumners DP, Mileva KN, Bowtell JL. Repeated sprint training in normobaric hypoxia. Br J Sports Med 2013: 47 Suppl 1: i74-i Gibala MJ, Little JP, van EM, 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: 575: Gillen JB, Gibala MJ. Is high-intensity interval training a timeefficient exercise strategy to improve health and fitness? Appl Physiol Nutr Metab 2014: 39: Hoppeler H, Vogt M. Muscle tissue adaptations to hypoxia. J Exp Biol 2001: 204: Laursen PB, Jenkins DG. The scientific basis for high-intensity interval training: optimising training programmes and maximising performance in highly trained endurance athletes. Sports Med 2002: 32: Levine BD, Stray- Gundersen J. Point: positive effects of intermittent hypoxia (live high:train low) on exercise performance are mediated primarily by augmented red cell volume. J Appl Physiol 2005: 99: Melissa L, MacDougall JD, Tarnopolsky MA, Cipriano N, Green HJ. Skeletal muscle adaptations to training under normobaric hypoxic versus normoxic conditions. Med Sci Sports Exerc 1997: 29: Millet GP, Roels B, Schmitt L, Woorons X, Richalet JP. Combining hypoxic methods for peak performance. Sports Med 2010: 40: Puype J, Van PK, Raymackers JM, Deldicque L, Hespel P. 9

10 Sprint interval training in hypoxia stimulates glycolytic enzyme activity. Med Sci Sports Exerc 2013: 45: Skelly LE, Andrews PC, Gillen JB, Martin BJ, Percival ME, Gibala MJ. High-intensity interval exercise induces 24-h energy expenditure similar to traditional endurance exercise despite reduced time commitment. Appl Physiol Nutr Metab Vogt M, Puntschart A, Geiser J, Zuleger C, Billeter R, Hoppeler H. Molecular adaptations in human skeletal muscle to endurance training under simulated hypoxic conditions. J Appl Physiol 2001: 91: Wehrlin JP, Hallen J. Linear decrease in VO2max and performance with increasing altitude in endurance athletes. Eur J Appl Physiol 2006: 96: Weyand PG, Lee CS, Martinez-Ruiz R, Bundle MW, Bellizzi MJ, Wright S. High-speed running performance is largely unaffected by hypoxic reductions in aerobic power. J Appl Physiol 1999: 86: Zoll J, Ponsot E, Dufour S, Doutreleau S, Ventura-Clapier R, Vogt M, Hoppeler H, Richard R, Fluck M. Exercise training in normobaric hypoxia in endurance runners. III. Muscular adjustments of selected gene transcripts. J Appl Physiol 2006: 100: