Denne artikkelen er produsert og finansiert av Norges idrettshøgskole - les mer.

Kva er avgjerande for O2-opptaket, når oksygenet skal frå lufta via lungene, ut i blodet og så bli tatt opp av muskulaturen så du kan røre deg? Svara har betydning for korleis ein til dømes kan leggje opp kondisjonstrening.
Kva er avgjerande for O2-opptaket, når oksygenet skal frå lufta via lungene, ut i blodet og så bli tatt opp av muskulaturen så du kan røre deg? Svara har betydning for korleis ein til dømes kan leggje opp kondisjonstrening.

Kva avgjer det maksimale O2-opptaket i kroppen?

Joda, vi veit frå før at ein får betre kondisjon av typisk uthaldstrening. Men kva skjer eigentleg i kroppen?

Publisert

Sjå det for deg: Du ynskjer deg betre kondisjon, å bli meir uthaldande og kanskje bli raskare til å springe eller berre å føle deg i betre form.

Du må trene, truleg også ganske hardt, men veit du eigentleg kva du må forandre inni kroppen din? Og kva av det som skjer, der er viktigast for å utvikle kondisjonen?

Dette var noko av det Øyvind Skattebo ville undersøke då han starta på doktorgraden sin på Noregs idrettshøgskole for fire år sidan. Han visste at det ville bli teknisk og komplisert, men tok tak i etablerte førestillingar om kva som bestemmer kondisjonen – eller det maksimale oksygenopptaket, som fagfolk gjerne seier.

Hovudspørsmålet for Skattebo har vore: Kva for mekanismar gjer at kondisjonen/ det maksimale oksygenopptaket aukar med trening? Og vidare: Kor viktig er blodvolumet og evna muskulaturen har til å trekke ut oksygen frå blodet?

Undervegs har han funne ut mykje viktig om korleis blodvolumet, pumpekapasiteten i hjartet og ulike eigenskapar i muskulaturen verker saman og avgjer det maksimale oksygenopptaket.

Øyvind Skattebo er stipendiat ved Institutt for fysisk prestasjonsevne på NIH.
Øyvind Skattebo er stipendiat ved Institutt for fysisk prestasjonsevne på NIH.

Energi og oksygen – ein kjapp leksjon

Men kvifor er oksygen viktig? Og kvar brukar vi oksygenet i kroppen?

Jo, det har seg nemleg slik at energien vi får inn gjennom mat ikkje kan utnyttast direkte i kroppen. Faktisk må energien omformast til eit anna stoff, ATP, og denne prosessen føregår i kraftverket til cellene, mitokondriane, som treng oksygen til prosessen.

Det er derfor all menneskeleg rørsle, krev tilgang på oksygen. Og jo meir intensivt ein til dømes trenar, jo meir energi går med, og behovet for oksygen aukar tilsvarande.

Derfor er den maksimale evna til å ta opp og omsette oksygen i kroppen, det maksimale oksygenopptaket, ein av dei mest avgjerande faktorane for kor rask ein er i typiske kondisjonsidrettar som løping, langrenn og sykling.

Kva som skjer med det svært så naudsynte oksygenet på vegen frå lungene, og til du kan bruke det i muskulaturen, er ganske komplisert.

Lufta rundt oss inneheldt 21 prosent oksygen, og vegen vidare, etter at vi har trekt ho ned i lungene, er som følgjer:

a) Oksygenet beveger seg over i blodet.
b) Oksygenrikt blod blir pumpa frå hjartet og ut til kroppen.
c) Blodet blir fordelt strategisk mellom organ og anna vev: Når ein anstrenger seg, aukar til dømes blodleveransen til muskulaturen som kan bevege skjelettet og til hjartet. Hjernen får omtrent same mengd som elles, og fordøyelsessystemet får mindre enn når du kviler.
d) Oksygenet må trekkjast effektivt frå blodet og ut til cellene.
e) Mitokondriane i cellene brukar oksygenet til å lage energiforma ATP, som så blir natta i blant anna energikrevjande muskelsamantrekningar.

Derfor blir det maksimale oksygenopptaket påverka av lungefunksjon, ulike karakteristikkar i blodet, blodvolum, pumpekapasiteten til hjartet, fordeling av blodet og evna muskulaturen har til å hente ut oksygenet frå blodet.

Tapping av blod, måling av blodvolum og biopsiar var noko av det dei frivillige var med på for å gje svar på spørsmåla om maksimalt oksygenopptak.
Tapping av blod, måling av blodvolum og biopsiar var noko av det dei frivillige var med på for å gje svar på spørsmåla om maksimalt oksygenopptak.

Alt auka

Alle desse stega måtte Øyvind Skattebo studere frå både inn- og utsida av kroppen for å finne ut kor viktig kvart steg er.

Han gjorde tre eksperiment pluss ein litteraturstudie.

I den første studien blei deltakarane grundig testa – både før og etter ein intensiv treningsperiode med både intervalltrening og langkøyringar gjennom ti veker.

I testane fekk dei blant anna målt hjartestorleik og -funksjon gjennom ei ultralydundersøking av hjartet, ekkokardiografi og målt blodvolumet. Det blei òg teken ei lita muskelprøve, såkalla biopsi, frå lårmuskulaturen.

Til sist blei det maksimale oksygenopptaket og den maksimale evna til hjartet for å pumpe blod testa medan deltakarane sykla intensivt på ein ergometersykkel.

Testane viste at både det maksimale oksygenopptaket og den maksimale pumpekapasitet til hjartet hadde auka med over ti prosent gjennom treningsperioden.

I tillegg auka både blodvolumet, storleiken på hjartet og mengda mitokondrier og kapillærårer i muskulaturen. Kapillærårer er de minste blodårene i kroppen.

Ekkokardiografi er ein ultralydundersøkjing av hjartet som mellom anna kan gje svar på kor stor hjartemuskelen faktisk er.
Ekkokardiografi er ein ultralydundersøkjing av hjartet som mellom anna kan gje svar på kor stor hjartemuskelen faktisk er.

Toler blodtap

– Men sidan det skjedde så mykje forskjellig i kroppen, korleis kunne du då vite kva som faktisk auka det maksimale oksygenopptaket?

– Det fekk vi til ved å tappa vekk det auka blodvolumet hos kvar enkelt deltakar og så teste det maksimale oksygenopptaket deira på nytt. Vi visste kor mykje kvar einskild hadde auka blodvolumet sitt, så vi tappa ut tilsvarande mengd for å få dei tilbake på «0», fortel Skattebo.

I gjennomsnitt tappa dei to desiliter blod frå kvar før dei blei testa på ergometersykkelen for tredje gong.

– Da fekk vi ei overrasking. Blodtapet gjorde inkje utslag. Deltakarane beheldt treningseffekten både på maksimalt oksygenopptak og på pumpekapasiteten til hjartet.

Dei presterte altså mykje betre enn før treningsperioden sjølv med tilsvarande blodvolum som før opptreninga.

– Men blodvolumet til ein person må da bety noko?

– Joda, men kroppen kompenserer for eit lite akutt blodtap, noko vi fekk stadfesta i studie 2.

Her samanlikna dei effekten av å tappe 1,5 desiliter blod mot å tappe 4,5 desiliter hos ei anna gruppe deltakarar, altså like mykje som ein blodgjevar gjev frå seg.

– Vi fann ut at det maksimale oksygenopptaket var uforandra etter det vesle blodtapet, men når vi minka blodmengda deira med 4,5 desiliter, gjekk det maksimale oksygenopptaket ned med 7 prosent.

Desse studiane tyder dermed på at ein kan auke det maksimale oksygenopptaket ved trening utan å auke blodvolumet og vidare at kroppen kan tole eit akutt blodtap på rundt 1,5–2 desiliter.

Men sjølvsagt blir det maksimale oksygenopptaket og yteevna redusert dersom ein mistar mykje blod.

Trening på eitt bein

I det tredje eksperimentet studerte Øyvind Skattebo og kollegaene kor godt muskulaturen klarer å utnytte oksygenet som blir levert gjennom blodet, og i kva grad trening påverkar dette.

For å få til dette trente deltakarane uthald i berre eitt bein gjennom seks veker. Det viste seg at dette skapte 40 prosent meir mitokondrier og 15 prosent meir kapillærårer i det trente beinet samanlikna med det utrente.

Dei undersøkte så evna muskulaturen har til å trekke ut oksygen frå blodet – etter opptreningsperioden:

Dei sette inn eit kateter både i hovudvena i kvart bein og i ei pulsåre. Slik kunne ein ta blodprøver og måle oksygenkonsentrasjonen i blodet både på veg inn og ut av beina. Ergo kunne ein studere kor effektivt eit trent og eit utrent bein utnytta oksygenet dei blei tilbydd.

– Ved låg intensitet fungerte det trente og utrente beinet like godt, men straks vi auka intensiteten, såg vi ein stor forskjell. Det trente beinet trekte ut vesentleg meir av oksygenet frå blodet.

– Ikkje så overraskande?

– Nei, men vi fann ut kvifor det er slik. Det var spesielt auka av mitokondriar som fell saman med den auka utnyttinga av oksygenet levert gjennom blodet.

Imponert over innsatsen

– Eg er mektig imponert over alle dei som stilte opp frivillig for å delta i desse studiane. Rett nok fekk dei kyndig rettleiing og trening gjennom å delta, men dei brukte særs mykje tid på testing og trening, og dei gav både blod og muskelbiopsiar.

– Særleg det å få sett inn kateter i blodårer er ganske spesielt, men vi hadde sjølvsagt kyndige folk med medisinsk ekspertise med oss til å gjere dette, seier Øyvind Skattebo.

– Eg håpar verkeleg at både opplevinga, lærdomen og auken i fysisk form deltakarane oppnådde var verdt det, også for dei.

Øyvind Skattebo forsvarar doktoravhandlinga si på NIH 19. august 2020.

Om blod

  • Ein gjennomsnitts mann på 75 kg har rundt 5 liter blod i kroppen.
  • Blodvolumet er i stor grad avhengig av kroppsstorleik, særleg muskelmassen.
  • Ein toppidrettsutøvar kan ha opptil 10 l blod i kroppen.
  • Typisk inneheldt 1 liter blod rundt 200 ml oksygen når det kjem ifrå lungene. Dette oksygenet blir frakta rundt av dei raude blodcellene.
  • Fordi blodvolumet avgjer kor mange raude blodceller ein har, er dei ein viktig faktor for kor mykje oksygen ein kan frakte frå lungene og ut til ulike organ og muskulatur.

Om oksygenopptak og kondisjon

  • Kondisjon er synonymt med maksimalt oksygenopptak.
  • Uthald er evna til å halde ut lenge på ein relativt høg intensitet.
  • Kondisjon og uthald er ikkje det same, men ein trener gjerne begge samstundes.

Dei viktigaste funna:

  • Du kan auke det maksimale oksygenopptaket ditt utan å auke blodvolumet. Hittil har ein trudd dét var nødvendig.
  • Dette føreset at kroppen samstundes tilpassar seg med til dømes å auke storleiken på hjartet og/eller å forbetre hjartefunksjonen (uavhengig av auka blodvolum).
  • Om du akutt mistar noko blod, klarer kroppen delvis å kompensere for dette, men overstig blodtapet 1,5-2 dl, reduserast det maksimale oksygenopptaket drastisk.
  • Du kan trene opp muskulaturen si evne til å trekke ut oksygen frå blodet, og dette skjer ved at du både får fleire mitokondriar («kraftverket» i cellene) og små blodårer (kapilærårer) i muskulaturen.
  • Kor godt muskulaturen klarer å trekke ut oksygen frå blodet er viktigare enn ein hittil har trudd. Likevel er hjartet sin pumpekapasitet framleis det viktigaste for det maksimale oksygenopptaket.

Referanse:

Øyvind Skattebo: Betydningen av oksygenekstraksjon og blodvolum for maksimalt oksygenopptak. Doktoravhandling ved NIH, 2020.