”Maratonin seinään törmääminen” on paljon pelätty ja keskusteltu ilmiö maratonilla. Juoksijat puhuvat pahaenteisesti äkillisestä väsymyksen aallosta, joka alkaa noin 20 kilometrin kohdalla maratonilla. He sanovat, että tässä vaiheessa kilpailu on jo puoliksi ohi.
Seinän kohtaaminen on ongelma riippumatta siitä, oletko huippujuoksija vai vapaa-ajan hölkkääjä.
Liikuntafysiologien tekemien tutkimusten ansiosta tiedämme, että juoksijat ”törmäävät seinään”, koska heiltä loppuvat elimistöönsä varastoidut hiilihydraatit ja heidän on yhtäkkiä siirryttävä polttamaan enimmäkseen rasvaa pitääkseen itsensä liikkeessä (kertaus bonkingin ja glykogeenin ehtymisen tieteestä)
Ymmärtää, mistä seinä johtuu, on yksi asia, mutta sen ennustaminen ja sen selvittäminen, miten se voidaan voittaa, on hieman haastavampaa.
Tänään tarkastelemme erään tutkijan pyrkimyksiä kehittää matemaattinen malli, jonka avulla voidaan ennustaa, törmäätkö seinään seuraavalla maratonillasi, ja mihin tarkalleen ottaen törmäät siihen.
Rapoportin energiankulutusmalli
Tutkija Benjamin Rapoport on lääketieteen tohtorikoulutettava Harvardissa ja MIT:ssä. Vuonna 2010 hän julkaisi artikkelin, jossa hän kuvasi mallinsa maratonjuoksijan energiankulutuksen seuraamiseksi.
Rapoportin mallin lähtökohta on melko yksinkertainen: juoksijan siirtymiseen pisteestä A pisteeseen B kuluu tietty määrä energiaa mailia ja kehonpainokiloa kohden. Metriin muunnettuna tämä määrä on sopivasti noin yksi kalori (kuten ruokakalorit) kehon massakiloa kohti juostua kilometriä kohti.
Tämä tarkoittaisi, että 150-kiloinen juoksija tarvitsee noin 110 kaloria mailia kohti vauhdista riippumatta.
Mutta pelkän painon ja matkan lisäksi on otettava huomioon vielä kaksi muuta muuttujaa:
Energiankulutus rasvasta
Rapoportin mallissa juoksijoiden energiankulutus mailia kohden ei vaihtele juoksunopeuden perusteella, mutta se, mistä he saavat energiansa, vaihtelee.
Vaikka juoksijat ajattelevat useimmiten hiilihydraatteja pääasiallisena energialähteenään, merkittävä osa energiankulutuksesta maratonia juostessa tulee rasvasta.
Leppoisissa vauhdeissa poltat enemmän rasvaa; kun juokset nopeammin, elimistösi alkaa luottaa enemmän hiilihydraatteihin. Tyypillisellä helpolla juoksulla saatat siis polttaa 60 % hiilihydraatteja ja 40 % rasvaa. Mutta 5 kilometrin juoksussa reilusti yli 90 % energiastasi tulee hiilihydraateista – et vain pysty polttamaan rasvaa tarpeeksi nopeasti tuottaaksesi tarpeeksi energiaa juostaksesi 5 kilometrin vauhtia.
Muista, että seinään törmääminen tapahtuu silloin, kun hiilihydraatit loppuvat (rasvavarastosi on käytännössä rajaton), joten jotta voimme ennustaa, tapahtuuko tämä ja milloin se tapahtuu, meidän on tiedettävä, kuinka nopeasti juokset.
Hiilihydraatit
Matemaattisen mallin viimeinen muuttuja arvioi, kuinka paljon energiaa sinulla on varastoituna elimistöösi hiilihydraattien muodossa.
Kehosi pääsee juostessasi käsiksi hiilihydraatteihin kahdesta lähteestä: maksaan varastoituneista hiilihydraateista ja jalkalihaksiin varastoituneista hiilihydraateista.
Rapoportin mukaan elimistö säätelee tiukasti maksan kokoa ja energiatiheyttä, joten tämä määrä riippuu vain kehon massasta (koska maksan osuus painostasi on noin 2,5 %). Jalkalihaksiin varastoitunut energia riippuu myös kehon massasta, mutta myös jalkojen koosta ja niihin varastoituneiden hiilihydraattien tiheydestä.
Yhtälössä
Rapoport antaa kullekin näistä arvoista tyypillisten arvojen vaihteluvälin: useimmilla ihmisillä jalkalihakset muodostavat noin 21 % kehon massasta, ja tyypillinen juoksija varastoi hiilihydraatteja noin 36:n kalorin edestä lihaksen lihaksen kilogrammaa kohti.
Voimalla yksinkertaista algebraa voimme luoda yhtälön, jolla voimme laskea, kuinka pitkälle voit juosta ennen kuin kulutat kaiken hiilihydraattienergiasi ja törmäät siten seinään.
Kun olet käyttänyt maksan ja jalkojen energiavarastot loppuun, et pääse enää pidemmälle – et ainakaan ilman massiivista muutosta hiilihydraattien kulutuksessa ja todennäköisesti myös massiivista nopeuden laskua.
Laskeminen, milloin törmäät seinään
Rapoportin malli on paras esittää graafina, joka on jäljennetty alla.
Ainoat syöttötiedot, jotka sinun täytyy selvittää, ovat suhteellinen nopeus, jolla aiot juosta maratonin, ilmaistuna prosentteina VO2 max -arvostasi, ja jalkalihaksiisi varastoitujen hiilihydraattien määrä. Yllättäen ruumiinpaino ei vaikuta lopputulokseen: vaikka painavammat juoksijat tarvitsevat enemmän energiaa tietyn matkan kulkemiseen, heillä on myös (ainakin tässä mallissa!) enemmän hiilihydraatteja varastoituna kehoonsa.
Vauhdin laskeminen prosentteina VO2 max -vauhdistasi kuulostaa hankalalta, mutta se ei ole kovin vaikeaa.
Voidaan käyttää vauhtia kahden mailin täysimittaisessa juoksukilpailussa melko hyvänä arviona VO2 max -vauhdistasi ja laskea sitten maratonvauhti prosentteina. Etkö ole juossut kahta mailia sitten lukion? Kerro 5 kilometrin aikasi minuutteina 0,63:lla saadaksesi arvion siitä, mitä pystyt juoksemaan kahden mailin matkalla.
Esitettäkö, että olet juossut 5 kilometrin matkalla 25:00 ja toivot juoksevasi seuraavan maratonisi alle neljässä tunnissa 3:55:ssä
- Viiden kilometrin matkalla 25:00 kerrottuna 0:lla.63 antaa meille noin 15:57 kahdelle mailille eli 7:39 mailin vauhdin – se on VO2 max -vauhtisi.
- Jakamalla VO2 max -vauhtisi tavoitteellasi maratonvauhdilla (9:00 mailia kohti) saamme selville suhteellisen intensiteetin, jolla juokset. Tässä tapauksessa se on 0,83 eli 83 % VO2 max -vauhdistasi. Tieteellisen kirjallisuuden mukaan useimmat ihmiset pystyvät juoksemaan maratonin 60-85 %:lla VO2 max -arvostaan.
Liitit ja kokeneet juoksijat ovat yleensä tämän asteikon korkeammassa ääripäässä, ja vähemmän kokeneet juoksijat ovat yleensä matalammassa ääripäässä.
Määrän, jonka lihaksesi ovat varastoineet hiilihydraatteja, selvittäminen on monimutkaisempaa – sitä ei voi arvioida helposti mitattavilla luvuilla, kuten esimerkiksi 5 kilometrin PR-arvosteluluvulla. Sen sijaan luomme kolme erilaista skenaariota:
- Konservatiivinen arvio, jossa oletetaan, että jalkalihaksissamme ei ole kovin paljon varastoituja hiilihydraatteja,
- Keskinkertainen arvio, jossa käytetään tyypillisiä hiilihydraattien varastointiarvoja, jotka on saatu tieteellisistä tutkimuksista kestävyysurheilijoista,
- Ylenpalttinen arvio,
- jossa käytetään hiilihydraattien varastointiarvoja, jotka on saatu ”hiilihydraattikuormitetuilta” urheilijoilta,
- jotka ovat nauttineet paljon hiilihydraatteja ennen kilpailua.
Tämän tiedon avulla voimme ennustaa pisteiden vaihteluvälin, jolloin törmäät seinään.
Yllä olevassa kuvaajassa punainen käyrä kuvaa konservatiivista arviota, oranssi käyrä kuvaa tyypillistä arviota ja vihreä käyrä kuvaa avokätistä eli ”hiilihydraattikuormitettua” arviota. Harmaalla tummennettu alue edustaa tyypillistä nopeusaluetta, jonka maratoonarit pystyvät pitämään yllä kilpailun ajan 60-85 % VO2 max -vauhdistaan.
Kun tiedämme, kuinka monta prosenttia VO2 max -vauhdista haluamme juosta maratonillamme, voimme piirtää pystysuoran viivan kuhunkin käyrään määrittääksemme, missä kohtaa törmäämme seinään kussakin skenaariossa.
Aikaisemmassa esimerkissämme 25:00 5k juoksijasta, joka tähtää 3:55 maratonille, tiedämme, että hän juoksee 83 % VO2 max -vauhdilla. Tässä tapauksessa pystysuoran viivan piirtäminen (merkitty kuvaajaan tummanharmaalla) ylöspäin 83 %:sta VO2 max -vauhdista osoittaa, että konservatiivisessa skenaariossa juoksijamme törmää seinään hieman yli 17 kilometrin kohdalla kilpailussa.
Jos hänen lihasenergiavarastonsa vastaavat enemmän treenatun urheilijan energiavarastoja, hän voisi selvitä 23 kilometrin kohdalle asti ennen kuin hän törmää seinään. Ja jos hän on ladannut hiilareita kilpailua edeltävinä päivinä ja hänen jalkojensa lihaksiin on varastoitunut keskimääräistä enemmän hiilihydraatteja, hän voi selvitä maaliin asti törmäämättä seinään.
Johtopäätökset ja rajoitukset
Rapoport päättää tutkimuksensa muutamaan varoittavaan sanaan: tämä malli on yksinkertaistettu, ja siinä jätetään huomiotta joitakin tärkeitä yksityiskohtia.
Mainitakseni vain yhden, tämä malli olettaa, että kaikilla juoksijoilla on suunnilleen saman verran lihasmassaa prosentteina ruumiinpainosta – mikä ei pidä paikkaansa todellisuudessa!
Rapoport laskee, että hänen malliinsa liittyvän epävarmuuden pitäisi olla noin 5-10 %, mikä tarkoittaa, että ennustetut ”seinäaikamme” voivat poiketa yhden tai kaksi mailia.
Tämän huomioon ottaen on parasta käyttää konservatiivista arviota – punaista viivaa – lähtökohtana seuraavan maratonkilpailun suunnittelussa. Pidä myös mielessä, että tämäkin konservatiivinen arvio saattaa poiketa kilometrin tai kaksi.
Olet siis tehnyt laskutoimitukset, tarkistanut taulukon ja todennut, että todennäköisesti törmäät seinään seuraavalla maratonillasi. Mutta mitä voit tehdä asialle – miten saat selville, kuinka paljon hiilihydraatteja kannattaa ottaa ja milloin niitä kannattaa ottaa? Sitä tarkastelemme seuraavalla kerralla!