”Att träffa väggen under ett maraton” är ett mycket fruktad och omdiskuterat fenomen inom maraton. Löpare talar illavarslande om en plötslig våg av trötthet som sätter in ungefär 20 miles in i ett maraton. Vid denna tidpunkt, säger de, är loppet till hälften över.
Att stöta på väggen är ett problem oavsett om du är elitlöpare eller fritidsjoggare.
Tack vare forskning av träningsfysiologer vet vi att löpare ”träffar väggen” eftersom de får slut på de kolhydrater som finns lagrade i kroppen och plötsligt måste övergå till att förbränna mest fett för att hålla dem igång (rekapitulera om vetenskapen om bonking och glykogenutarmning)
Att förstå varifrån väggen kommer är en sak, men att förutsäga den och avgöra hur man ska övervinna den är lite mer utmanande.
I dag ska vi ta en titt på en forskares ansträngningar att utveckla en matematisk modell som kan förutsäga om du kommer att träffa väggen under ditt nästa maraton, och exakt var du kommer att träffa den.
Rapoports energiförbrukningsmodell
Forskaren Benjamin Rapoport är en MD-PhD-kandidat vid Harvard och MIT. År 2010 publicerade han en artikel där han beskrev sin modell för att spåra energiförbrukningen hos en maratonlöpare.
Principen för Rapoports modell är ganska enkel: det krävs en viss mängd energi per mil och per pund kroppsvikt för att förflytta en löpare från punkt A till punkt B. Om man räknar om till metriska mått är denna mängd lämpligen ungefär en kalori (som i matkalorier) per kilo kroppsvikt per kilometer löpning.
Detta skulle betyda att en 150-pundslöpare behöver cirka 110 kalorier per mil, oavsett tempo.
Men det finns också ytterligare två variabler att ta hänsyn till utöver helt enkelt vikt och distans:
Energiförbrukning från fett
I Rapoports modell varierar inte löparnas energiförbrukning per kilometer utifrån hastigheten de springer, men däremot var de får sin energi ifrån.
Tyvärr tänker löpare oftast på kolhydrater som sin huvudsakliga energikälla, men en betydande del av din energiförbrukning när du springer ett maraton kommer från fett.
I lugnt tempo förbränner du mer fett; när du springer fortare börjar din kropp att förlita sig mer på kolhydrater. Så på en typisk lätt löpning kanske du förbränner 60 % kolhydrater och 40 % fett. Men i ett 5-kilometerslopp kommer långt över 90 % av din energi att komma från kolhydrater – du kan helt enkelt inte förbränna fett tillräckligt snabbt för att producera tillräckligt med energi för att springa i 5-kilometersfart.
Håll i minnet att du kommer in i väggen när kolhydraterna tar slut (ditt fettförråd är i själva verket obegränsat), så för att kunna förutsäga om och när detta kommer att hända måste vi veta hur snabbt du springer.
Kolhydrater
Den sista variabeln i den matematiska modellen uppskattar hur mycket energi du har lagrat i kroppen i form av kolhydrater.
Det finns två källor för din kropp att få tillgång till kolhydrater när du springer: kolhydrater lagrade i levern och kolhydrater lagrade i dina benmuskler.
Enligt Rapoport regleras leverns storlek och energitäthet noggrant av kroppen, så denna mängd är endast beroende av din kroppsmassa (eftersom levern utgör cirka 2,5 % av din vikt). Den energi som lagras i benmusklerna beror också på kroppsmassan, men också på benens storlek och densiteten av kolhydrater som lagras i dem.
Ekvationen
Rapoport ger ett intervall av typiska värden för var och en av dessa: för de flesta människor utgör benmusklerna cirka 21 % av kroppsmassan och en typisk löpare lagrar kolhydrater till ett värde av cirka 36 kalorier per kilo muskel.
Med hjälp av lite enkel algebra kan vi skapa en ekvation för att beräkna hur långt du kan springa innan du förbrukar all din kolhydraternas energi och därmed går in i väggen.
När du har förbrukat dina energidepåer i levern och benen kan du inte springa längre – åtminstone inte utan en massiv förändring av kolhydratförbrukningen och sannolikt också en massiv minskning av hastigheten.
Beräkna när du kommer att träffa väggen
Rapoports modell visas bäst som ett diagram, som återges nedan.
De enda indata du behöver räkna ut är den relativa hastigheten som du tänker springa ditt maraton med, uttryckt i procent av din VO2 max, och mängden kolhydrater som lagrats upp i dina benmuskler. Överraskande nog spelar kroppsvikten ingen roll för slutresultatet: även om tyngre löpare kräver mer energi för att täcka en viss sträcka har de också (åtminstone i den här modellen!) mer kolhydrater lagrade i kroppen.
Att räkna ut ditt tempo i procent av din VO2 max låter knepigt, men det är inte så svårt.
Vi kan använda ditt tempo i ett heltäckande lopp på två mil som en ganska bra uppskattning av ditt VO2 max-tempo och sedan räkna ut ditt maratontempo i procent. Har du inte sprungit två mil sedan gymnasiet? Multiplicera din 5 km-tid, i minuter, med 0,63 för att få en uppskattning av vad du kan springa på två mil.
Säg att du har sprungit 25:00 på 5 km och hoppas kunna springa ditt nästa maraton under 4 timmar på 3:55
- En 5 km på 25:00 multiplicerad med 0.63 ger oss ungefär 15:57 för två miles, eller 7:39 miles tempo – det är din VO2 max hastighet.
- Dividerar du din VO2 max hastighet med ditt mål marathontempo (9:00 per mile) får vi reda på den relativa intensiteten du kommer att springa med. I det här fallet är det 0,83, eller 83 % av din VO2 max. Enligt den vetenskapliga litteraturen kan de flesta människor springa ett maraton vid 60-85 % av sin VO2 max.
Eliter och erfarna löpare tenderar att befinna sig i den högre änden av den här skalan, och mindre erfarna löpare tenderar att befinna sig i den lägre änden.
Det är mer komplicerat att räkna ut hur mycket kolhydrater som musklerna har lagrat upp – det är inte något som vi kan uppskatta med hjälp av siffror som är lätta att mäta, som till exempel din PR på 5 km. Istället skapar vi tre olika scenarier:
- En konservativ uppskattning som utgår från att våra benmuskler inte har särskilt mycket lagrade kolhydrater,
- En uppskattning som ligger i mitten och som använder typiska värden för kolhydratlagring från vetenskapliga studier av uthållighetsidrottare, och
- En generös uppskattning som använder värden för kolhydratlagring från ”kolhydratladdade” idrottare som har ätit mycket kolhydrater före sin tävling.
Med den här informationen kan vi förutsäga ett intervall av punkter när du kommer att träffa väggen.
I grafen ovan visar den röda kurvan den konservativa uppskattningen, den orangea kurvan den typiska uppskattningen och den gröna kurvan den generösa eller ”kolhydratladdade” uppskattningen. Det grå skuggade området representerar det typiska intervallet av hastigheter som maratonlöpare kan hålla under hela loppet – 60-85 % av VO2 max.
När vi väl vet vilken procentuell andel av VO2 max-tempot vi vill springa med under vårt maraton kan vi dra en vertikal linje till varje kurva för att avgöra var vi kommer att stöta på väggen i varje scenario.
I vårt exempel från tidigare med 25:00 5k-löparen som siktar på ett maraton på 3:55, vet vi att han kommer att springa på 83 % av VO2 max. I det här fallet visar en vertikal linje (markerad i grafen med mörkgrått) uppåt från 83 % av VO2 max att vår löpare, i det konservativa scenariot, kommer att träffa väggen vid drygt 17 miles in i loppet.
Om hans energidepåer i musklerna är mer i linje med en tränad idrottsman skulle han kunna klara sig hela vägen till 23 miles innan han träffar väggen. Och om han har gjort en del kolhydratladdning dagarna före loppet och har en kolhydratlagring i benmusklerna som ligger över genomsnittet kan han ta sig hela vägen till målet utan att slå i väggen.
Slutsats och begränsningar
Rapoport avslutar sin studie med ett par varningens ord: modellen är förenklad och bortser från en del viktiga detaljer.
För att nämna bara en, antar modellen att alla löpare har ungefär lika mycket muskelmassa i procent av sin kroppsvikt – något som inte är sant i verkligheten!
Rapoport beräknar att den osäkerhet som är förknippad med hans modell bör ligga runt 5-10 %, vilket innebär att våra förutspådda ”väggtider” kan ligga en eller två mil fel.
Med tanke på detta är det bäst att använda den konservativa uppskattningen – den röda linjen – som utgångspunkt för planeringen av ditt nästa maratonlopp. Tänk också på att även denna konservativa uppskattning kan vara fel med en eller två kilometer.
Så, du har räknat på det, kollat diagrammet och kommit fram till att du förmodligen kommer att köra in i väggen under ditt nästa maratonlopp. Men vad kan du göra åt det – hur räknar du ut hur mycket kolhydrater du ska ta och när du ska ta dem? Det ska vi titta på nästa gång!