Forsvarets høgskole

4.2.1 Maksimalt oksygenopptak (VO₂maks) og hjertekvens (HF)

Maksimalt oksygenopptak er et mål på en persons aerobe utholdenhet. Når en går fra hvile til arbeid, øker hjerte- og pustefrekvensen. Det er fordi musklene trenger mer oksygen til energifrigjøringen. Hjertefrekvensen stiger i takt med oksygenopptaket. Da det er vanskelig å måle oksygenopptak under aktivitet, bruker vi hjertefrekvensen som et lettvint mål for arbeidsintensitet når vi trener utholdenhet. Oksygenopptaket øker i et rettlinjet forhold når arbeidsintensiteten øker. Oksygenopptaket øker inntil et individuelt maksimalt nivå, for deretter å flate ut. Etter at denne intensiteten er nådd, øker ikke oksygenopptaket selv om en øker arbeidsintensiteten. Det betyr at arbeidet må avbrytes etter kort tid, da det er begrenset hvor mye energi som kan skaffes til veie ved hjelp av anaerobe energiprosesser.

Maksimalt oksygenopptak (VO₂maks) defineres som den største mengden oksygen som kroppen kan ta opp og nyttiggjøre seg under gjennomføring av anstrengende fysisk arbeid. Høyest VO₂maks oppnås og testes ved bruk av aktiviteter som aktiverer store muskelgrupper (løping, sykling, roing og langrenn), og som fører til utmattelse etter fire til femten minutters aktivitet ved bruk av kontinuerlig arbeid eller intervallarbeid. VO₂maks måles i liter per minutt (l min⁻¹) og regnes vanligvis ut i ml per kg kroppsvekt per minutt (ml kg⁻¹ min⁻¹). En forbedring i VO₂maks skyldes hovedsakelig en forbedring av de sentrale faktorene som slagvolum (det pumpes ut mer blod per hjerteslag), lunger, blodvolum og hemoglobinmassen. Perifere faktorer som kapillarisering, antall mitokondrier og aerobe enzymer vil kun i mindre grad være begrensende for utviklingen av soldatens VO₂maks.

Testing av VO₂maks er relevant for personer som er utholdende, da målingen sier noe om vedkommendes kapasitet for aerob energiomsetning. VO₂maks er en øvre begrensning for fysisk yteevne i militære operasjoner som krever aerob utholdenhet. Blant mange arbeidsfysiologier regnes dette som den fysiologiske enkeltfaktoren med størst betydning for yteevnen i aerobe utholdenhetsidretter som løping, orientering og langrenn. I store grupper med varierende fysisk nivå har det vist seg å være en god sammenheng mellom VO₂maks -verdier og prestasjon i utholdenhetsidretter. Sammenhengen mellom VO₂maks og prestasjon er derimot svakere når man sammenligner homogene utøvergrupper. Høy VO₂maks er en forutsetning for å oppnå gode prestasjoner i utholdenhetsidretter, men det er ikke en tilstrekkelig forutsetning for å bli best.

De høyeste verdiene hos utholdenhetsutøvere som er rapportert i langrenn, orientering og langdistanseløp, er omkring 70–75 ml kg⁻¹ min⁻¹ for kvinner og 85–90 ml kg⁻¹ min⁻¹ for menn. I en militær populasjon er det blant annet registrert et gjennomsnitt på 56 ml kg⁻¹ min⁻¹ for kadetter på Krigsskolen (Kadettstudien, upublisert) og 45 ml kg⁻¹ min⁻¹ for HV soldater (Aandstad). Erfaring viser at de soldatene som presterer best innen utholdenhetskrevende militære aktiviteter har et høyt maksimalt oksygenopptak.

Tidligere studier av utholdenhetsutøvere viser at topputøvere på 30-, 40- og 50-tallet hadde VO₂maks fullt på høyde med dagens topputøvere. Prestasjonsfremgangen i utholdenhetsidrettene de siste 50 årene må derfor tilskrives andre faktorer enn økt VO₂maks. Utnyttingsgrad og arbeidsøkonomi kan være eksempler på slike faktorer.

4.2.2 Utnyttingsgrad av maksimalt oksygenopptak (% VO₂maks)

Utnyttingsgraden av maksimalt oksygenopptak (% VO₂maks) sier noe om hvor stor prosentandel av VO₂maks soldaten klarer å nyttiggjøre seg under aerobt arbeid av ulik varighet. Utnyttingsgraden regnes ut ved å dele gjennomsnittlig oksygenopptak ved utført arbeid med soldatens VO₂maks. En person med et maksimalt oksygenopptak på 5 liter og et gjennomsnittlig oksygenopptak på 4,4 liter ved 30 minutters arbeid, arbeider med en utnyttelsesgrad på 88 % [(4,4 liter/5 liter) x 100 % = 88 %].

Det er store metodiske utfordringer ved å måle prosent av VO₂maks i fysisk aktivitet utenfor et fysiologisk laboratorium. Man bruker derfor indirekte metoder for å beregne dette. Det mest vanlige er å bruke % VO₂maks på anaerob terskel som et indirekte mål på utnyttelsesgraden. Anaerob terskel er den høyeste intensiteten i en aktivitetsform hvor det er likevekt mellom produksjon og eliminasjon av melkesyre. Det har vist seg å være en god sammenheng mellom % VO₂maks ved anaerob terskel og % VO₂maks under maksimal aerob aktivitet. På tross av individuelle forskjeller i % VO₂maks, kan utholdende personer opprettholde en intensitet tilsvarende farten eller wattforbruket ved VO₂maks i 5–7 minutter. Utnyttingsgraden reduseres deretter med økende maksimal arbeidstid. Dette viser at % VO₂maks blir viktigere etter hvert som den maksimale arbeidstiden øker. Mannlige maratonløpere med konkurransetid mellom 2,05 og 3,00 timer har i gjennomsnitt en % VO₂maks på 80–85 %, mens på lavere nivå (3,25 til 4,00 timer) er % VO₂maks på 60–70 %. Mye av denne forskjellen kan forklares med ulik konkurransetid, men variasjonen skyldes også fysiologiske forskjeller (perifere faktorer) forårsaket av genetikk, varierende treningsbakgrunn og treningstilstand.

Utnyttingsgraden faller mest ved kortvarig arbeid og reduseres deretter jevnt med økende maksimal arbeidstid. Undersøkelser viser videre at godt trente personer har bedre % VO₂maks enn dårligere trente personer. Figur 9 viser sammenhengen mellom % VO₂maks ved maksimalt, kontinuerlig arbeid, arbeidstid med maksimal innsats og treningstilstand.

For å oppnå god aerob fysisk kapasitet, må man arbeide så nær VO₂maks som mulig. Ved anaerob terskel har de beste utholdenhetsutøverne i Norge en utnyttingsgrad på omkring 90 % ved anaerob terskel. Mosjonister har en tilsvarende utnyttingsgrad på ca. 80–85 %.

Mentale egenskaper og treningstilstand vil i stor grad påvirke hvor stor utnyttningsgrad soldaten oppnår. Teknikk, ytre forhold (underlag, vind, temperatur og luftfuktighet), ernæring og væskebalanse vil også kunne påvirke soldatens % VO₂maks. I militær sammenheng hører en ofte utsagn som «løping i tights og joggesko er ikke relevant, gi meg en tung sekk så skal jeg vise deg!» Dette kan i enkelte tilfeller være riktig. Noen er relativt sett bedre til å forflytte seg med tung utrustning enn de er i vanlige løp. Dette skyldes bedre utnyttelsesgrad og arbeidsøkonomi i den militære aktiviteten, noe som trolig er sterkt relatert til styrke. En må imidlertid ikke glemme at sterk utholdenhet er en grunnleggende egenskap som danner et godt utgangspunkt for å prestere bedre også innen militære aktiviteter. Tradisjonelle utholdenhetsaktiviteter er i så måte gode verktøy for å heve den generelle kapasiteten.

4.2.3 Arbeidsøkonomi

I tillegg til høyt oksygenopptak og god utnyttelsesgrad avhenger utholdenheten av god arbeidsøkonomi. Arbeidsøkonomi defineres som personens stabile oksygenopptak (VO₂) på en bestemt submaksimal, ytre intensitet (for eksempel løpsfart eller watt). Mindre forbruk av VO₂ (målt i ml kg⁻¹ min⁻¹) på en gitt fart er ensbetydende med bedre arbeidsøkonomi. I forbindelse med aerobt arbeid er VO₂-forbruket per meter et mål på soldatens arbeidsøkonomi. Forbedret arbeidsøkonomi medfører at soldaten kan holde en høyere fart under eksempelvis en 3-mils marsj med samme oksygenopptak. Oksygenopptaket på samme fart kan være dobbelt så høyt hos mosjonister sammenlignet med godt trente utholdenhetsutøvere. Dette viser at en må trene mye på den aktiviteten en ønsker å være utholdende i.

Flere undersøkelser har påvist en sammenheng mellom arbeidsøkonomi og aerob yteevne. Det er også funnet overraskende store variasjoner (ca. 20 %) i oksygenforbruket på samme hastighet blant godt trente personer med tilnærmet samme utholdenhetsnivå. I studier hvor man har sammenlignet afrikanske og europeiske langdistanseløpere, er det ingen betydelige forskjeller i VO₂maks. Resultatene viser derimot at afrikanske løpere har en betydelig bedre arbeidsøkonomi enn sine europeiske konkurrenter (Figur 10). Dette er trolig den viktigste årsaken til deres dominans i langdistanseløping.

Arbeidsøkonomi bestemmes av en rekke faktorer. Teknikk er den faktoren som har størst betydning for arbeidsøkonomien, men også ytre forhold (snøforhold, vind, temperatur), utstyr (vekt på sko, bekledning og luftmotstand, ski/dekk og gli/rullemotstand) og antropometriske forhold (kroppssammensetning, kroppsproporsjoner) har stor betydning.

I Forsvaret kan en dårlig «marsjteknikk» fort utgjøre en stor forskjell på evnen til å forflytte seg hurtig over lengre avstander. På Krigsskolen er det tradisjon for å teste kadettene på tredemølle under marsj med 30 kg sekk og våpen. På denne testen skal en gå kontinuerlig på 7 km/t, og samtidig som møllens stigningsgrad blir høyere og høyere. Den kadetten som holder ut lengst, presterer best på denne testen. En idrettsoffiser på Krigsskolen har uttalt:

«Jeg husker når jeg skulle gjennomføre test med et ingeniørkull hvor jeg som idrettsoffiser hadde stor tro på den ene kadetten som alltid var best under vanlig løpetrening. På testen viste det seg derimot at han ikke klarte å gå naturlig på 7 km/t. Resultatet var at nevnte kadett måtte veksle mellom å jogge/gå, noe som var mye mer energikrevende enn bare gange, og han endte opp med et resultat som var dårligere enn forventet. Andre kadetter som i utgangspunktet var tregere, klarte å gå gjennom hele testen og dermed prestere bedre. Dette er et eksempel på god/dårlig arbeidsøkonomi i en militær sammenheng.»

4.2.4 Anaerob terskel

Begrepet anaerob terskel (AT) er som tidligere nevnt den høyeste intensiteten i en aktivitetsform hvor det er likevekt mellom produksjon og eliminasjon av melkesyre. Ved ytterligere fartsøkning må anaerobe energiprosesser bidra mer, og laktatkonsentrasjonen i blodet øker. Uavhengig av hvilke kriterier som er blitt benyttet for å fastsette AT, har det vist seg at farten ved AT (ATv) i ulike utholdenhetsidretter er den enkeltstående faktoren som kan forutsi prestasjonen best. I flere av de typiske utholdenhetsidrettene er det en svært god sammenheng mellom personens terskelfart (ATv) og yteevne. Dette skyldes at en persons anaerobe terskel bestemmes av VO₂maks, % VO₂maks og arbeidsøkonomi. Sannsynligvis er dette hovedårsaken til at terskelfarten i løping og kappgang samsvarer bedre med prestasjonen enn VO₂maks.