Bestimmung, Messung und Validierung der maximalen aeroben Geschwindigkeit

Sep 18, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 8006 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Diese Studie ermittelte die maximale aerobe Geschwindigkeit (MAS) bei einer Geschwindigkeit, die maximale aerobe und minimale anaerobe Beiträge nutzt. Diese Methode zur Bestimmung des MAS wurde zwischen Ausdauersportlern (ET) und Sprintsportlern (ST) verglichen. Für die Bestimmung bzw. Validierung des MAS wurden 19 bzw. 21 gesunde Teilnehmer ausgewählt. Alle Sportler absolvierten fünf Trainingseinheiten im Labor. Teilnehmer, die den MAS bestätigten, liefen auch 5000 m auf der Strecke. Die Sauerstoffaufnahme am MAS lag bei 96,09 ± 2,51 % des maximalen Sauerstoffverbrauchs (\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)). MAS hatte eine signifikant höhere Korrelation mit der Geschwindigkeit an der Laktatschwelle (vLT), der kritischen Geschwindigkeit, 5000 m, der Geschwindigkeit bis zur Erschöpfung bei Delta 50 zusätzlich zur 5 %-Geschwindigkeit bei \({{\dot{\rm{V}} }}\text{O}_{\text{2max}}\) (TlimυΔ50 + 5%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max} }\)) und Vsub%95 (υΔ50 oder υΔ50 + 5%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)) verglichen mit v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) und vorhergesagte 5000-m-Geschwindigkeit (R2 = 0,90, p < 0,001) und vLT (R2 = 0,96, p < 0,001). ET-Athleten erreichten eine signifikant höhere MAS (16,07 ± 1,58 km·h−1 vs. 12,77 ± 0,81 km·h−1, p ≤ 0,001) und maximale aerobe Energie (EMAS) (52,87 ± 5,35 ml·kg−1·min−1). vs. 46,42 ± 3,38 ml·kg−1·min−1, p = 0,005) und deutlich kürzere Dauer bei MAS (ET: 678,59 ± 165,44 s; ST: 840,28 ± 164,97 s, p = 0,039). ST-Athleten hatten im 50-m-Sprintlauftest eine signifikant höhere Maximalgeschwindigkeit (35,21 ± 1,90 km·h−1, p < 0,001) bei einer signifikant längeren Distanz (41,05 ± 3,14 m, p = 0,003). Signifikante Unterschiede wurden auch bei der 50-m-Sprintleistung (p < 0,001) und dem maximalen Blutlaktatwert nach dem Training (p = 0,005) beobachtet. Diese Studie zeigt, dass MAS bei einem Prozentsatz von v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) genauer ist als bei v\({{ \dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\). Die genaue Berechnung von MAS kann verwendet werden, um Laufleistungen mit geringeren Fehlern vorherzusagen (Running Energy Reserve Index Paper).

Die Messung der maximalen aeroben Geschwindigkeit (MAS) ist für die Bestimmung der aeroben und anaeroben Leistung verschiedener Sportler unerlässlich. Allerdings besteht in der vorhandenen Literatur keine Einigkeit über die Definition und Messung von MAS1. Begriffe wie maximale Geschwindigkeit (Vmax), Geschwindigkeit bei maximaler Sauerstoffaufnahme (v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)), Peak Running Geschwindigkeit und maximale aerobe Geschwindigkeit wurden zur Darstellung von MAS verwendet. In Studien wurde v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) überwiegend als MAS1,2 betrachtet. Allerdings gibt es in der Literatur eine große Variabilität hinsichtlich der Geschwindigkeiten und Inkremente, die zur Messung von v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) verwendet werden. was Berichten zufolge zu unterschiedlichen Ergebnissen für denselben Läufer führt3. Studien zur relativen Bedeutung von aerober und anaerober Energie beim Laufen haben gezeigt, dass die Zeit bis zur Erschöpfung (Tlim) bei v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max} liegt. }\) verbraucht eine höhere Menge an anaerober Energie und daher ist die Auswahl von v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) als MAS möglicherweise nicht genau4 ,5,6. Da MAS maximale aerobe Energie (EMAS) und minimalen möglichen anaeroben Energiebeitrag nutzen sollte, sollte MAS niedriger sein als v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max} }\) mit einer präzisen Geschwindigkeit mit einer entsprechenden niedrigeren Blutlaktatreaktion (BLa)1. Darüber hinaus gibt es eine große Bandbreite an intergruppenspezifischen Variationen in der maximalen Sauerstoffaufnahme (\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)) zwischen Individuen, die je nach sportlichem Hintergrund und Geschlecht des Athleten variieren7. Daher gibt es derzeit keine allgemeine Akzeptanz eines einzigen Maßstandards für MAS.

Das Training über der kritischen Geschwindigkeit (CS), die nahe der Laktatgeschwindigkeitsschwelle (vLT) liegt, führt zu einem langsamen zusätzlichen Anstieg der Sauerstoffaufnahme (\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O} _{\text{2}}\))8. Die Laktatschwelle (LT) wird normalerweise an dem Punkt ermittelt, an dem BLa während des Trainings einen nichtlinearen Anstieg aufweist, da sie die Netto-Laktatproduktion widerspiegelt, die die Laktatelimination überschritten hat. Solche BLa-Konzentrationen werden normalerweise bei abgestuften, inkrementellen Belastungstests gemessen, die Laktatkurven anzeigen. Daher deutet die Verschiebung der Laktatkurven auf eine Änderung der aeroben Kapazität, auch bekannt als LT9, hin. Diese langsame Komponente von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2}}\) wird etwa 80–110 s nach Beginn der Übung mit maximaler Anstrengung deutlich. wobei ein Geschwindigkeitsbereich als EMAS10 geschätzt wird. Eine der vorgeschlagenen Intensitäten, bei denen EMAS bestimmt werden kann, ist als Geschwindigkeit von Delta 50 (υΔ50) bekannt, dem Median von v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text {2max}}\) und vLT11. Messungen für vLT, v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) und υΔ50 von 8 gut trainierten Langstreckenläufern ergaben, dass υΔ50 bei liegt 91 % von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) (\({{\dot{\rm{V}}}}\ text{O}_{\text{2max}}\) = 59,8 ml·kg−1·min−1, v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\ text{2max}}\) = 18,5 km·h−1, vLT = 15,2 km·h−1, υΔ50 = 16,9 km·h−1)12. Allerdings schien diese Geschwindigkeit bei trainierten Sportlern kein EMAS auszulösen8. Daher wird in dieser Studie für die Teilnehmer eine hypothetische Mindestintensität von υΔ50 + 5 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) verwendet die EMAS bei υΔ50 nicht erreichten.

Die anaerobe Energienutzung wird als die Zeit geschätzt, die bei \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) während Tlimv\({{\dot{\ rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\). Dies basiert auf der Annahme, dass die anaeroben Energiespeicher während Tlim bei Intensitäten über CS13 vollständig erschöpft sind. Dies wurde in früheren Studien unter der Annahme gezeigt, dass die maximale anaerobe Energie (EMAnS) während 800–5.000 m14 und 1.500–10.000 m15 Läufen verbraucht wurde. Es ist notwendig, die Intensität auszuwählen, bei der die verbrauchte anaerobe Energie repräsentativ für die anaerobe Energie ist, die bei jedem Lauf mit einer aeroben Geschwindigkeitsreserve (AeSR) verbraucht wird, wobei AeSR die Differenz zwischen v\({{\dot{\rm{ V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) und CS16. MAS liegt am äußersten Ende des Bereichs zwischen CS und v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\). Während Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) erreicht der Athlet EMAS und nutzt EMAnS mit minimalem aeroben Beitrag. Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\), das bei anderen Intensitäten innerhalb dieses Bereichs bestimmt wird, kann einen vergleichsweise höheren Prozentsatz an \({{\dot {\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2}}\) und überschätzen somit die anaerobe Energie. Daher ist Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)v\({{\dot{\rm{V}}}}\ text{O}_{\text{2max}}\) als anaerobe Energie erscheint logisch, die Dauer bei MAS (MASdur) und MAS zu messen.

Zur Bestimmung von MAS und MASdur muss der anaerobe Energieverbrauch bei MAS minimiert werden, ohne die Kriterien zu beeinträchtigen. MASdur kann berechnet werden, indem die anaerobe Energiedauer von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) bis zur Erschöpfung bei Vsub%95 (TlimVsub%95) subtrahiert wird ). Diese Methode basierte auf der negativen linearen Beziehung zwischen dem anaeroben und aeroben Energiebeitrag während körperlicher Aktivität, da der anaerobe Energiebeitrag mit zunehmender Trainingsdauer abnimmt17. Daher kann die Subtraktion der anaeroben Energiedauer von TlimVsub%95 eine genaue Bestimmung von MASdur ermöglichen.

Die Ziele dieser Studie zielten darauf ab, (1) MAS mit einer Geschwindigkeit zu bestimmen, die maximale aerobe und minimale anaerobe Beiträge nutzt, wobei MAS vier Kriterien erfüllen sollte: (a) MAS sollte niedriger sein als v\({{\dot{\rm{V }}}}\text{O}_{\text{2max}}\), (b) die maximale aerobe Energienutzung wird während des Tlim-Tests hervorgerufen, (c) MAS sollte bei einem bestimmten prozentualen Anteil von v\({{ \dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) und (d) der geschätzte anaerobe Energiebeitrag bei TlimMAS sollte niedriger sein als der bei Tlimv\({{\dot {\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\). (2) Um zu beurteilen, ob MAS genau zwischen Athleten unterschiedlicher Trainingsorientierung (Ausdauer- oder Sprinttraining) unterscheiden kann und ob ein Zusammenhang zwischen MASdur und aeroben Leistungsvariablen wie Laufdistanz und Bestleistungszeiten besteht. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass der MAS von Ausdauersportlern höher sein würde als der von Sprintsportlern und dass der gemessene MAS signifikant mit den Variablen der 5000-m-Laufleistung und der aeroben Leistung korrelieren würde. Diese Studie ist in zwei Teile gegliedert. Der erste Teil dieser Studie, auf dem dieses Papier basiert, verwendet einen neuen Rahmen zur Berechnung des MAS. Dieser validierte MAS wurde mit der Vorhersage der Laufleistung in einem Folgepapier bestätigt, das den Running Energy Reserve Index (RERI)18 untersuchte.

Vierzig Teilnehmer meldeten sich freiwillig für die Studie. Unter den 40 Sportlern waren 19 gesunde Teilnehmer (Alter: 29,74 ± 8,31 Jahre; Körpergröße: 171,86 ± 7,65 cm; Body-Mass-Index (BMI): 22,01 ± 2,12 kg·m−2; Körperfettanteil (BF%): 12,96 ± 3,10). %)) wurden ausgewählt, um die theoretischen Rahmenkriterien von MAS zu validieren. Die restlichen Teilnehmer bestanden aus 9 Sprint-trainierten Athleten (Alter: 26,89 ± 9,39 Jahre; Größe: 174,16 ± 5,69 cm; BMI: 23,09 ± 2,07 kg·m−2; BF%: 10,59 ± 2,55 %) und 12 Ausdauer-trainierten Athleten (Alter: 31,67 ± 7,24 Jahre; Größe: 173,67 ± 7,59 cm; BMI: 21,34 ± 1,27 kg·m−2; BF%: 12,74 ± 2,38 %) (Tabelle 1). Diese 21 Athleten wurden ausgewählt, um festzustellen, ob es signifikante Unterschiede zwischen dem MAS von Sprint- und Ausdauersportlern und der Beziehung zwischen MAS und aeroben Leistungen und Variablen gab.

Teilnehmer galten als geschult, wenn sie in den letzten 12 Monaten mindestens vier Sitzungen à 60 Minuten pro Woche in den von ihnen gewählten Aktivitäten trainierten. Von den ausdauertrainierten Sportlern waren 4 Triathleten und hatten bereits mehrfach die Ironman-Distanz (3,86 km Schwimmen, 180,25 km Radfahren und 42,195 km Laufen) absolviert. Die anderen 6 Teilnehmer trainierten für den Halb- und Vollmarathon und die restlichen 2 waren 10-km-Läufer. Die im Sprint trainierten Athleten waren auf Fußball und 100- bis 400-m-Sprintwettkämpfe spezialisiert und nahmen immer noch aktiv an ihren jeweiligen Wettkämpfen teil. Teilnehmer, die in den letzten 6 Monaten Muskel-Skelett-Verletzungen erlitten hatten, Raucher waren oder eine medizinische Vorgeschichte hatten, waren von dieser Studie ausgenommen. Alle Teilnehmer wurden über die Risiken und Vorteile der Studie informiert und gaben ihr Einverständnis zur Teilnahme. Diese Studie wurde vom Ethical Review Board des Research and Graduate Studies Committee of Physical Education & Sports Science, National Institute of Education, Nanyang Technological University, Singapur, genehmigt. Alle Methoden wurden in Übereinstimmung mit den relevanten Richtlinien, Vorschriften und der STROBE-Checkliste durchgeführt.

Das experimentelle Design und die Verfahren in dieser Studie wurden von Bundle et al.21 abgeleitet und modifiziert. Bei jeder Untersuchung wurde ein Querschnittsdesign verwendet, bei dem jeder Teilnehmer einer Reihe von Belastungstests unterzogen wurde, um den MAS genau zu bestimmen. Die Teilnehmer absolvierten Trainingseinheiten, die (1) aerobe Stoffwechselmessungen unter Verwendung des kontinuierlichen inkrementellen maximalen Laufbandprotokolls von Astrand Modified Running (AMRMAX), (2) submaximales diskontinuierliches Laufbandlaufprotokoll (SUBMAX) und (3) Tlim bei v\({{\dot{ \rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\), (4) Test von Tlim bei Vsub%95 und (5) Geschwindigkeits- und Dauertestprotokolle. Um die Gültigkeit des MAS zu beurteilen, liefen die Teilnehmer zusätzlich 5000 m auf der Laufbahn. Die Teilnehmer wurden angewiesen, 24 Stunden vor dem Test anstrengende Aktivitäten, Alkohol und Koffein zu vermeiden.

Alle Laborsitzungen wurden im Human Bioenergetics Laboratory in der Abteilung für Leibeserziehung und Sportwissenschaften des National Institute of Education der Nanyang Technological University in Singapur durchgeführt, während der 5000-m-Bahntest auf der 400-m-Bahn im Sport- und Freizeitbereich durchgeführt wurde Zentrum der Nanyang Technological University, Singapur.

Vor den Tests, bei denen kardiorespiratorische und aerobe Stoffwechselparameter gemessen wurden, wurden Durchflussmesser, Probenahmeleitung und Gaskalibrierungen von ParvoMedics TrueOne 2400 (ParvoMedics Inc, UT, USA) gemäß den in der Bedienungsanleitung (Bedienungsanleitung, Version 4.3, ParvoMedics Inc, UT, USA 2008). Den Teilnehmern wurden Herzfrequenzsender (HF-Sender) auf die Brust geschnallt, und die Teilnehmer mussten die Kopfkappe und das Mundstück eines Zweiwege-Rückatemventils aufsetzen. Um sicherzustellen, dass die gesamte ausgeatmete Luft analysiert wird, wurde eine Nasenklammer verwendet. Zusätzlich wurden die Teilnehmer mit einem Oberkörper-Sicherheitsgurt angeschnallt, um Stürze beim Laufen auf dem Laufband bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu verhindern. Der Gurt unterstützte oder behinderte die Teilnehmer während der Tests nicht.

Die Teilnehmer wurden angewiesen, vor den Tests über das Band des Laufbands zu steigen und sich am Handlauf des Laufbands festzuhalten oder ein „Daumen nach unten“-Signal zu geben, um den Test aufgrund von Erschöpfung oder Unbehagen abzubrechen. Alle Labortests wurden auf einem motorisierten Laufband (HP Cosmos, UK) durchgeführt. Der Gradient wurde für alle Laufband-Laufprotokolle mit Ausnahme des \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)-Protokolls auf 1 % eingestellt22. Die Teilnehmer wurden ermutigt, während der Tests ihr Bestes zu geben.

Vor der Durchführung des \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)-Tests wurden Größe und Gewicht der Teilnehmer aufgezeichnet und ein Dual-Energy-X-Test durchgeführt. Zur Bestimmung der Körperzusammensetzung wurde ein Strahlabsorptiometrie-Scan (DEXA, QDR 4500W, Hologic Inc, Waltham, USA) durchgeführt. Anschließend wurde eine Kapillarblutprobe mit der Fingerstichtechnik entnommen, um den Ruhe-BLa zu messen.

Das AMRMAX-Protokoll wurde verwendet, um \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) der Teilnehmer zu bestimmen. Der Test begann mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 8–12 km·h−1 bei 0 % Steigung. Nach 3 Minuten Laufen wurde die Steigung in 2-Minuten-Schritten um 2,5 % erhöht, bis zur willentlichen Erschöpfung. Danach wurden 5 Minuten lang jede Minute nach dem Training kapillare Vollblutproben aus dem Finger entnommen. BLa wurde mit YSI 2300 STAT Plus (2300 D, YSI Incorporated, USA) analysiert, um den BLa-Spitzenwert nach dem Training zu messen. Die ausgeatmeten Atemgaskonzentrationen wurden mit ParvoMedics TrueOne 2400 (ParvoMedics, Inc, USA) analysiert und alle 15 s gemittelt. Die Herzfrequenz wurde über einen Polar HR-Sender (Polar Electro, Singapur) gemessen, der seine Signale an den Empfänger des ParvoMedics TrueOne 2400-Stoffwechselsystems (ParvoMedics, Inc, USA) sendet.

\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) wurde ermittelt, wenn die Teilnehmer drei der folgenden fünf Kriterien erfüllten23: (1) Plateau von \({ {\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2}}\) Änderung in \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_ {\text{2}}\) ≤ 2,1 ml·kg−1·min−1 trotz zunehmendem Laufbandgradienten, (2) Respiratorisches Austauschverhältnis (RER) bei \({{\dot{\rm{V}} }}\text{O}_{\text{2max}}\) ≥ 1,1, (3) BLa > 8 mmol·L−1, (4) HR ≥ 90 % der im Alter vorhergesagten maximalen HR (HRmax) und (5) willentliche Erschöpfung9.

Die Teilnehmer führten eine Reihe von sechs bis neun diskontinuierlichen submaximalen Laufbandläufen durch. Die Anfangsgeschwindigkeit wurde auf ungefähr 40–60 % \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) mit Schritten von 4–5 % \({ {\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) in jeder Phase, abhängig von den Fähigkeiten des Teilnehmers. Alle Laufgeschwindigkeiten lagen im Bereich von 40–90 % \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\). Die Laufeinheiten waren auf 4 Minuten23,24 festgelegt, mit einer Erholungszeit von 2–4 Minuten zwischen den Sitzungen. Kapillarblutproben wurden mit der Fingerstichtechnik entnommen und unmittelbar nach jeder submaximalen Laufeinheit entnommen. Steady-State-Messungen des kardiorespiratorischen und aeroben Stoffwechsels wurden alle 15 Sekunden während der 3. und 4. Minute jeder Laufband-Laufsitzung aufgezeichnet.

vLT wurde dann mithilfe einer Log-Log-Plot-Methode25,26 bestimmt. Die lineare Beziehung zwischen Laufgeschwindigkeiten und dem entsprechenden \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2}}\) wurde mithilfe einer linearen Regressionsanalyse21,27,26 ermittelt. Die durch das SUBMAX-Protokoll bestimmte lineare Beziehung wurde auf \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) extrapoliert und diese Geschwindigkeit bei \({{\dot {\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) wurde als v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{ \text{2max}}\)26. Der Durchschnitt von vLT und v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) wurde berechnet, um υΔ50 zu bestimmen.

Tlim-Tests wurden bei 100 % v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) (Tlimv\({{\dot{\rm{ V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)) und υΔ50. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Teilnehmer \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) bei υΔ50 nicht erreichen konnten. Daher wurden 5 % v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) für alle Teilnehmer zu υΔ50 addiert, um während des Tlim die maximale aerobe Energie zu erreichen Test (υΔ50 ± 5%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\)). Die Geschwindigkeit, mit der EMAS während Tlim bei υΔ50 und υΔ50 ± 5 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) erreicht wurde, wurde als Vsub bezeichnet %95. Das Erreichen von ≥ 95 % \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) wurde als primäres Kriterium zur Messung der Zeit bis zum Erreichen von \({{\) ausgewählt. dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) (TA\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\ text{2max}}\)) während Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) und TlimVsub%9527,19.

Die Teilnehmer führten ein Aufwärmprotokoll von 8–15 Minuten bei 60 % \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) durch, gefolgt von einem Ruheintervall von 5–10 Min. Bei jedem Tlim-Test liefen die Teilnehmer so lange wie möglich mit einer festen Geschwindigkeit, bis sie willentlich erschöpft waren. Während jedes Laufs wurden kardiorespiratorische und aerobe Stoffwechselmessungen für jeden Atemzug aufgezeichnet. BLa-Proben wurden nach dem Aufwärmen und jede Minute der ersten fünf Minuten nach dem einzelnen Tlim-Lauf gesammelt, um den BLa-Spitzenwert nach dem Training zu bestimmen.

Atemzugweise \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2}}\) Reaktionen, aufgezeichnet bei Tlimv\({{\dot{\rm{V }}}}\text{O}_{\text{2max}}\) wurden pro Sekunde interpoliert und die Zeit wurde über einen gleitenden Durchschnittsfilter mit einem Durchschnitt alle fünf Sekunden an den Start des Laufs angepasst. Anschließend wurden die Daten mithilfe der gewichteten Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung der SigmaPlot-Software (Windows-Version 11.0.0.77, Deutschland) an eine positive exponentielle nichtlineare Regression angepasst (Gleichung 1). Diese Gleichung wurde an die Daten angepasst, die aus Tlim-Tests und TA\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) und Tlim\({{\ dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) wurden berechnet (Gl. 2 und 3).

wobei \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2Grundlinie die \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 davor ist Zu Beginn des Tlim-Laufs ist A die Amplitude von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 (\({{\dot{\rm{V}}}}\ text{O}\)2max–\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2baseline) für I- und II-Komponenten ist δ die Zeitverzögerung vor dem Einsetzen jeder exponentiellen Komponente und τ ist die Zeitkonstante für jede Komponente von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)228.

Nach den Vorbereitungen vor dem Test wurden Orientierungsversuche durchgeführt, bei denen die Teilnehmer mit hoher Geschwindigkeit auf das Laufband steigen durften. Nach einer Erholungsphase von 5–10 Minuten wurde das Laufband auf eine vorgewählte Geschwindigkeit eingestellt. Anschließend stiegen die Teilnehmer mithilfe des Handlaufs auf das bewegliche Laufband und begannen mit dem selbstständigen Laufen innerhalb von 4–7 Schritten. Sie wurden angewiesen, bis zur willentlichen Erschöpfung zu laufen, und sowohl die Dauer als auch die Laufgeschwindigkeit bei Erschöpfung wurden aufgezeichnet. Zwischen den Versuchen kam es zu einer vollständigen Genesung, und es wurde ihnen gestattet, den Test abzubrechen, wenn sie nicht in der Lage waren, ihre besten Leistungen zu erbringen. Es wurden mindestens zwei bis drei Versuche mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten im Bereich von 110 % v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max bis 140 % v\({{\dot) durchgeführt {\rm{V}}}}\text{O}\)2max. Den Teilnehmern war es nur dann erlaubt, den nächsten Versuch durchzuführen, wenn: (1) die Erholungsherzfrequenz ungefähr 120 Schläge·min−1 oder mehr betrug, (2) der Teilnehmer zustimmte, den Test nach besten Kräften durchzuführen, und (3 ) Die Erholungsdauer basierte auf dem Prinzip des Arbeits-Ruhe-Verhältnisses.

Geschwindigkeiten im Bereich von 90–140 % v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und die entsprechenden Dauern wurden während der verschiedenen Tlim-Sitzungen und des Geschwindigkeits-Dauer-Kurvenprotokolls berechnet Daten angepasst, um die hyperbolische Beziehung zu bestimmen (Abb. 1). MAS wurde dann mithilfe von Gl. bestimmt. 4.

wobei CS = kritische Geschwindigkeit; ADC = anaerobe Distanzkapazität; MASdur = Dauer bei MAS; und B = konstant.

Hyperbolische Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Dauer.

Es wurde eine Rückwärtsvalidierung durch Vorhersage der Laufleistungen durchgeführt, wobei MASdur durch Addition der Zeit berechnet wurde, die die anaerobe Energie darstellt18. Da ein negativer Zusammenhang zwischen aerober und anaerober Energie besteht, wurde die aerobe Energie als das Negative der anaeroben Energie angesehen. Für die Berechnung von MASdur (Gl. 5) wurde folgende Gleichung verwendet:

Die lineare Beziehung zwischen Geschwindigkeit und \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 (gemessen durch das SUBMAX-Protokoll) wurde auf MAS extrapoliert und die extrapolierte \({{\dot{ \rm{V}}}}\text{O}\)2 bei MAS wurde als EMAS21 betrachtet.

Die Teilnehmer absolvierten einen allgemeinen 10–15-minütigen Aufwärmlauf in angenehmem Tempo, gefolgt von dynamischen Dehnübungen. Nach dem Aufwärmen führten die Teilnehmer Schritte von 20–40 m mit einer Erholungspause von 3–5 Minuten zwischen den Schritten durch.

Der 50-m-Sprintlauf wurde mit stehender Startposition an der Startlinie durchgeführt. Auf den Startbefehl hin beschleunigte der Athlet und legte die Distanz von 50 m in kürzester Zeit zurück. Die Geschwindigkeit und Zeit in den festgelegten Distanzintervallen innerhalb von 50 m wurden automatisch von den fünf Zeitmesstoren erfasst, die für Sprinter und Mittelstreckenläufer im Abstand von 34–50 m und für Ausdauersportler im Abstand von 30–46 m angebracht waren. Es wurden mindestens zwei Versuche mit einem Ruheintervall von 15–20 Minuten zwischen den Versuchen durchgeführt, und die beste Leistung wurde auf 0,01 Sekunden genau aufgezeichnet.

Eine Woche vor dem Test wurden Orientierungsversuche durchgeführt, um die Teilnehmer mit der Geschwindigkeit ihres Laufs vertraut zu machen und so die beste Leistung beim Testen zu ermitteln. Vor dem eigentlichen Lauf wärmten sich die Teilnehmer 10–15 Minuten lang in einem angenehmen Tempo auf, gefolgt von Dehnübungen. Vor Beginn des Tests wurde eine Ruhezeit von 3–5 Minuten nach dem Aufwärmen eingelegt. Die Teilnehmer wurden ermutigt, je nach Fitnessniveau ihre angestrebte Höchstleistung zu erbringen und die gesamte Distanz in ihrem selbstregulierten Tempo zu laufen. Die für jeden Lauf benötigte Zeit wurde auf 0,01 s genau aufgezeichnet.

Statistische Analysen und Datenanpassungsverfahren wurden mit dem Statistical Package for Social Sciences (SPSS) Version 17.0 bzw. der SigmaPlot-Software (Version 11.0, Systat Software, Inc., 2008, Deutschland) durchgeführt. Unter Verwendung einer Potenz von 0,80 und eines α-Werts von 0,05 mit einer Effektgröße von > 1,1 wurde festgestellt, dass mindestens 10 Teilnehmer erforderlich waren29. Zur Berechnung von vLT, v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und EMAS wurde eine lineare Regression eingesetzt. Eine einfache ANOVA wurde verwendet, um alle signifikanten Unterschiede zwischen BLa, gemessen während der verschiedenen Tlim-Tests, und BLa, gemessen bei \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max \(({ \text{BLa}}_{{{{\dot{{\rm V}}{\rm O}}}2\max }} )\). Der Wilcoxon-Rangtest (nichtparametrischer gepaarter t-Test) und die Korrelationstechnik wurden eingesetzt, um die Kriterien des MAS signifikant zu validieren, und unabhängige t-Tests wurden eingesetzt, um anthropometrische und Körperzusammensetzungsmessungen, kardiorespiratorische und aerobe Stoffwechselmessungen sowie MAS dazwischen zu vergleichen Ausdauersportler und Sprintsportler. Schließlich wurde die Korrelationskoeffiziententechnik (sehr starke Korrelation: 0,9–1,0, starke Korrelation: 0,7–0,9, mäßige Korrelation: 0,5–0,7) verwendet, um die Beziehung zwischen MAS und aeroben Parametern zu bewerten. Die statistische Signifikanz wurde für diese Studie auf p ≤ 0,05 festgelegt.

Wie in Tabelle 2 gezeigt, waren die anthropometrischen, Körperzusammensetzungs- und hämatologischen Messwerte bei Sprintsportlern signifikant höher als bei Ausdauersportlern. Allerdings war der Anteil des Plasmavolumens bei ausdauertrainierten Sportlern deutlich höher. In Abbildung 2 wurde der stationäre Zustand der Teilnehmer während des SUBMAX-Protokolls ermittelt, der anhand der submaximalen Effizienzgleichung berechnet wurde.

Bestimmung der submaximalen Effizienzgleichung zwischen \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 und entsprechenden Laufgeschwindigkeiten.

MASdur wurde durch Subtrahieren von Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) von TlimVsub%95 berechnet. Dies führte jedoch dazu, dass der MAS höher als Vsub %95 war, was eine höhere anaerobe Energie hervorrief und somit die MAS-Kriterien nicht erfüllte. Abbildung 3 zeigt ein Beispiel eines Teilnehmers, dessen Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) und TlimVsub%95 bei 159 s und 533 lagen s bzw. Die Subtraktion dieser beiden hätte eine entsprechende Geschwindigkeit bei MASdur von 16,9 km·h−1 im Geschwindigkeits-Dauer-Diagramm ergeben ((306 s = 5 min 6 s (16,9 km·h-1) → umgerechnet in Tlimumgerechnet = 159 s ( unter Verwendung von Gleichung 3). Dies ergab 97,1 % v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max, was nahe bei v\({{\dot{\rm{V}}}} lag. \text{O}\)2max, bei dem EMAnS bestimmt wurde.

Berechnung der Dauer am MAS. (A) gibt die Dauer des MAS mit anaerober und aerober Energie an. (B) zeigt die Berechnung von MAS basierend auf der Dauer von TlimVsub%95 und Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) bei Tlimv\ ({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max.

Unter Verwendung desselben Teilnehmers in Abb. 3 führte die Addition von Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) und TlimVsub%95 zu einem entsprechenden Ergebnis MASdur-Geschwindigkeit bei 16,1 km·h−1, was bei 92,5 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}\) lag. Es schien, dass Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) und TlimVsub%95 die Kriterien für das Erreichen des MAS erfüllten. Dies deutet darauf hin, dass eine genaue Berechnung des MAS zu einem geringeren Fehler bei der Vorhersage der Laufleistungen führt, und zwar mit durchschnittlich 2,39 ± 2,04 % (R2 = 0,99, nT (Anzahl der Laufversuche) = 252)) für alle Athleten, wobei die Laufbandversuche innerhalb dieser Grenzen liegen ein Durchschnitt von 2,26 ± 1,89 % (R2 = 0,99, nT = 203) und Streckenversuche auf einen Durchschnitt von 2,95 ± 2,51 % (R2 = 0,99, nT = 49)18.

Die mittlere MAS betrug 14,50 ± 1,82 km·h−1. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 bei MAS (96,09 ± 2,51 % \({{\dot{\rm{V}}} }\text{O}\)2max) und \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 bei 95 % \({{\dot{\rm{V}} }}\text{O}\)2max unter allen Athleten (\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 bei MAS: 50,18 ± 5,19 ml·kg−1·min −1 vs. \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)̇2 bei 95 % \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O} \)2max: 50,69 ± 4,69 ml·kg−1·min−1, p = 0,134). Darüber hinaus war der mittlere BLa bei MAS (BLaMAS) (7,80 ± 1,52 mmol·L−1) deutlich niedriger als die entsprechenden Werte bei v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\) 2max (9,11 ± 2,50 mmol·L−1; p = 0,009) und \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (8,60 ± 1,62 mmol·L−1; p = 0,037). Während BLaMAS bei Vsub %95 (BLaVsub %95) nicht signifikant niedriger war als BLa (8,01 ± 1,39 mmol·L−1, p = 0,174). RER, Beatmungsschwelle und Herzfrequenz bei MAS betrugen 1,05 ± 0,03, 2,19 ± 0,51 L·min−1 bzw. 176,62 ± 26,72 Schläge·min−1.

Ausdauersportler hatten einen signifikant höheren Mittelwert \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (p = 0,004) und RER bei \({{\dot{\rm{V). }}}}\text{O}\)2max (RERmax) (p = 0,007) (Tabelle 2). vLT (p < 0,001), BLa bei LT (BLaLT) (p < 0,001), \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 bei LT (\({{\ dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2LT) (p = 0,013) waren bei ET-Athleten signifikant höher, während zwischen beiden Kohorten keine signifikanten Unterschiede für die HR bei LT (HRLT) beobachtet wurden (p = 0,467) und Prozentsatz der HFmax (%HFmax) (p = 0,968) (Tabelle 3). Darüber hinaus waren die gemessenen Werte υΔ50 (p < 0,001) und υΔ50 + 5%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (p < 0,001) auch in der Ausdauer signifikant höher -trainierte Athleten im Vergleich zu Sprint-trainierten Athleten (Tabelle 4).

Alle Athleten erreichten ≥ 95 %\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max zur Berechnung von TA\({{\dot{\rm{V}}}}\text{ O}\)2max bei Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und TlimVsub%95 (Tabelle 5). v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und Vsub%95 waren bei ausdauertrainierten Sportlern signifikant höher (p ≤ 0,001). Sprinttrainierte Athleten liefen jedoch länger mit diesen Geschwindigkeiten und daher unterschied sich Tlim signifikant von ET-Athleten (p = 0,030). Es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen beiden Kohorten für TA\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\ festgestellt. text{O}\)2max und BLa bei Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (p = 0,164) und TlimVsub%95 (p = 0,264) ( Tabelle 5). Ähnliche Ergebnisse wurden auch für Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2maxconverted}}\) berechnet (Sprint-Training: 167,98 ± 52,28 s; Ausdauer-Training : 125,75 ± 76,28 s, p = 0,171).

Der mittlere CS (Ausdauertraining: 14,95 ± 1,40 km·h−1; Sprinttraining: 11,52 ± 0,80 km·h−1, p < 0,001) war signifikant höher, während ADC (Ausdauertraining: 221,60 ± 57,74 m; Sprinttraining) signifikant höher war. trainiert: 313,43 ± 139,74 m, p < 0,05) war bei Ausdauersportlern im Vergleich zu Kraftsportlern signifikant niedriger. Der MAS-Bereich lag zwischen 15,37 ± 1,57 km·h−1 (~ υΔ50) und 16,25 ± 1,64 km·h−1 (~ υΔ50 + 5%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{ O}\)2max) bei ausdauertrainierten Sportlern und zwischen 12,42 ± 0,81 km·h−1 (~ υΔ50) und 13,12 ± 0,85 km·h−1 (~ υΔ50 + 5%v\({{\dot{\rm {V}}}}\text{O}\)2max) unter Sprint-trainierten Athleten.

Darüber hinaus erreichten ausdauertrainierte Athleten signifikant höhere MAS (Ausdauertraining: 16,07 ± 1,58 km·h−1; Sprinttraining: 12,77 ± 0,81 km·h−1, p ≤ 0,001; 95 %-KI [2,091, 4,515]). und EMAS (Ausdauertraining: 52,87 ± 5,35 ml·kg−1·min−1; Sprinttraining: 46,42 ± 3,38 ml·kg−1·min−1, p = 0,005; 95 %-KI [2,182, 10,716]) bei deutlich kürzerer MASdur (Ausdauertraining: 678,59 ± 165,44 s; Sprinttraining: 840,28 ± 164,97 s, p = 0,039; 95 % KI [− 314,190, − 9,177]) im Vergleich zu sprinttrainierten Athleten.

MAS korrelierte auch signifikant mit \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (r = 0,78, p < 0,001), v\({{\dot{\rm{ V}}}}\text{O}\)2max (r = 0,98, p < 0,001). Darüber hinaus hatte MAS vergleichsweise höhere Korrelationen mit vLT (MAS: r = 0,97, p ≤ 0,001; v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max: r = 0,91, p < 0,01), CS (MAS: r = 0,99; v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max: r = 0,93), 5000 m (MAS: r = − 0,95, p < 0,001; v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max: r = − 0,92), TlimυΔ50 + 5%v\({{\dot{ \rm{V}}}}\text{O}\)2max (MAS: r = − 0,71, p < 0,05; v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\ )2max: r = − 0,62) und Vsub%95 (MAS: r = 0,997, p < 0,001; v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max: r = 0,98, p < 0,01) im Vergleich zu v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max. MAS sagte die 5000-m-Geschwindigkeit und vLT mit hoher Genauigkeit voraus (5000-m-Geschwindigkeit: R2 = 0,90; vLT: R2 = 0,96, p < 0,001).

Sprinttrainierte Athleten hatten eine signifikant höhere Maximalgeschwindigkeit (MS) (p < 0,001) und erreichten diese Geschwindigkeit auf einer signifikant längeren Distanz (p = 0,003). Signifikante Unterschiede wurden auch bei EMAnS, der 50-m-Sprintleistung (p < 0,001) und dem maximalen BLa nach dem Training (p = 0,005) im 50-m-Sprint-Lauftest beobachtet (Tabelle 5).

Im Allgemeinen verfügte die vorliegende Studie über keine Goldstandardtechnik zur Validierung anaerober Techniken, was als eine der Einschränkungen angesehen werden könnte. Obwohl es andere anaerobe Techniken wie Radfahren oder Springen gibt, sind diese Normen aktivitätsspezifisch und können die anaerobe Energie von Läufern oder Sportlern, die am Laufen beteiligt sind, möglicherweise nicht genau vorhersagen. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung konnten nur mit einer ähnlichen Technik, der anaeroben Geschwindigkeitsreserve (AnSR) von Bundle et al.21, verglichen werden. Der Vergleich der Ergebnisse zeigte eine hohe Korrelation zwischen beiden Methoden, was darauf hindeutet, dass MAS auch genaue Gesamtlaufleistungen vorhersagen kann. Es wurde jedoch nicht über die Genauigkeit von MAS zur Kategorisierung von Mittelstreckensportlern berichtet. Außerdem unterschieden sich die in dieser Studie für MAS verwendeten Techniken von der Verwendung von MAS durch Bundle und die Verwendung von MAS im RERI18 hatte einen geringeren Fehler bei der Vorhersage. Die Rückwärtsvalidierung mit geringerem Fehler in den Vorhersagewerten war die einzige Möglichkeit, MAS zu validieren. In Zukunft könnte MAS zur Validierung anderer ähnlicher anaerober Techniken eingesetzt werden.

Darüber hinaus wurde der Effekt des Trainings auf MAS nicht bestimmt. Vielleicht kann für zukünftige Studien die Wirkung verschiedener Trainingsarten, wie Sprint oder Ausdauer oder einer Kombination aus beiden, auf MAS untersucht werden. Daher kann die Erweiterung der Genauigkeit von MAS bei deutlich differenzierten Mittelstreckensportlern die Empfindlichkeit des Modells zur Erkennung selbst kleiner Energieänderungen erhöhen.

Die Ergebnisse dieser Studie bestätigten die Hypothese, dass MAS bei %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max genauer gemessen werden kann als bei v\({{\ dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max. Die Bestimmung von MAS erforderte eine Subtraktion von Tlim\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max, umgerechnet bei v\({{\dot{\rm{V}}}}\ text{O}\)2max von TlimVsub%95. Diese Gleichung eliminierte den anaeroben Energiebeitrag. Das Konzept dieser Studie ist daher einzigartig, da die MAS-Bestimmung nur einen sehr geringen anaeroben Beitrag leistet und geringe Fehler bei der Vorhersage des Leistungszeitpunkts aufgedeckt hat18.

MAS wurde bei 92,45 ± 1,47 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und 89,27 ± 3,56 %v\({{\dot{\rm{V} }}}\text{O}\)2max für Ausdauersportler bzw. Sprintsportler, was die Hypothese bestätigt, dass MAS bei einem Prozentsatz von v\({{\dot{\rm{V}}}} erreicht werden sollte \text{O}\)2max statt bei v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max. Studien haben eine höhere anaerobe Energie bei Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max ermittelt, was durch einen nicht signifikanten Unterschied zwischen BLa bei v\({{\dot {\rm{V}}}}\text{O}\)2max (\({\text{BLa}}_{{{\text{v} \dot{\rm{V}}}}\text{ O}_{\text{2max}}}\)) und BLa bei \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (\({\text{BLa}} _{{{\dot{\rm{V}}}}\text{O}_{\text{2max}}}\))1,2,21,26. Ebenso wurde kein signifikanter Unterschied im anaeroben Energiebeitrag zwischen Tlim100%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (15,1 mmol·L −1), Tlim120 (15,7) gefunden mmol·L−1) und Tlim140 (15,1 mmol·L−1)16. Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (269 ± 77 s) korrelierte ebenfalls signifikant (r = − 0,52, p < 0,05) mit Tlim120v\({{ \dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (86 ± 25 s) und auf den Blut-pH nach Tlim120%v\({{\dot{\rm{V}}}}\ text{O}\)2max (r = − 0,68, p < 0,05).

Im Gegenteil, EMAS wurde in dieser Studie am MAS erworben. Es wurde festgestellt, dass \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 bei MAS (50,69 ± 4,69 ml·kg−1·min−1) bei 96,08 ± 2,51 %\( {{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max, was sich nicht signifikant von 95 % unterschied\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O} \)2max (50,18 ± 5,19 ml·kg−1·min−1). Da die meisten Athleten EMAS bei Geschwindigkeiten von 14,10 km·h−1 nicht erreichten, was knapp unter MAS (14,64 km·h−1) lag, scheint MAS die minimale Intensität der langsamen Komponente von \({{\dot{\ rm{V}}}}\text{O}\)2. Darüber hinaus wurde in dieser Studie ein MAS von 91,08 ± 2,97 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max für die gesamte Kohorte erreicht, was mit anderen Studien vergleichbar war, in denen die meisten Sportler teilnahmen erreicht \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max bei 91 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\) 2max30. Es wurde festgestellt, dass Ausdauersportler in ihrer Studie (\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max = 60,7 ml·kg−1·min−1, v\( {{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max = 20 km·h−1) erreichte ungefähr 99 %\({{\dot{\rm{V}}}}\text {O}\)2max bei 90 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max (18,3 km·h−1)31. Dies liegt in der vorliegenden Untersuchung bei ausdauertrainierten Athleten nahe bei 92,45 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max bei MAS. Diese Studien legen nahe, dass eine submaximale Geschwindigkeit ausreicht, um eine Steigerung von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max zu erreichen, und für das Training verwendet werden sollte32. Diese Ergebnisse unterstützen die Gültigkeit von MAS, also der Mindestgeschwindigkeit, mit der EMAS ermittelt wird.

Darüber hinaus war BLaMAS in dieser Studie deutlich geringer als \({\text{BLa}}_{{{{\rm v}\dot{{\rm V}}{\rm O}}}2\max}\ )und \({\text{BLa}}_{{{\dot{{\rm V}}{\rm O}}}2\max}\). Dies könnte auf die langsame Komponente von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 bei langsamerer Geschwindigkeit zurückzuführen sein, die direkt mit der Rekrutierung weniger effizienter schnell kontrahierender Fasern zusammenhängt30 , anaerobe Energienutzung und auf die Intensität des Trainings33,34,35. Die Abnahme der anaeroben Energie mit zunehmender Dauer bei TlimMAS im Vergleich zu Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max könnte zu einem niedrigeren BLaMAS im Vergleich zu \({\text{BLa) führen }}_{{{\rm v}\dot{{\rm V}}{\rm O}}}\)2max. Es wurde auch festgestellt, dass eine signifikante Korrelation zwischen der langsamen Komponente von \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2 und den Indizes der anaeroben Leistung (WAnTs Spitzenleistung; r = 0,77) besteht , p < 0,01)36. Da es eine umgekehrte Beziehung zwischen TA\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und der Trainingsintensität37 gibt, gilt TA\({{\dot{\rm{V}}} }\text{O}\)2max wäre bei TlimMAS höher gewesen als Tlimv\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max. EMAS wäre im späteren Teil des Laufs erreicht worden, was den anaeroben Energiebeitrag minimieren könnte. Dies wurde in der vorliegenden Studie gezeigt und bestätigte, dass die berechnete MAS korrekt war.

Diese Studie ergab auch, dass Sprint-trainierte Athleten im Vergleich zu Ausdauer-Athleten einen deutlich niedrigeren MAS hatten. Dies zeigte sich in ihrem vLT, \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und v\({{\dot{\rm{V}}}}\text {O}\)2max Variablen. Ausdauertraining erhöht \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max durch Erhöhung des Herzschlagvolumens, des Blutvolumens, der Kapillardichte und der Mitochondriendichte in trainierten Muskeln35, was ausdauertrainierten Sportlern ermöglicht um höhere \({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max, vLT und v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O zu haben }\)2max im Vergleich zu Sprint-trainierten Athleten.

Darüber hinaus wies MAS vergleichsweise höhere signifikante Korrelationen mit CS, vLT, 5000 m, TlimυΔ50 + 5%v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und Vsub%95 auf zu v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max. Darüber hinaus war MAS ein stärkerer Prädiktor für 5000 m und vLT. Dies ähnelte einer Studie von Blondel, Berthoinm Billat & Lensel (2001), die ebenfalls signifikante Korrelationen zwischen 90 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max und CS (r = 0,69, p < 0,05)16. Eine zusätzliche Analyse ergab, dass eine signifikante negative Korrelation mit der maximalen Geschwindigkeitsreserve (MSR; Differenz zwischen MS und CS; r = 0,79, p ≤ 0,001) bestand. Dieser Zusammenhang steht im Einklang mit früheren Studien, in denen festgestellt wurde, dass Ausdauersportler mit niedrigerem MSR im Vergleich zu Sprintern vLT und CS bei höheren Geschwindigkeiten erreichten und niedrigere MAnS aufwiesen16,38. Diese Ergebnisse unterstützen den Nutzen von MAS bei der Leistungsvorhersage bei den meisten Laufveranstaltungen und legen möglicherweise eine genauere Leistungsvorhersage bei MAS statt bei v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max nahe .

Zusammenfassend zielte diese Studie darauf ab, die Intensität zu bestimmen, bei der der aerobe Energiebeitrag maximal ist. In dieser Studie wurde festgestellt, dass der MAS bei 92,45 ± 1,47 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max für Ausdauersportler und 89,27 ± 3,56 %v\({ {\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max für sprinttrainierte Athleten und 91,08 ± 2,97 %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O }\)2max in der gesamten Kohorte. Dies stellte EMAS mit minimalem Beitrag von anaeroben Energiequellen genau dar und bestätigte damit die Hypothese, dass MAS bei %v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max genauer ist als bei v\({{\dot{\rm{V}}}}\text{O}\)2max. Auch die MAS waren bei Ausdauersportlern deutlich höher als bei Sprintsportlern, was darauf hindeutet, dass MAS zwischen den Sportlertypen unterscheiden kann. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass MAS signifikant mit aeroben Leistungsvariablen korreliert, was darauf hindeutet, dass eine submaximale Geschwindigkeit für das Training von Sportlern ausreichend ist. Unabhängig vom Profil des Einzelnen können Freizeitsportler, Hochschulsportler, Spitzensportler, Trainer und Sportpraktiker diese MAS-Berechnung nutzen, um die individuelle Hauptenergiebeitragsquelle des Sportlers (anaerobe oder aerobe Energiequelle) genau abzuleiten. Trainer können den MAS ihrer Athleten nutzen, um speziell auf sie zugeschnittene Trainingseinheiten vorzuschreiben, die eine genaue sportliche Leistung vorhersagen. Daher zeigt dieses neue MAS-Framework, dass die genaue Berechnung von MAS die Laufleistung bei geringeren Fehlern genau vorhersagen kann.18

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Die Autoren danken allen Teilnehmern für ihre freiwillige Mitarbeit bei dieser Studie und den Forschern für die Datenerhebung. Die Ergebnisse dieser Studie werden klar, ehrlich und ohne Fälschung, Verfälschung oder unangemessene Datenmanipulation präsentiert und geben keine Aussage über die Ergebnisse der vorliegenden Studie. Diese Forschung wurde vom National Institute of Education, Nanyang Technological University, Singapur, durch Research Support for Senior Academic Administrator Grant (RS-SAA 13/17 GB; RS 13/10 GB) und National Institute of Education Academic Research Fund Grant ( RI 6/11 GB).

Human Bioenergetics Laboratory, Leibeserziehung und Sportwissenschaft, National Institute of Education, Nanyang Technological University, 1 Nanyang Walk, Singapur, 637616, Singapur

Govindasamy Balasekaran, Mun Keong Loh, Peggy Boey und Yew Cheo Ng

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GB und MKL konzipierten und gestalteten die Studie. GB und MKL haben die Daten mit Hilfe von Forschern gesammelt; GB, MKL, PB und NYC analysierten die Daten; und alle Autoren interpretierten die Daten. Alle Autoren haben zum Verfassen, Überprüfen und Bearbeiten des Manuskripts beigetragen. Alle Autoren haben die veröffentlichte Version des Manuskripts gelesen und ihr zugestimmt.

Korrespondenz mit Govindasamy Balasekaran.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Balasekaran, G., Loh, M., Boey, P. et al. Bestimmung, Messung und Validierung der maximalen aeroben Geschwindigkeit. Sci Rep 13, 8006 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-31904-1

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Eingegangen: 22. Februar 2023

Angenommen: 20. März 2023

Veröffentlicht: 17. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-31904-1

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