Pedalenes paradoks

Erfarne syklister, som er eksperter på sykling, og fysiologer, som er eksperter på kroppen, har hittil hatt vanskelig for å forstå hverandre i spørsmål om valg av tråkkfrekvens. Nå kan ny kunnskap hjelpe.

Published

I omkring 100 år har syklister, også erfarne profesjonelle ryttere, sust avgårde med en høy tråkkfrekvens. I like lang tid har det vært kjent at syklister under lett til moderat sykling kan spare energi ved ganske enkelt å tråkke på lavere frekvens. 

Arbeidsfysiologer og biomekanikere over hele verden har gitt paradokset klassikerstatus.

Fra et tradisjonelt arbeidsfysiologisk synspunkt, er det nemlig fordelaktig å spare så mye som mulig på kroppens begrensede energireserver under langvarig sykling.

Sykkelrytterne har alltid ristet på hodet når forskerne har hevdet at lavere tråkkfrekvens fører til lavere energiforbruk. For deretter gladelig å sykle videre med hurtige tråkk på pedalene.

Hjelp fra neurofysiologien

Grunnlaget for å omsider kunne komme fram til en sannsynlig forklaring på paradokset, ble skapt av neurofysiologiske forskere og dyreforsøk.

I disse forsøkene har forskere blant annet åpnet virvelsøylen for å måle nerveaktiviteten i ryggmargen, som sammen med hjernen utgjør sentralnervesystemet.

I 1980 oppsummerte Fred Delcomyn fra University of Illinois i Science, at timingen av gjentatte bevegelser, som utgjør enhver rytmisk atferd (som å gå eller sykle), er regulert av spesielle rytmiske egenskaper i sentralnervesystemet i høyere grad enn av sensorisk feedback fra de kroppsdeler som er i bevegelse.

Derfra var det ikke langt til introduksjonen av begrepet “sentrale mønster-generatorer”.

Ryggmargen inneholder adskillig sentrale mønster-generatorer, som består av nettverk av nerveceller. Aktivitet i disse nettverkene kan i seg selv produsere rytmiske bevegelser.

Håp om å hjelpe ryggmargsskadde

Etter at det i mange år primært ble foretatt undersøkelser av de sentrale mønster-generatorer på dyr (bl.a. mus og snegler), er det i de senere år utført eksperimenter på mennesker.

Status på den humane forskning er at det i likhet med hos laverestående dyr, også eksisterer sentrale mønster-generatorer hos oss.

- En av de langsiktige ambisjonene med forskningen er å kunne forbedre livet for ryggmargsskadde mennesker ved for eksempel å hjelpe dem til å gå eller sykle igjen, sier Ernst Albin Hansen, forsker ved Norges idrettshøgskole.

- Det håper vi kan skje gjennom elektrisk eller kjemisk stimulering/ aktivering av sentrale mønster-generatorer.

Tråkkfrekvens er en robust indre rytme

"Ernst Albin Hansen ved Norges idrettshøgskole."
"Ernst Albin Hansen ved Norges idrettshøgskole."


- Resultatene fra vårt laboratorium støtter bevisene for at de sentrale mønster-generatorer spiller en vesentlig rolle for valget av tråkkfrekvens i sykling, sier Hansen.

I studien ble syklistene først stimulert med økt mekanisk belastning og deretter økt kretsløpsbelastning. Ingen av stimuliene påvirket valget av tråkkfrekvens.

I tillegg ble den selvvalgte tråkkfrekvensen gjentatte ganger målt over en 12 ukers periode. Tråkkfrekvensen viste seg å være stabil over tid, men samtidig veldig ulik fra person til person.

Faktisk var det en påfallende likhet i stabilitet og individualitet for tråkkfrekvens og for en helt annen frivillig rytme som ble studert hos forsøkspersonene - nemlig den selvvalgte tappefrekvens med pekefingeren.

- Vi konkluderte med at den selvvalgte tråkkfrekvens kan betraktes som en robust og høyst individuell indre motorisk rytme, som sannsynligvis er under primær innflytelse av sentrale mønster-generatorer, sier Ernst A. Hansen, ansvarlig for studien ved Seksjon for fysisk prestasjonsevne.

Påvirkelig - tross alt

Men det at den selvvalgte tråkkfrekvensen er en robust indre rytme må ikke helt overskygge at den tross alt er påvirkelig.

Dels kan syklisten naturligvis bevisst velge å endre frekvens. Dels er det påvist at en rekke faktorer i noen grad påvirker valget av tråkkfrekvens. Det gjelder for eksempel arbeidseffekten og syklistens alder.

Forskerne ved NIH har også påvist at tung styrketrening kan påvirke valget av tråkkfrekvens. Men et viktig poeng er at påvirkningsfaktorerne bare har en beskjeden innvirkning.

- På en måte kan man derfor sammenligne tråkkfrekvens i sykling med skrittfrekvensen når du går, beskriver Hansen.

- Hvis det kommer en liten stein i skoen, vil personen merke det uten at det nødvendigvis betyr noe for skrittfrekvensen. Men hvis steinen er større, kan det medføre at fotgjengeren endrer frekvensen på sine skritt for å forsøke å minske ubehaget.

"Allerede i 1913 undret fysiologene Benedict og Cathcart seg over at en av deres forsøkspersoner, en profesjonell syklist, valgte en høy og energikrevende tråkkfrekvens framfor å benytte lavere tråkkfrekvenser. Bildet er fra deres avhandling Muscular work: A metabolic study with special reference to the efficiency of the human body as a machine."
"Allerede i 1913 undret fysiologene Benedict og Cathcart seg over at en av deres forsøkspersoner, en profesjonell syklist, valgte en høy og energikrevende tråkkfrekvens framfor å benytte lavere tråkkfrekvenser. Bildet er fra deres avhandling Muscular work: A metabolic study with special reference to the efficiency of the human body as a machine."

Tråkkfrekvens i et evolusjonsperspektiv

Et fenomen som har vært med på å forvirre forskere opp gjennom tiden, er at mennesket under gange og løp velger den skrittfrekvensen som er mest energibesparende.

Så hvorfor minimerer mennesket energiforbruket når vi går og løper, men ikke når vi sykler?

Energibesparende egenskaper under gåing og løp, som har vært menneskets primære transportform i millioner av år, kan ha blitt prioritert gjennom vår utvikling.

Sett i det perspektivet, er det trolig forståelig at det skal mer enn snaue 100 års sykling til for at den selvvalgte og den mest energibesparende tråkkfrekvensen sammenfaller.