Matalatehoisen harjoittelun sanotaan kehittävän tehokkaimmin lihasten hiussuonitusta. Myös nopeiden lihassolujen ympärille tarvitaan lisää hiussuonia, mutta rauhallinen peruskestävyystreeni ei kuormita nopeita soluja riittävästi. Siihen tarvitaan intervalleja.
Teksti Ilkka Heinonen
Hyvä kestävyys eli maksimaalinen hapenottokyky riippuu ennen kaikkea siitä, miten paljon sydän pumppaa verta ja happea lihaksille. Lihasten on puolestaan pystyttävä hyödyntämään veren kuljettama happi ja ravintoaineet mahdollisimman tarkkaan.
Lihassoluja ympäröivä hiussuonisto on avainasemassa siirtäessään happea ja ravintoaineita yksittäisten solujen käyttöön.Lihassolujen voimalaitokset eli mitokondriot pystyvät käyttämään kaiken hapen, jonka ne saavat hiussuonien välityksellä käyttöönsä. Jos hiussuonitusta ei ole tarpeeksi, osa hapesta virtaa ohi lihasten.
Hapen avulla mitokondriot muodostavat ravintoaineista kemiallista energiaa soluille käytettäväksi esimerkiksi lihassupistukseen ja solukalvopumppujen toimintaan.
Kestävyysharjoittelun myötä sydämen lisäksi myös valtimoiden läpimitta kasvaa, mutta vain niissä raajoissa tai lihasalueissa, joita harjoitetaan.
Jaloissa suurimmat reisivaltimot tavataan pyöräilijöillä. Tiettävästi hiihtäjien valtimoita ei ole vielä systemaattisesti tutkittu, mutta olettaa sopii, että heillä koko kehon ”valtimopuusto” on normaalia suurempi ja raajoittain vähintään hyvin lähellä suurimpia arvoja mitä urheilijoilla on.
Punasolut puristautuvat hiussuoniin
Hapen ja ravintoaineiden kulkeutuminen lihaksiin tapahtuu vain noin 7 mikrometriä läpimitaltaan olevissa kapillaareissa eli hiussuonissa. Niiden kautta poistuvat myös lihaksista verenkiertoon laskimoihin hiilidioksidi ja muut aineenvaihduntatuotteet.
Harjoittamattomassakin lihaksessa on valtava määrä hiussuonia. Niiden läpimitta on niin pieni, että happea kuljettavan punasolun on puristauduttava jopa hieman kokoon, jotta läpimitaltaan 10-mikrometrinen solu pääsee hiussuonista läpi.
Punasolun puristautuminen on itse asiassa yksi keino vapauttaa happea lihaksille, mitä lihasten supistuminen voi vielä tehostaa.
On ilmeistä, että rennon rytmikkäät ja suhteellisen tiheät lihassupistukset ovat lihasten hapettumisen kannalta parempia kuin harvakseltaan tapahtuva, suurella voimalla tehtävä lihastyö.
Hapentarvetta ja hapettumista määrittää kuitenkin aina ensi sijassa aineenvaihdunnallinen tarve, joten suuria eroja lihastyön frekvenssillä tuskin kuitenkaan on.
Kestävyysurheilijalla tiheä hiussuonisto
Sydämen ja valtimoiden koon kasvun lisäksi yksi kestävyysharjoittelun keskeisimpiä vaikutuksia on harjoitettujen lihasten hiussuoniston lisääntyminen. Hyvin harjoitelleen kestävyysurheilijan luustolihasten hiussuonitus voi olla jopa yli 200 prosenttia suurempi kuin harjoittelemattoman ihmisen.
Näin happi kulkeutuu kaikkialle lihakseen, mistä on hyötyä etenkin kovassa rasituksessa.
Harjoittelun ja tihentyneen hiussuoniston ansiosta lihaksen verenvirtaus on submaksimaalisessa rasituksessa vähäisempää ei suurempaa, koska verellä on enemmän aikaa vapauttaa happea paremmin.
Omien tutkimustemmekin mukaan maksimaalinen hapenottokyky on tiiviisti yhteydessä siihen, kuinka paljon luurankolihaksen hiussuonistossa virtaa verta maksimistasolla. Tämä heijastelee epäsuorasti hiussuonituksen määrää.
Kestävyysharjoittelu parantaa lihasten maksimaalista verenvirtauskapasiteettia, jolloin mitokondrioilla on käytettävissään suurempi määrä happea.
Happi irtoaa verestä paremmin
Vaikka kestävyysharjoittelu parantaa luurankolihaksen maksimaalista verenvirtauskapasiteettia hiussuonituksen lisääntymisen kautta, submaksimaalisessa rasituksessa lihaksen verenvirtaus ei ole suurempaa vaan vähäisempää kuin ennen harjoittelua.
Tämä johtuu siitä, että suuremmasta hiussuonituksesta johtuen lihaksissa on kaiken aikaa hiukan enemmän verta. Näin verellä on enemmän aikaa ”viipyillä” lihaksessa ja vapauttaa happea paremmin. Jos veri kulkee liian nopeasti lihasten läpi, se ei ehdi vapauttaa happea siinä määrin kuin hitaammin virratessaan.
Hapen parempi irtoaminen verestä on myös yksi keskeinen kestävyysharjoittelun vaikutus. Omissa tutkimuksissamme olemme havainneet, että näin tapahtuu luurankolihasten lisäksi myös sydänlihaksessa.
Koko kehon tasolla työtätekevien lihasten matalampi verenvirtaus ja suurempi hapen irtoaminen verestä näkyy hieman matalampana sydämen pumppaamana verimääränä, mistä harjoittelun myötä laskenut syke on yksi merkki.
Millainen harjoittelu lisää hiussuonitusta?
Tiedot kestävyysurheilijoiden roimasti suurentuneesta lihasten hiussuonituksesta ovat sikäli hankalia tulkittavia, että heillä hiussuonitus voi olla normaalia suurempaa jo hyvistä geeneistä johtuen. Luontainen lahjakkuus on saattanut heidät kestävyyslajien pariin. Taustalla on toki yleensä aina myös jo hyvin nuorena aloitettu harjoittelu ja kilpaileminen, jotka ovat myös lisänneet lihasten hiussuonia.
Harjoitteluinterventiotutkimusten pohjalta tiedetään, että myös kestävyysharjoittelu lisää luurankolihasten hiussuonitusta, mutta se ei yksin selitä sitä, miksi kestävyysurheilijoilla voi olla jopa 200 % enemmän hiussuonitusta kuin harjoittelemattomilla ihmisillä.
Lihasten hiussuonitus lisääntyy tyypillisesti 10–30 % 6–8 viikon kestävyysharjoittelujakson aikana.
Sen sijaan on hyvin vaikeaa sanoa, mikä harjoittelun intensiteetti tuottaa parhaan tuloksen hiussuonituksen lisäämisessä.
Erilaisissa valmentajakoulutuksissa ja muissa yhteyksissä tuodaan esille, että hiussuonitus kehittyy parhaiten matalatehoisen harjoittelun seurauksena, mutta totuus on itse asiassa monimutkaisempi.
Pitkään ja rauhallisesti, reippaita intervalleja vai lihaskestävyyttä?
Uskomus matalatehoisen kestävyysharjoittelun hyödyistä on ollut vallalla hyvin pitkään, mutta on hieman epäselvää, mihin taustatietoon tai tutkimukseen se nojautuu. Valtaosassa tutkimuksista ei ole koskaan selvitetty erikseen eri tehoalueiden vaikutuksia hiussuonituksen kehittymisessä, vaan useimmissa tutkimuksissa harjoittelun tehoa on nostettu aina kunnon kohoamisen myötä harjoittelujakson jatkuessa.
Esimerkiksi ensimmäisessä kestävyysharjoittelun hiussuonitusvaikutuksia selvittäneessä vuonna 1977 julkaistussa tutkimuksessa koehenkilöt harjoittelevat neljästi viikossa kahdeksan viikkoa 80 prosentin teholla maksimaalisesta hapenottokyvystä. Tätä seuranneessa tutkimuksessa intensiteetit vaihtelivat 50 ja 90 %:n välillä, ja kahdessa viikoittaisessa sessiossa harjoittelu oli intervallitreeniä, jonka loppuosa rassasi aina maksimaalisen hapenottokyvyn rajoja.
Myös seuraavissa tutkimuksissa intensiteetit olivat kovia, kuten Hoppelerin tutkimuksessa 1985. Siinä kuuden viikon harjoittelujakso koostui viidestä 30 minuutin harjoituksesta viikossa. Harjoituksen syke oli vähintään 85 % prosenttia maksimista kaksi kolmasosaa treenistä. Tutkijat raportoivat koehenkilöiden olleen kirjaimellisesti lähes lopen uupuneita jokaisen harjoituksen lopussa.
Tätä taustaa vasten kaikki hiussuonitusta lisäävät tutkimukset ovat olleet varsin kovatehoisia, ja kova tutkimuksellinen näyttö matalatehoisen kestävyysharjoittelun vaikutuksista on hyvin vähäistä.
Kovaa tehoa ja intervalleja tarvitaan hiussuoniston rakentamiseen
Verraten kovatehoinen kestävyysharjoittelu lisää luustolihasten hiussuonitusta siksi, että hapentarpeen kasvaessa etenkin hapenpuutteesta kärsivistä lihasalueista alkaa erittyä verisuonten kasvutekijöitä, jotka ”houkuttelevat” ja kasvattavat lisää hiussuonia näille alueille. Hiussuonitusta parantamalla elimistö pyrkii estämään sen, että seuraavalla kerralla tätä tilaa ei kehittyisi.
Myös pitkäkestoinen ja matalatehoinen kestävyysharjoittelu parantaa hiussuonitusta. Mekanismi vain on erilainen, sillä siinä lihasten supistelussa tarvittava solujen kalsiumliikenne ja rasvahappometabolia ovat ne, mitkä polkaisevat hiussuonituksen rakentamisen käyntiin.
Myös lihaksiin kohdistuva mekaaninen rasitus niiden supistuessa saa aikaan hiussuonituksen kasvua, joskin sen on todettu olevan heikompi stimulus kasvulle kuin lihaksiin kohdistuva aineenvaihdunnallinen kuorma.
Hyvin harjoitelleen kestävyysurheilijan luustolihasten hiussuonitus voi olla jopa yli 200 prosenttia suurempi kuin harjoittelemattoman ihmisen.
Valtimoiden tapaan myös hiussuonituksen rakentuminen on spesifistä, eli se kohdistuu vain niihin lihasryhmiin, joita harjoitetaan. Matalatehoinen kestävyysharjoittelu keskittyy käytännössä lähes yksinomaan hiussuonituksen rakentamiseen hitaiden lihassolujen ympärille. Nopeiden solujen aktivoiminen taas vaatii kilpailunomaisia vauhteja ja voimia.
Nopeiden lihassolujen hiussuonitus on vähäisempää kuin hitaiden. Siksi harjoituksissa on tärkeää aktivoida myös näitä lihassoluja. Niitä tarvitaan kilpailuissa, ja siksi vauhdikkaampi meno alkaa tökkiä nopeasti, jos hiussuonistoa ei ole rakennettu myös nopeiden lihassolujen ympärille.
Intervalliharjoittelu lisää hiussuonistoa
Tutkimukset ovat vahvistaneet, että vauhdikasta, useista toistoista koostuvaa sprinttimäistä tehoharjoittelua tarvitaan hiussuonituksen lisäämiseksi nopeiden lihassolujen ympärille.
Vetovaihe nostaa nopeiden solujen aineenvaihdunnan tasoa, joka pysyy koholla vielä palautusvaiheessakin. Tämä ohjaa tehokkaasti verta nopeiden solujen ympärille. Vetojen on kuitenkin oltava useiden kymmeniä sekuntien mittaisia lyhyiden spurttien sijaan ja toistoja on tultava riittävästi.
Eräiden tanskalaistutkimuksien perusteella voi olettaa, että hiussuonituksen kasvu ei ole parasta mahdollista kovasta intensiteetistä huolimatta, jos harjoituksen kokonaismäärä jää kovin matalaksi.
Tutkimusten perusteella hiussuonitusta luurankolihaksissa lisääväksi tärkeimmäksi tekijäksi näyttää nousevan se, miten kovalla aineenvaihduntatasolla lihaksia kuormitetaan. Aineenvaihdunta on kovilla etenkin tehoharjoituksissa, mutta myös matalatehoisissa harjoituksissa, kunhan ne vain ovat riittävän pitkäkestoisia (2–5 tuntia).
Tasatyöntö ja sauvoittaluistelu rakentavat hiussuonistoa
Hiihtoa ajatellen lihasten hiussuonitusta rakentaa tehokkaasti tasatyöntö- tai sauvoittaluisteluharjoittelu. Niissä verenvirtausta ohjataan ”pakotetusti” vain tietyille lihasryhmille ja koska voimaakin tarvitsee käyttää, myös nopeat lihassolut aktivoituvat. Vaikka nämä lajinomaiset harjoitukset eivät kehitä parhaalla tavalla keskeisverenkiertoa, niiden määrää olisi syytä nostaa treenivuosien karttuessa.
Sauvoittaluistelu ja tasatyöntö kehittävät lajivoimaa ja lihaskestävyyttä. Tämä kehityksen taustalla on osaltaan hiussuonituksen parantuminen hiihdon kannalta juuri oikeissa lihaksissa.
Mitä tapahtuu sydämen hiussuonitukselle?
Kaikki edellä kuvatut vaikutukset ovat tähän mennessä koskeneet vain luurankolihasta, mutta tutkimuksissa on selvitetty myös sydänlihasvaikutuksia. Vaikka sydän on lihas ja vahvistuu rasituksessa, kestävyysharjoittelu ei lisää sydämen hiussuonitusta.
Kestävyysharjoittelu suurentaa sydämen verenkierrosta vastaavien sepelvaltimoiden kokoa ja hiussuonienkin määrää, mutta vain siinä suhteessa kuin sydänlihassolutkin kasvavat harjoittelun myötä. Hiussuonitus suhteessa lihassolujen määrään ei kasva normaalia suuremmaksi sydämessä.
Sydämen oma verisuonitus ei näytä myöskään olevan siinä määrin kestävyyssuorituskykyä määrittävä tekijä kuin luustolihaksen. Kestävyys ei parane, jos sydämen omaa verisuonitusta kasvatetaan geneettisellä käsittelyllä niin kuin joissakin kokeellisissa tutkimuksissa on testattu.
Sydämeen kohdistuva verisuonituksen geenidoping ei siis paranna suorituskykyä, vaikka siitä julkisuudessa välillä kohistaankin.
Suorituskyvyn kannalta vaikutuksia saattaa kuitenkin olla sillä, jos sydämen oma hiussuonitus ei kasva samassa mitassa kun sydänsolujen koko kasvaa harjoittelun myötä. Tämä on tärkeää tiedostaa etenkin nuorten kohdalla, sillä menestystä määrittävät tekijät rakennetaan usein jo nuoruusvuosien harjoittelussa.
Nuoruusvuosina paljon rentoa kestävyystreeniä
Tutkimusten mukaan sydämen hiussuonitus ei pysy kunnolla mukana lihassolujen koon kasvussa, jos kovatehoinen harjoittelu paksuntaa liikaa sydämen seinämiä.
Jos hiussuonitusta ei ole riittävästi vastaamaan lihasten hapentarpeeseen, on mahdollista, että sydämen täytyy rajoittaa omaa pumppaamistaan, jotta se ei ylitä omia toimintareservejään ja ajaudu paikalliseen hapenpuutetilaan.
Professori ja kuuluisan juoksukirjan Lore of Running kirjoittaja Timothy Noakes esitti julkaisuissaan samansuuntaisia ajatuksia jo 2000-luvun alussa, mutta vielä silloin ne eivät saavuttaneet suurempaa kaikupohjaa tutkijoiden ja valmentajien keskuudessa.
Kysymys ei ole siitä, että urheilijoiden sydämessä kehittyisi varsinainen infarktin kaltainen hapenpuutetila, vaan että erilaiset säätelymekanismit lyövät jo aikaisemmin jarrua päälle, jotta se ei pääsisi varsinaisesti ilmaantumaan.
OMAT TUTKIMUSLÖYDÖKSEMMEKIN urheilijoiden sydänten tutkimuksen parista antavat viitteitä siitä, että sydämen massan liiallinen kasvu yhdistyy moniin epäedullisiin vaikutuksiin, kuten esimerkiksi sydämen pumppaustehokkuuden laskuun rasituksessa.
On siis tärkeää, että sydän saa etenkin nuoruusvuosina ennemmin rennon helppoa tilavuuskuormitusta kuin puristamalla suoritettua painekuormitusta, joka paljon tehtynä voi paksuntaa seinämiä liiaksi eikä sydämen hiussuonitus pysy mukana kasvussa.
Puristavan tehoharjoittelun sydämen seinämiä paksuntava vaikutus ei välity vain painekuormituksen kautta, vaan myös kovassa rasituksessa erittyvien stressihormonien, kuten adrenaliinin, välityksellä.
PARAS SYDÄNVAIKUTUKSIIN johtava harjoittelu on sellaista, jossa liikkuminen on tehoista riippumatta mahdollisimman rentoa ja helppoa. Vähemmän harjoitelleilla kevyt rasitustaso riittää hyviä sydänvaikutuksia ajatellen. Kevyesti juostessa tai muuten liikkuessa, kuten hiihdettäessä, rentouden ja helppouden ylläpitäminen on verraten helppoa toteuttaa.
Tämä ei tosin yksin riitä kilpaurheilijoille, sillä tilavuustyötarve ei kehity pelkillä matalilla rasitustasoilla. Heillä sydämen trimmaaminen ei onnistu ilman oikealla rasitusteholla tehtyä tehoharjoittelua.
RENTOUDEN JA HELPPOUDEN vaatimus korostuu vauhtien kiihtyessä. Etenkin nuorena toteutettu liian tehopainotteinen puristusharjoittelu voi estää tai ainakin hidastaa sydämen tilavuuden kasvamista niihin mittoihin, joita aikuisiässä huipulla tarvitaan.
Hampaat irvessä tehtävien maksimikestävyysharjoitusten välttäminen onkin tärkeää kokemattomien kuntoilijoiden lisäksi etenkin nuorille kestävyysurheilijoille.
SYDÄMEN HARJOITTAMINEN isoksi ja etenkin kimmoisan venyväksi saadaan aikaan vain kasvun ja kehityksen aikaisella oikealla harjoittelulla. Useissa tutkimuksissa on havaittu, että aikuisiässä aloitetulla kovalla ja määrällisestikin runsaalla kestävyysharjoittelulla saadaan kyllä sydämen seinämäpaksuudet ja massa harjoitettua eliittikestävyysurheilijoiden lukemiin, mutta huipputilavuuksiin ei ylletä kuin järkevällä koko elinkaaren aikaisella harjoittelulla.
On tärkeää, että sydän saa etenkin nuoruusvuosina ennemmin rennon helppoa tilavuuskuormitusta kuin puristamalla suoritettua painekuormitusta.
Julkaistu alun perin Hiihto-lehdessä 4 /2017