Hva hjerte, lunger og blod kan levere av oksygen til muskelen, men også hvor god muskelen er til å ta i mot oksygen, avgjør hvor bra en utholdenhetsutøver presterer.

De fleste forskere er enige i hjertets betydning for oksygenopptaket, og at dårlig oksygenleveranse til arbeidende muskulatur gir dårligere oksygenopptak.

Men det er større uenighet om muskulaturens innvirkning på oksygenopptaket sitt.

Dette har Bjarne Rud har sett nærmere på i doktorgradsarbeidet sitt ved Norges idrettshøgskole.

Armene klarer ofte ikke å utnytte alt oksygenet de blir servert av hjertet og blodet. Dette bør imidlertid kunne bedres med spesifikk trening av muskulaturen i armene, ifølge Ruds forskning.

Oksygen går til spille

Oksygenleveranse bestemmes av lungene, blodet og særlig hjertets kapasitet til å pumpe blod til muskulaturen.

Når blodet passerer muskulaturen flytter oksygenet fra blodet seg over til musklene.

Hvorvidt denne forflytningsprosessen kan hemme oksygenopptaket i musklene er kjernen i diskusjonen om muskulaturens eventuelle begrensning for oksygenopptaket.

I praksis betyr dette at blodet som forlater muskulaturen ikke er helt tomt for oksygen, selv under maksimalt muskelarbeid.

Uforklarlig flinke muskler?

Betydningen av dette er uklart. Blant annet fordi vi vet at musklene har en mye større kapasitet til å bruke oksygen enn hva de gjør ved vanlige aktiviteter som løp, sykling og langrenn.

Utholdenhetstrening øker  muskulaturens kapasitet mer enn det øker hjertets kapasitet.

Hva det betyr, vet forskerne heller ikke. Hovedsaklig fordi oksygenopptaket er mest begrenset av hjertet. Hvis hjertet er mest begrensende kan det synes paradoksalt at musklaturens kapasitet øker mer enn hjertets.

Det kan imidlertid være at musklaturens kapasitet er viktigere for utholdenheten enn for det maksimale oksygenopptaket.

Kroppen dirigerer blod til de mest trente musklene

Rud villle finne ut om det er mulig å øke muskulaturens opptak av oksygen, bare ved å trene muskler.

For å finne ut dette fikk han utholdenhetstrente folk til å trene sykling med bare ett bein i sju uker, i tillegg til sin vanlige utholdenhetstrening.

Resultatet av dette var at det maksimale oksygenopptaket kun økte under ettbeins-sykling med det trente beinet.

- Da vi testet kontrollbeinet eller vanlig sykling med begge bein var oksygenopptaket likt som før treningen.

- Under vanlig sykling med begge bein var likevel oksygenopptaket 21 prosent høyere i det trente beinet, sammenlignet med det utrente beinet, sier Rud.

Arbeidet ble kontrollert til å være likt i beina, slik at en forskjell i arbeid ikke kunne forklare forskjellen i oksygenopptak.

Både blodgjennomstrømningen (oksygenleveranse) og muskulaturens evne til å ta opp oksygen var økt.

Funnene indikerer at trening kan øke det muskulære oksygenopptaket ved å dirigere mer blod til det trente beinet.

Dette går trolig på bekostning av blodtilførselen til annen arbeidende muskulatur, blant annet det utrente beinet, hvilket kan forklare at oksygenopptaket for hele kroppen var uendret.

Bein bruker armers melkesyre

Resultatene fra en test under staking i langrenn (stake-ergometer) viste at oksygenopptaket øker mer i beina enn i armene når intensiteten på denne aktiviteten øker. 

Dette må sees i sammenheng med at utøverne endrer teknikk mot en dypere og lengre bevegelse selv om stakefrekvensen øker.

Under forsøket målte Rud melkesyra til forsøkspersonen. Det viste seg at armene slapp ut melkesyre, mens beina tok opp melkesyre.

Dette betyr at beina bruker melkesyre som er produsert av armene som energi under stakingen.

- Resultatene støtter også tidligere studier, som tyder på at armene har en dårligere evne til å bruke det oksygenet de får servert.

- Men som studien med sykkeltrening med ett bein indikerer, bør dette kunne bedres med spesifikk trening av armene, slår Rud fast.

Langrennsutøvere bør trene mer armer

Trass i at hjertet er klart viktigst for det maksimal oksygenopptaket, kan musklenes evne til å ta opp oksygen også ha betydning.

For idrettsutøvere i ulike idretter vil denne evnen ha betydning for hvordan oksygen fordeles mellom musklene i kroppen.

Dette vil igjen påvirke trøtthetsutvikling i ulike muskler og dermed utholdenheten i idretten. For eksempel i langrenn er høyere kapasitet i armene gunstig fordi armene bedre kan utnytte oksygene som blir tilbudt fra blodet.

Armene vil etter spesifikk utholdenhetstrening derfor kunne arbeide med en høyere intensitet og  prestere bedre. 

– De fleste langrennsutøvere har trolig et potensial å ta ut i armene. De har kanskje noe å lære av roerne som er gode på å trene armer, avslutter Rud.

Optimal trening av KOLS pasienter

Bjarne Rud ville finne ut mer om forholdet mellom hjertes evne til å levere oksygen, og musklenes evne ta det opp, hos ulike grupper mennesker.

Funnene tyder på at forholdet mellom oksygenopptak fra musklenes side og oksygenleveranse fra hjertet er ganske lik hos utholdenhetstrente og normalt fysisk aktive.

Alder spilte liten rolle for forholdet.

- Selv ikke 24 års forskjell i alder endret forholdet mellom de to utrente gruppene, sier Rud.

Annerledes forhold med KOLS

Han og kollegaene fikk med seg en gruppe friske personer og en gruppe mennesker med kronisk lungesykdom (KOLS)

Personer med KOLS har på grunn av sykdommen sin en dårligere oksygenleveranse gjennom blodet enn friske.

Hos denne gruppa var forholdet annerledes mellom oksygenleveranse og oksygenopptak, enn hos de friske. Det var ubalansert.

Selv om oksygenleveransen var redusert, var muskulaturens evne til å ta opp oksygen relativt lite berørt av sykdommen. Dette er funn som til dels er kontroversielt innen fagmiljøet, mener Rud.

Hjertet begrenser maksopptak?

I tillegg til å indikere at forholdet mellom muskulatur og hjerte hos friske er relativt lik uavhengig av treningstilstand, støtter funnene at det er hjertets pumpekapasitet som begrenser det maksimale oksygenopptaket under for eksempel sykling.

Dette er fordi muskulaturen kan ta i mot mer blod (og dermed oksygen) enn hva hjertet kan pumpe.

De friske gruppene utnyttet omtrent 35 prosent av muskulaturens kapasitet under denne aktiviteten, mens lungepasientene utnytter bare 17prosent.

Riktig trening for KOLS-pasienter

Resultatene fra studiet med lungepasientene indikerer at utholdenhetstrening med bare en liten muskelgruppe er tilstrekkelig til å utfordre hjertes og lungenes kapasitet

– KOLS-pasienter bør derfor bruke en liten muskelmasse når de trener, for ikke å overbelaste hjerte og lungene.

- På denne måten vil de kunne trene både hjertet og muskulaturen samtidig. En god øvelse for de er derfor å bruke apparater hvor de bare trener noen muskler om gangen, forteller Rud.