Hva er egentlig maksimalt oksygen opptak (VO2max), og hvordan trene for å øke dette?
Skrevet av: Hans Kristian Stadheim, Trener Allround Team Aker Dæhlie NC/World Cup
Idretten langrenn stiller krav til mange ulike fysiologiske og psykologiske parametere for å kunne prestere. Om du er interessert i langrenn og utholdenhetsidrett, er sannsynligheten stor for at du har hørt om uttrykket maksimalt oksygenopptak (VO2maks). VO2maks forbindes som regel med kondisjonsidretter, der ett høyt opptak er observert hos flere av de beste kvinnelige og mannlige eliteutøverne i ulike idretter (mer om dette senere).
Det mange kanskje ikke vet, er at en økning i oksygenopptaket også har vist å kunne øke livskvaliteten, samt forventet levealder (1, 12). Normalt vil det maksimale oksygenopptaket øke fra en treffer puberteten og til en er rundt 25-30 år (13,14,17). Etter dette vil opptaket normalt synke som en følge av økende alder (Figur 1). Derimot med spesifikk, og riktig trening kan en godt trent 60-åring faktisk ha høyere VO2maks enn en utrent 30-åring! Dessuten er det fult mulig å øke oksygenopptaket også etter en har passert 30 år. Studier har bla vist at personer som er i dårlig form, kan ha en økning på 10-20% om de trener riktig og spesifikk trening under en 12 uker periode. En økning på rundt 10% i VO2maks vil i de fleste tilfeller medføre en betydelig forbedring av en utholdehetsprestasjon. Dette er nok noe av grunnen til at utøvere og trener bla forsøker å øke det maksimale oksygenopptaket i treningsarbeidet. Når en da også vet at en 10 % økning i VO2maks kan redusere dødsrisikoen med 15%, samt kunne gi så mye som 15 år ekstra med god livskvalitet (= fravær av smerter og utfordringer med å gjennomføre dagligdagse gjøremål) (1, 12), er det med andre ord flere gode grunner for å forsøke å øke, eller opprettholde ditt maksimale oksygen opptak.
Allikevel, hva er egentlig VO2maks, hvorfor har det fått så stort fokus, og hva er det som påvirker verdien? I denne artikkelen ønsker vi å sette fokus på nettopp på disse spørsmålene, og håper artikkelen både kan gi noen gode råd utfra faglitteraturen og forskning på emnet.
Figur 1: Forskjell i VO2maks som en konsekvens av trenings status gjennom livet(12).
Hva er egentlig VO2maks?
Året 2023 markerer faktisk 100-årsjubileet for 'det maksimalt oksygeninntak' (VO2max). Begrepet ble først beskrevet av Hill og Lupton i QJM i 1923 (15). Forfatterne foreslo en øvre grense for oksygeninntak avhengig av vårt kardiorespiratoriskesystem (Hjerte, blodet og lungene) og evnen det har å levere oksygen til de arbeidende musklene (14). VO2maks, eller det maksimale oksygenopptaket blir definert som;
«Den maksimale mengden oksygen (per minutt) en person kan ta opp og benytte, og er ett mål på en persons aerobe kapasitet» (13)
«V’n» i VO2maks står for volum, «O2» står for oksygen og «maks» refererer til maksimum. Til sammen blir dette en måling av det høyeste volumet av oksygen kroppen din kan benytte under trening og hard fysisk aktivitet. Tallet er viktig fordi det vil være avgjørende for hvor mye energi (ATP = Kroppens myntenhet) kroppen din potensielt har mulighet å produsere gjennom aerobe[1] energi prosesser. VO2maks blir typisk oppgitt som milliliter oksygen brukt per kilo kroppsvekt per minutt (ml · kg-1 · min-1).
Figur 1. Tabellen viser «normal verdier» for VO2maks for voksne kvinner og menn (14).
For å kunne måle hvor høyt «VO2maks tall» en har, har dette tradisjonelt blitt testet i et sportsvitenskapelig laboratorium. Det er stor variasjon i test protokoller, men på generelt grunnlag så består som regel testen av to deler. Første del er en oppvarmings del på på rolig til moderat belastning (i1 til i3/i4) som varer i 20-40 minutter. Del to er selve VO2maks testen som, som regel har en varighet på rundt 4-7 minutter. Ofte blir arbeidsbelastningen i selve VO2maks-testen gradvis høyere til testpersonen når frivillig utmattelse (12).
VO2maks verdier og idrettslig prestasjonsevne
I mylderet av faglitteratur rund tematikken «hvordan trene for å øke VO2maks» finnes det en mengde ulike teorier og foreslåtte metoder. Målet med denne artikkelen er å gi ett overblikk på noen av de metodene og teorien som vitenskapen og forskningen har observert trolig er gunstige om en ønsker å øke denne fysiologiske parameteren. I tillegg ønsker en å gi deg som leser en anbefaling basert på faglitteraturen som foreligger. Det er viktig å poengtere at det finnes ingen holdepunkter i forskningslitteraturen som forsvarer påstanden om at én spesifikk økt, eller modell alene er mer effektiv enn alle andre. Dette tiltros for at noe vil sikkert hevde at «4x4 minuttere» er suverent vs. andre metoder. Dette støttes vertfall ikke i sportsvitenskapen. Som en god matrett er alle ingrediensene i treningsarbeidet viktig, selv om vi i denne artikkelen fokuserer mer på de aktivitetene som trolig, samt forhåpentligvis gir høy puls.
Figur 2: VO2maks og forventet prestasjon på 10 km løping (3).
Idrettens krav til VO2maks
En vet at de beste utholdenhetsutøverne innen langrenn har en VO2maks på rundt 80-90 og 70-75 ml · kg-1 · min-1 for henholdsvis menn og kvinner (18). Denne verdien er en av flere fysiologiske parametere som direkte bestemmer prestasjonsevnen, og nivået du kan prestere på innen langrenn. På bakgrunn av dette er derfor også trening som har som ambisjon å øke eller vedlikeholde VO2maks blitt ansett som viktige økter i treningsarbeidet. Det er hovedsakelig kroppens totale hemoglobinmasse (transport kapasitet av oksygen) og slagvolum (hvor mye blod som pumpes ut pr .hjerteslag) som bestemmer hvor høy VO2maks ett individ har. Siden disse to parameterne er viktige vil derfor trening som stimulerer til utvikling av disse to komponentene være viktige og om ikke annet mest effektivt. Det må også nevnes at en økning i hemoglobinmasse så å si alltid vil indikere en har fått flere rødeblodceller, og økning i det totale blodvolumet. Dette kommer av at hver enkelt rødblodcelle (erytrocytt) inneholder hemoglobin. Hvor mye mengde hver rødblodcelle inneholder vil derimot varierer mellom ulike personer, menn og kvinner. Verdien blir oppgitt som ett individs hemoglobin verdi. Her er normale verdier mellom 13.5-17 g/dl for henholdsvis menn og 12.5-16 g/dl for kvinner (13). Det er derimot ikke noen sammenheng mellom at de som har høyere hemoglobin verdi har dirkete høyere VO2maks. Dette sier bare noe om konsentrasjonen, ikke noe om den totale masse, da de med lavere verdi vil kompensere med ett høyere volum (14,15). Da VO2maks er en viktig parameter er det derfor det ganske vanlig at elite utøvere (spesialt yngre) innen langrenn tester verdien en til tre ganger i året, noe flere av utøverne som er i Team Aker Dæhli (TAD) også gjør. Dette gjør en både for å se hvilket fysisk nivå en er på (aerob kapasitet), men også for å se hvordan denne verdien ev påvirkes som en konsekvens av treningen en gjennomfører. Testingen av VO2maks gjennomføres ofte ved løping, men flere av utøverne på TAD tester denne verdien på mer idrettsspesefikk bevegelse ved f.eks staking eller skøyting da en ser større nytteverdi av å gjøre dette.
Tabell 1: Forskjell i HBmasse, rødeblodceller (RBC), plasmavolum (PV) og blodvolum (BV) mellom de ulike aldersgruppene fra studiet til Steiner og Wehrlin 2011 (6).
Så hvorfor teste VO2maks?
I 2011 publiserte T.Steiner og J.P Wehrlin en veldig spennende studie som nettopp spurte spørsmålet (17);
«Hvordan påvirker VO2maks seg hos utholdenhetstrente personer som en konsekvens av alder».
Resultatene fra studiet viste tydelig at VO2maks økte betydelig for de personene som gjennomførte utholdenhetstrening sammenlignet med de som ikke gjennomført noe trening (kontroll gruppe) fra pubertet og til de traff senior alder (Figur 3). Det var derimot tilnærmet ingen økning i VO2maks mellom alderen 21 og 28 år. Dette til tross for at utøverne som var 28 år både trener flere timer, og hadde gjort dette over flere år (tabell 1) (17).
Figur 3: VO2maks hos utøvere som trente utholdenhetstrening økte betydelig sammenlignet med personer som ikke trente. Derimot virker ikke VO2maks å øke ytterligere etter fylt 21 år (6).
En observerte også at den totale mengden av hemoglobinmasse (Hb-masse), mengden av rødeblodceller (RCV), plasmavolum (PV) og blodvolum (BV) var det ingen forskjell mellom de som var 21 og 28 år. Derimot hadde begge disse gruppene betydelig høyere verdier enn det en observerte hos de som var 16 år. Hb-masse, RCV, PV og BV var igjen høyere enn hva som var observert hos kontrollgruppene med tilsvarende alder. Poenget med å dra frem nettopp dette studiet er å også kommunisere at det er viktig å huske at planlegging og gjennomføring av hver enkelt treningsøkt burde ta hensyn til bla: alder, prestasjonsnivå, trenings- og restitusjonstilstand. Dette ser en også innen elite idretten der gjerne fokuset på ett «høyt oksygenopptak» og måling av verdien er noe en har mer fokus på hos yngre utøvere i junior og tidlig senior karriere, enn de som nærmer seg 30 år. Det er også viktig å huske at de generelle anbefalingene vedrørende trening for å øke VO2maks under må sees i lys av bla disse elementene. Prinsippene om belastning, tilpasning, variasjon, progresjon og individualisering ble etablert så tidlig som midten av 1900-tallet, og er like gjeldene i dag som når de ble introdusert. De er også like viktige når en diskuterer hvordan en skal kunne øke VO2maks. En forstår allikevel utfra data hos eliteutøvere at ett høyt VO2maks tall er viktig for å kunne vinne medaljer i mesterskap. Så da er spørsmålet hvordan kan en øke denne fysiologiske parameteren mest mulig effektivt?
«Hvordan øke VO2maks»?
VO2maks har en tydelig korrelasjon opp mot idrettslig prestasjonsevne i utholdenhetsidretter med konkurranse varighet på over 3 minutter (Eksempel i figur 2). Om målet er å øke dette tallet, er spesielt intervaller med arbeidsintensitet over 85% av maksimal hjertefrekvens (HFmaks) trolig den mest effektivt måten å oppnå dette på (16). Dette er noe av grunnen til at intervaller ofte hos utøvere og trenere omtales som «kvalitets trening». Om en da tenker i-soner vil dette i Norge vil være i-sone 3, 4 og 5, som internasjonalt omtales som «medium og high intensity traninig». Dette må ikke tolkes som at de øvrige elementene i treningsarbeidet (I-sone 1 og 2) ikke er viktige, for det er de i det totale puslespillet.
(Du kan lese mer om Olympiatoppens intensitets skala her: https://olt-skala.nif.no/)
Ulike intervallformer for å øke VO2maks
Ulike fagmiljøet har ulike tanker, samt retningslinjer for hvilke metoder og trenings intensiteter de mener øker og vedlikeholder VO2maks best. Deler en opp disse metodene veldig generelt kan en si de er omtrent som følgende:
Korte drag/spurter (I-sone 6-7) (15-60 sekunder x 6-10 repetisjoner) med maksimal innsats. Pause like lange som draget, eller dobbelt så lange.
Medium (I-sone 4 og 5) drag (3-5 minutter x 4-6 repetisjoner) med høy innsats (87%--> av HFmaks). Pause 50% av dragets varighet.
Lengre (I sone 3) Drag (8-15 minutter x 4-6 repetisjoner) med ganske høy innsats (80-87% av HFmaks). Pause ofte 1-2 minutter.
Alle metodene ovenfor gjennomføres som intervaller. Det betyr at en har en aktiv del, før en har en del som inneholder en pause. Studier som har sett på individer som bare har gjennomført «ett drag» med varighet mellom 8-20 minutter, som f.eks. 3000m løping all-out, viser at dette også er en meget effektiv måte for å øke VO2maks (13,16). Derimot koster dette for de fleste mye mer psykisk å gjennomføre, enn å dele opp den same arbeidsbelastningen, og totale varigheten i flere og kortere deler (intervaller). Motivasjon, psykisk belasting og skade problematikk er trolig de viktigste grunnene til at en anbefaler å gjennomføre intervall vs «all out» økter om du skal øke VO2maks. Dette vil også være tre faktorer som påvirker hvilken av intervall formene en både planlegger og gjennomfører.
Videre om en ser på arbeidsintensiteten ved de ulike intervall typene varierer disse, samt antall repetisjoner. Dette vil igjen påvirke den totale tiden en anbefaler med aktivitet (dvs tiden en beveger seg) for å kunne få en forventet/trolig økning på VO2maks (4,12,13,16). Som ett eksempel vil en klassisk 6-10 x 30-60 sekunders intervall med maksimal innsats kun ha 3-6 minutter med aktiv tid. I kontrast vil de lengre dragene kunne ha en total varighet opp mot 30-75 minutter, som igjen er dobbelt så lenge som de medium og beryktede 4 x 4 minutterene. Skade risikoen og psykisk belastning vil være høyere dess mer intensiv intervallene er, Kort vs Lang. Som en forstår har dermed de ulike metodene noen fordeler og ulemper som om en liker å «gønne på» (som ved 30 sekunders dragene), sammenlignet med å løpe noe roligere på en gitt prosent av HFmaks. Dette vil være utover de spesifikke kravene ulike utholdenhetsidretter stiller. For selv om VO2maks er viktig både for en langrennssprint (ca 3 minutter) og en 50km (rundt 120-150 minutter), har disiplinene også andre krav, som derav kan være med å påvirke valget av de ulike intervall typene ovenfor.
Tross ulikhetene i design, er de fleste studier derimot entydige i at om målet er å øke VO2maks vil de tre ulike intervall typene medfører en større økning enn rolig trening på lav arbeidsintensitet (Under 70% av HFmaks) (5). Dette må ikke misforståes med at f.eks. rolig lengre treningsøkter med lavere hjertefrekvens ikke er nyttig, eller «kvalitet». Dette illustreres bla i en meta-analysen til Bacon fra 2013. I studien konkluderte de bla med; «for utrente personer gav rolig lav intensitets trening også en økning i VO2maks, selv om denne økningen var betydelig lavere enn ved høy intensitets arbeid» (5). Statistikk og analyser fra elite utøvere viser at rundt 75-85% av det totale treningsarbeidet er gjennomført på lav trenings intensitet (18). Derimot om fokuset alene er å øke VO2maks er høyere intensitetstrening trolig den enkelt viktigste treningen for å øke ditt maksimale oksygenopptak (16).
Så hva er den optimale "intensiteten" på intervaller dersom en vil øke VO2maks mest mulig?
Den «optimale» arbeidsintensiteten
Å gi ett nøyaktig og entydig svar på dette er vanskelig basert på faglitteraturen. Mye av grunnen til dette kommer av at det er store forskjeller i utgangsnivået til de som gjennomfører studiene og derav økningen en observerer i VO2maks (ref studiet til Steiner og Wehrlin i innledningen). Til tross for dette tyder data på at intervaller som gjennomføres på medium drag tid (I-sone 4 og 5) å gi en større og sikrere økning, enn arbeid på korte og lengre drag (3-16).
I masterstudie av Boye fra 2010. Her gjennomførte 23 kvinnelige testpersoner enten 10x30-sekunder (30 sek “all-out” løp med 3.5 min aktiv pause) eller 4x4-minutter (4 min løp på 90-95% av HRmaks, med 3 min aktiv pause på av 70% HRmaks) 3 ganger i uka i 8 uker. Resultatene fra studiet viste at det var større økning i gruppen som gjennomførte 4x4 minutter dragene (3.6% vs -0.5% økning) (6). Videre er disse resultatene fra korte drag ulike konklusjonen i meta analysen fra M. Sloth (2013). I denne reviewen konkluderte de at korte intensive intervall drag medførte en økning på det maksimale oksygen opptaket med 4.3-13.4% (8). Studiene til Helgerud på slutten av 2010 tallet viste at korte drag kan øke VO2maks, men at økningen ikke er like stor som i gruppene som gjennomføre medium varighet på intervall dragene. En observerte også at økingen var lavere hos forsøkspersonene som gjennomførte intervaller med lang varighet (4). Dette er også sammenfallende med flere reviewer og meta-analyser på temaet som er publisert frem til i dag på emnet (5,9,10,11,16).
Data derimot fra de beste elite utøverne i ulike utholdes idretter er vanskeligere å få tak på. Det finnes heldigvis noen gode fagartikler og utfra disse vet en at disse utøverne trener ofte betydelig mer trening rundt i-sone 3, enn i-sone 4 og 5 basert på analysearbeid av deres treningsdagbøker. Noe av grunnen til dette vil kunne være at elite senior utøvere kan ligge oppimot 90% av sin HFmaks selv under terskeltrening (I-sone 3). De har med andre ord en veldig høy utnyttingsgrad av sin VO2maks på sin gitte terskelhastighet. Disse kan dermed ha god effekt av å trene denne type trening også på sitt maksimale oksygenopptak. Det kan også være de har nådd ett «platå» der det er hensiktsmessig å heller fokusere på utnyttingsgrad av VO2maks, enn å forsøke å øke denne opp med 1-2 ml · kg-1 · min-1 som er i tråd med resultatene og observasjonene i den presenterte studien til Steiner og Wehrlin fra 2011 (Figur 2). Derimot for folk flest, og yngre utøvere som er juniorer, eller i tidlig senior alder vil de færreste kunne jobbe med en så høy arbeidsintensitet under denne treningsformen (de finnes sefølgelig unntak). Derfor vil en på bakgrunn av faglitteraturen si at i-sone 4 og 5 er de to mest effektive intensitet sonene om målet alene er å øke eller vedlikeholde VO2maks.
I Team Aker Dæhlie er det derfor stor variasjon utfra utviklingsmålene til hver enkelt utøver i hvor stor grad utøverne fokuserer er på i3, i4 eller i5 intervaller i treningsarbeidet. De utøverne som har som ett av utviklingsmålene å øke «motoren» og kapasiteten vil ha ett mye høyere innputt av i4 og i5 intervaller enn de utøverne som f.eks ønsker å forbedre utnyttingsgrader av VO2maks og få høyere terskelhastighet. Dette vil også gi utslag på komposisjonen på det øvrige treningsarbeidet. Som en påminnelse på denne artikkelen vil en derfor bare minne om prinsippene om belastning, tilpasning, variasjon, progresjon og individualisering i treningsarbeidet. Det er trossalt flere veier til rom.
Konklusjon og «Take Home Message»
Om en skal forsøke å oppsummere faglitteraturen på dette enormt store emnet virker det å være noen gode råd som går igjen i de studiene som har sett størst økning i VO2maks:
Varighet på intervall dragene burde være på mellom 3-5 minutter, og gjennomføres 4-6 ganger så total drag tid er på over 15-20 minutter. For godt trente (VO2maks over 60) må den totale varigheten være opp mot 20-30 minutter.
Arbeidsintensiteten burde være over 85% av HFmaks.
Pausene burde ikke ha lengre varighet enn omtrent 50% av drag lengden.
Intervall typen burde gjennomføres hver 3-4 dag (2-3 ganger i uka) i minst 6-8 uker.
Det er også resultater som tyder på at det er en fordel å gjennomføre intervalløktene progressivt. Dvs en gradvis øker arbeidsbelastningen fra drag til drag.
De viktigste faktorene for å øke det maksimale oksygenopptaket er å gjennomføre treningen med høy nok arbeidsintensitet dvs fra i3-i5 intensitet (over 85% av HFmaks). Totalt må en opprettholde en arbeidsvarighet på denne intensiteten fordelt som intervaller i minimum 15 minutter og opp mot 30 minutter beroende på arbeidsintensiteten. I tillegg for å få effekt av treningen burde treningsøktene gjennomføres hver 3-4 dag (to til tre ganger i uken), og i minst 4-6 uker, dess lengre dess bedre. Klarer en å gjennomføre dette treningsregimet vil de fleste personer få en økning i VO2maks på mellom 5-10%. Hvor stor økningen er vil påvirkes i stor grad av utgangsnivå og genetiske forutsettinger. Utover at en blir i bedre form og kan bevege seg raskere, er det også knyttet store helse fordeler ved å øke VO2maks som økt leve alder og livskvalitet.
Referanser
B. Strasser, M. Burtscher- Survival of the fittest: VO2max, a key predictor of longevity? Frontiers in bioscience (2018)
Trisha D. Scribbans, Stephen T Vecsey, Paul B. Hankinson, Williams M S. Foster, and Brendon J. Gurd. The Effect of Training Intensity on VO2max in Young Healthy Adults: A Meta-Regression and Meta-Analysis. Int J Exerc Sci. 2016
Jan Helgerud, Kjetill Høydal, Eivind Wang, Trine Karlsen, Pål Berg, Marius Bjerkaas, Thomas Simonsen, Cecilies Helgesen, Ninal Hjorth, Ragnhild Bach, Jan Hoff. Aerobic high-intensity intervals improve VO2max more than moderate training. Med Sci Sports Exerc. (2007)
Andrew P. Bacon, Rickey E. Carter, Eric A. Ogle, Michael J. Joyner. VO2max Trainability and High Intensity Interval Training in Humans: A Meta-Analysis. Plos One (2013)
Anders Johan Nesheim Boye. Aerobic High-Intensity Interval Training Improve VO2max More Than Sprint Interval Training (2010) – Masters Thesis
G. R. Nalcakan, P. Songsorn, B. Fitzpatrick, Yasin Yüzbasioglu, N. Brick, R. Metcalfe, N. Vollaard. Decreasing sprint duration from 20 to 10 s during reduced-exertion high-intensity interval training (REHIT) attenuates the increase in maximal aerobic capacity but has no effect on affective and perceptual responses. Applied physiology, nutrition, and metabolism (2018)
M Sloth , D Sloth, K Overgaard, U Dalgas. Effects of sprint interval training on VO2max and aerobic exercise performance: A systematic review and meta-analysis. Scand J Med Sci Sports (2013).
Zoran Milanović, Goran Sporiš, Matthew Weston .Effectiveness of High-Intensity Interval Training (HIT) and Continuous Endurance Training for VO2max Improvements: A Systematic Review and Meta-Analysis of Controlled Trials. Sports Med. (2015)
Shannan E Gormley, David P Swain, Renee High, Robert J Spina, Elizabeth A Dowling, Ushasri S Kotipalli, Ramya Gandrakota . Effect of intensity of aerobic training on VO2max. Med Sci Sports Exerc (2008)
Teresa M. Wilson, Hirofumi Tanaka. Meta-analysis of the age-associated decline in maximal aerobic capacity in men: relation to training status. APJ Heart (2000).
Booth F.W., Zweetslot K.A. Basic concepts about genes, inactivity and aging. Scand J Med Sci Sports (2009)
Asbjørn Gjerset , Per Holmstad , Truls Raastad . Treningslære (bok). 2015
William D. McArdle, Frank I. Katch, et al. Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance (bok). 2023
Saltin B. Aerob arbeidsformåga: Syrets veg till och forbrukning i arbetande muskulatur. In: Konditionsträning, edited by Red Forsberg og Saltin. Sveriges riksidrottsförbund, 1988.
Zoran Milanović, Goran Sporiš, Matthew Weston. Effectiveness of High-Intensity Interval Training (HIT) and Continuous Endurance Training for VO2max Improvements: A Systematic Review and Meta-Analysis of Controlled Trials (2015) Sports Med
THOMAS STEINER and JON PETER WEHRLIN. Does Hemoglobin Mass Increase from Age 16 to 21 and 28 in Elite Endurance Athletes? (2011)
ØYVIND SANDBAKK, ANN MAGDALEN HEGGE, THOMAS LOSNEGARD, ØYVIND SKATTEBO, ESPEN TØNNESSEN, and HANS-CHRISTER HOLMBERG. The Physiological Capacity of the World’s Highest Ranked Female Cross-country Skiers. (2016)Med Sci Sports Exerc.