Hvordan uttrykke aerob kapasitet hos barn og unge?

Svein Arne Pettersen, Per Morten Fredriksen Om forfatterne
Artikkel

VO2 peak, det høyeste oksygenopptaket (VO₂) som måles under en belastningstest til utmattelse, regnes som en av de viktigste enkeltindeksene på aerob fysisk yteevne (1). For å kunne sammenlikne personer med ulik vekt utrykkes VO2 peak vanligvis ved å dele absoluttverdiene på kroppsvekten, VO2 peak (ml kg-1 min-1) (2). I løpet av de 10 – 15 siste årene har en rekke studier vist at oksygenopptaket ikke øker lineært med kroppsvekten hos barn og unge (1 – 4). Samtidig rapporteres det om en «epidemi» av overvekt hos barn i den vestlige verden (5). På grunn av sparsomme data er det vanskelig å si noe om utviklingen i Norge. Bruken av VO2 peak uttrykt i forhold til kroppsmassen kan derfor tenkes å maskere resultater i forhold til utviklingen av aerob fysisk form. Det vil være viktig å ha en valid målemetode slik at eventuelle endringer i aerob fysisk yteevne ikke maskeres av vektendring blant barn og unge over tid.

Hensikten med denne artikkelen er å rette et kritisk blikk på bruken av høyeste direktemålte oksygenopptak hos barn og unge (VO2 peak) uttrykt i forhold til kroppsmassen som mål på aerob fysisk yteevne og trenbarhet i løp. I tillegg til analyse av eget materiale (3, 4) ble det søkt i PubMed med søkeordene «children», «adolescents», «aerobic capacity», «performance ability» og «scaling factor».

VO2 peak hos barn og unge

Hos voksne er det maksimale oksygenopptaket en nyttig indikator på yteevne i utholdenhetsaktiviteter (2). Noen studier viser likevel at å uttrykke det maksimale oksygenopptaket i forhold til kroppsmassen ikke er den beste indeksen selv hos voksne (6).

Hos barn derimot har mange studier vist at VO2 peak uttrykt i forhold til kroppsmassen ikke markerer forskjeller i aerob fysisk yteevne i løp på samme måte som hos voksne (1, 3, 7). I longitudinelle studier og i tverrsnittsundersøkelser med stor aldersspredning øker yteevnen i løp kraftig med økende alder, mens VO2 peak er påfallende stabil eller tenderer til en nedgang hos jenter fra 13 – 14 års alder (2). I en oversiktsartikkel i Tidsskriftet påpekte Meen (8) at bruk av maksimalt oksygenopptak uttrykt i forhold til kroppsmassen neppe er et godt mål på graden av fysisk aktivitet og dermed treningstilstand.

I en tidligere studie av Pettersen og medarbeidere (3) ble det forsøkt å finne en eksponentialfunksjon for vekt som best kunne uttrykke forskjellene i utholdenhet ved løping på tredemølle. 195 barn og unge i alderen 8 – 17 år deltok i studien. Gjennom allometriske regresjonslikninger ble det påvist at direktemålt høyeste oksygenopptak hos barn og unge ikke øker lineært med vektøkningen, men at det er et inverst forhold. Det ble vist at kroppsmasseeksponentene lå på 0,55 – 0,87 avhengig av alder, kjønn og hvilken modell som ble brukt. Disse eksponentene ligger i området rundt den teoretisk funderte eksponenten 0,67. Eksponenten er utledet fra en likning som relaterer overflaten til volum2/3 (surface law) og indikerer at oksygenforbruket øker i takt med en faktor hvor kroppsvekten er opphøyd i 0,67 (9).

Kleiber (10) foreslo at oksygenopptaket øker med kroppsvekten opphøyd i 0,75. Han beskrev at varmeproduksjonen var relatert til eksponenten 0,75 hos en lang rekke dyr fra mus til hval, noe som gir det samme forholdet mellom VO₂ og kroppsvekten.

Tabell 1 viser at det er vanskelig å skille ulikheter i yteevnen i løp ved å utrykke VO2 peak i forhold til kroppsmassen. Yteevnen leses som den distanse deltakerne i studien klarte å gjennomføre før utmattelse. Hvis man derimot ser på VO2 peak (ml kg-0,67 min-1), får man et noe annet bilde. Hos guttene var verdiene for både VO2 peak (ml kg-0,67 min-1) eller (ml kg-0,75 min-1) og distanse lavest hos de yngste for så å øke i et sammenliknbart mønster med de høyeste verdiene for begge variabler hos de eldste.

Tabell 1 VO2peak-verdier uttrykt i ulike enheter og distanse til utmattelse (middelverdier og standardavvik)

Gutter

Jenter

Alder (år)

Alder (år)

VO2 peak

8 – 9 n = 11 (± SD)

10 – 11 n = 26 (± SD)

12 – 13 n = 33 (± SD)

14 – 15 n = 24 (± SD)

16 – 17 n = 13 (± SD)

8 – 9 n = 14 (± SD)

10 – 11 n = 25 (± SD)

12 – 13 n = 22 (± SD)

14 – 15 n = 14 (± SD)

16 n = 13 (± SD)

l min-1

1,79 (0,27)

2,0 (0,34)

2,56 (0,58)

3,47 (0,55)

3,84 (0,46)

< 0,001

1,57 (0,31)

1,73 (0,26)

2,17 (0,30)

2,62 (0,31)

2,51 (0,59)

< 0,001

ml kg-1 min-1

56,3 (4,4)

56,4 (6,2)

55,0 (7,5)

60,5 (4,3)

58,0 (4,6)

0,15

47,5 (6,2)

46,4 (5,2)

47,7 (5,2)

47,0 (3,2)

46,3 (5,1)

0,69

ml kg-0.67 min-1

176,5 (11,7)

183,2 (20,7)

193,5 (28,6)

229,7 (16,9)

232,4 (15,4)

<0,001

150,1 (15,8)

153,5 16,3)

168,0 (15,6)

176,6 (14,6)

172,8 (20,0)

<0,001

ml kg-0.75 min-1

134,0 (8,7)

137,8 (15,1)

142,5 (20,6)

166,3 (11,4)

166,3 (10,9)

<0,001

113,5 (11,9)

115,1 (12,4)

123,9 (11,6)

128,0 (10,2)

125,8 (13,6)

<0,001

Distanse (m)

1369 (398)

1683 (311)

1759 (320)

2045 (404)

2237 (372)

<0,001

1167 (273)

1238 (263)

1339 (297)

1469 (205)

1531 (231)

<0,001

[i]

[i] 1  P-verdiene bygger på test av lineær trend ved bruk av kontraster

Hos jentene var ikke resultatene like entydige da VO2 peak (ml kg-0,67 min-1) eller (ml kg-0,75 min-1) viser en liten nedgang hos de eldste selv om yteevnen i løp øker. Den økte yteevnen kan skyldes bedret motorikk og dermed bedret løpsøkonomi. Bedre evne til å arbeide anaerobt kan også være med på å forklare økningen i distanse, noe som indikerer at den tilbakelagte distansen ikke bare er et resultat av VO2 peak-verdiene. I tillegg kan distansen fluktuere på grunn av intraindividuelle dag-til-dag-variasjoner uten en endring i VO2 peak (3).

Fredriksen og medarbeidere (4) sammenliknet fire studier av VO2 peak i Norden fra 1952 frem til 1996 (4, 11 – 13). Resultatene viste at guttene hadde relativt stabile VO2 peak-verdier uttrykt i forhold til kroppsmassen (fig 1), mens jentene tenderte til en liten nedgang med økende alder (14) (fig 2).

Aerob kapasitet for gutter i Skandinavia gjennom 45 år uttrykt som VO2 peak (ml kg-1 min-1). (14)

Aerob kapasitet for jenter i Skandinavia gjennom 45 år uttrykt som VO2 peak (ml kg-1 min-1) (14)

Prestasjonsevnen steg gjennom hele oppveksten noe som er vanskelig å tolke dersom man ser VO2 peak-verdiene korrigert for kroppsmasse som et uttrykk for yteevne. Ved å omregne gjennomsnittsverdiene av VO2 peak i de ulike aldersgruppene til VO2 peak (ml kg-0,67 min-1) ser vi at bildet blir annerledes: Det skjer også en økning i VO2 peak (ml kg-0,67 min-1) med økende alder (fig 3, 4). Da det ikke har vært tilgang til originaldata fra undersøkelsene av Åstrand (11), Hermansen (12) og Andersen og medarbeidere (13), har vi valgt å fremstille datamaterialet visuelt. Det er verdt å merke seg at når VO2 peak uttrykkes som (ml kg-0,67 min-1), kan VO2 peak-verdiene fortelle oss noe om økningen i yteevne og dermed være et mål på prestasjonsevne/fysisk form.

Aerob kapasitet for gutter i Skandinavia gjennom 45 år uttrykt som VO2 peak (ml kg-0,67 min-1) (14)

Aerob kapasitet for jenter i Skandinavia gjennom 45 år uttrykt som VO2 peak (ml kg-0,67 min-1). (14)

Effekt av trening

Fredriksen og medarbeidere (15) viser hvordan ulike måter å utrykke det høyest målte oksygenopptaket i forhold til kroppsmassen påvirker utfallet av analysen. En treningsstudie av 93 hjertesyke 12-åringer, som ble delt i en intervensjonsgruppe (n = 55) og en kontrollgruppe (n = 38), ble gjennomført over en femmånedersperiode. Deltakerne gjennomførte belastningstest (VO2 peak) på tredemølle før og etter intervensjonen. Når resultatene av treningsstudien ble fremstilt som VO2 peak uttrykt i forhold til kroppsmassen, ble konklusjonen at det ikke var signifikant fremgang som følge av treningen. Ved å benytte VO2peak (ml kg-0,67 min-1) viste intervensjonen en signifikant treningseffekt. I kontrollgruppen var det ikke signifikant fremgang uavhengig av hvordan det ble korrigert for kroppsvekt. Vektøkningen var på 3 kg og 3,4 kg for intervensjons- og kontrollgruppen respektivt i løpet av fem måneder. Avhengig av hvordan man velger å relatere VO2 peak til kroppsvekten, blir altså konklusjonen på effekt av trening diamentralt forskjellig. Årsaken er at økningen i vekt tar bort effekten av økningen i VO2 peak (l min-1) ved bruk av VO2 peak korrigert for kroppsmasse. Tid til utmattelse økte i gjennomsnitt med 41 sek. i intervensjonsgruppen. Dette kan tyde på økt yteevne utover den man kan forvente fra vekst og utvikling siden kontrollgruppen hadde en 10 sek. mindre gjennomsnittlig økning i tid til utmattelse. Testprotokollen er standardisert med hensyn til reproduserbarhet med tilfredsstillende resultat (16, 17).

Rowland (18) hevder at barn oppnår økning i VO2 peak uttrykt i forhold til kroppsmassen dersom intensiteten er høy nok og treningsregimene opprettholdes over lang nok tid. Kan det være slik at selv om intensiteten bare ligger på 65 – 80 % av høyeste oppnådde hjertefrekvens (HFpeak), som i studien av Fredriksen og medarbeidere, vil barn ha treningsindusert fremgang i utholdenhet bare man korrigerer for endringer i kroppsvekt på en tilfredsstillende måte? Man skal være forsiktig med å overføre konklusjoner fra treningsforsøk med hjertesyke barn til friske da det kan være en sannsynlighet for at hjertesyke har et lavere startutgangspunkt. Teoretisk sett vil det da være lettere å få en treningsindusert fremgang hos disse enn hos barn som har et høyt oksygenopptak ved treningsperiodens begynnelse.

Sjødin & Svedenhaug (19) fant i en treningsstudie av åtte gutter (gjennomsnitt 12 år ved oppstart) over seks år at VO2 peak uttrykt i forhold til kroppsmasse forble uforandret mens VO2 peak (ml kg-0,75 min-1) økte signifikant. Treningen bestod av løping fire til fem ganger per uke fra 48 km økende til 60 km per uke de to siste årene. De konkluderte med at VO2 peak målt under løping på tredemølle gav et bedre uttrykk for effekten av trening når vekten ble opphøyd i 0,75 (eller en verdi nær denne) enn til kg-1. Treningseffekten uttrykt som VO2 peak (ml kg-0,75 min-1) ble på linje med det man ser som treningsindusert effekt hos voksne som gjennomfører samme treningsopplegg. De åtte guttene i studien til Sjødin & Svedenhag var friidrettsutøvere (mellomdistanse) og kunne dermed være genetisk predisponert for å respondere på treningsdosene de ble utsatt for. I kontrast til dette hevdet Armstrong & Welsman (20) at treningseffekten hos barn tenderer til å være lavere enn hva man vil forvente hos voksne, men konklusjonen bygger på VO2 peak uttrykt som ml kg-1 min-1.

Konklusjon

Stadig flere studier utfordrer bruken av den konvensjonelle måten å utrykke VO2 peak, som ml kg-1 min-1, hos barn i vekst. Dette bør føre til at man vurderer å ta i bruk allometriske modeller for å korrigere for ulikheter i kroppsmasse. Samtidig bør det tilføyes at det neppe finnes enkle matematiske sammenhenger mellom kroppsvekt og VO2 peak som en funksjon av yteevne i løp (3).

Fakta
  • VO2 peak motsvarer den høyeste hastigheten på den aerobe energiomsetningen eller også en persons maksimale kapasitet til å tilegne seg og forbruke oksygen per tidsenhet. Uttrykkes ofte i l min-1 og/eller korrigert for kroppsvekt (ml kg-1 min-1).

Anbefalte artikler