Zorgt 8 weken krachttraining van de onderste extremiteit voor een significant hogere score met de Astrand fietstest bij volledig belastbare proefpersonen?
Betsy van der Hulst Studentnummer: 230152 Klas 4BG, Academie voor Lichamelijke Opvoeding Domein Bewegen Sport & Voeding, Hogeschool van Amsterdam 1e gelegenheid 20-05-2011 Beoordelaar: Sander Plomp
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Samenvatting In het onderzoek is gekeken naar de invloed van krachttraining bij volledig belastbare proefpersonen. Aan dit onderzoek hebben 31 proefpersonen meegedaan, 15 mannen en 16 vrouwen. Dat duurtraining effect heeft op het uithoudingsvermogen en de maximale zuurstof (Vo2max) opname in het lichaam is bekend. In het huidige onderzoek is onderzocht of 8 weken krachttraining zorgt voor een significant hogere score met de Astrand fietstest bij volledig belastbare proefpersonen. Gezien het bewijs voor verbetering van de maximale zuurstofopname (VO2-max) bij proefpersonen met hartfalen (Sullivan, M.J., e.a 1988 en Coats, A.J.S. e.a. 1992) wordt de hypothese als volgt gesteld: “8 weken krachttraining van de onderste extremiteit zorgt voor een significant hogere score met de Astrand fietstest bij volledig belastbare proefpersonen.” De 2 onderzoeksgroepen, een controlegroep (N=15) en interventiegroep (N=15) zijn beide gestart met een voormeting, welke bestond uit een Astrand-fietstest en een 3RM-test op de Leg Extension. Op basis hiervan werd er voor de interventiegroep een trainingsschema gemaakt, op 60%, onder de noemer van krachtuithoudingsvermogen, van de 1RM waarde werden er 2 maal in de week 6 kracht oefeningen voor de onderste extremiteit. De controle groep volgde geen speciaal programma. Na 8 weken vond een nameting plaats en daaruit is het volgende gekomen. Door de 8 weken krachttraining is er geen significant hogere score gemeten in Vo2max [p = 0.708], er was zelfs geen verschil tussen de voor- en nameting [p = 0.251]de controle- en interventiegroep zijn beide vooruit gegaan in Vo2max, maar dit verschil is niet toe te schrijven aan de interventie [p = 0.139] De interventiegroep is wel duidelijk vooruit gegaan in 1RM middels de training. [p = 0,031] Dit onderzoek kan niet vaststellen dat door de 8 weken krachttraining de Vo2max zal stijgen bij de proefpersonen.
2
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Inhoudsopgave Pagina
Voorwoord
………………………………………………………
5
Inleiding
………………………………………………………
6
Methode
………………………………………………………
10
Materialen ……………………………………………………… Procedure ……………………………………………………… Verzamelen data ……………………………………………… o Åstrand-test ……………………………………………… o 3RM-test ………………………………………………
10 11 11 11 12
………………………………………………………
13
Deelnemers ……………………………………………………… o Tabel 1 ……………………………………………… Between ……………………………………………………. .. Within ……………………………………………………… Interactie ……………………………………………………... o Tabel 2 ………………………………………………
13 13 13 13 14 14
Conclusie
………………………………………………………
15
Discussie
………………………………………………………
15
Aanbevelingen
………………………………………………………
17
Literatuurlijst
………………………………………………………
18
Bijlage I
………………………………………………………
21
Bijlage II
………………………………………………………
22
Bijlage III
………………………………………………………
23
Bijlage IV
………………………………………………………
24
-
Resultaten -
3
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Voorwoord
Bij het vak trainingsfysiologie is het uithoudingsvermogen uitvoerig behandeld. Duidelijk is geworden welke vormen van training er zijn en welk effect deze trainingen hebben. Door duurtraining te doen traint men het uithoudingsvermogen en kan men een activiteit langer voolhouden. Dit is een bekend gegeven. Ook is het bekend dat als je gerichte krachttraining doet je een gewicht makkelijker omhoog kan tillen en al snel zwaardere gewichten kan tillen. Omdat ik tijdens mijn Minor stage binnen een fysiotherapiepraktijk met verschillende trainingsvormen in aanraking kom, leek het mij interessant om hier verder onderzoek naar te doen. Tijdens een verdieping in hartfalen ben ik op een wetenschappelijk onderzoek van G. Magnusson uit 1996 gestuit. Hij heeft onderzoek gedaan bij een groep patienten met hartfalen en ze allemaal krachttraining voor de bovenbenen laten doen. Hieruit is gebleken dat niet alleen de skeletspieren sterker werden en in omvang toenamen, maar ook was er een verbetering van Vo2-max meetbaar was tijdens een fietstest. Dit vond ik erg interessant, aangezien er niets van cardiotraining werd gedaan en toch het uithoudingsvermogen is verbeterd. Hieruit is dan ook mijn onderzoek voortgekomen, de effecten van krachttraining bij volledig belastbare proefpersonen. Ik heb dit onderzoek geschreven voor mijn stageplek, het Medisch TrainingsCentrum in Voorhout. Hier heb ik de ruimte gekregen om mijn onderzoek uit te voeren en van de bestaande klantengroep gebruik te maken. Met dit onderzoek hoop ik iets nieuws te bekijken en / of ontdekken. Het zou vooral voor patienten met hartfalen, die dus niet zware inspanningen kunnen doen, een uitkomst zijn als door krachttraining, wat relatief rustig gedaan kan worden zonder het hart al te veel te belasten, het uithoudingsvermogen door middel van de VO2-max verbeterd.
4
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Inleiding Trainen 'Stelselmatig oefenen in een tak van sport' en 'oefenen in een bepaalde vaardigheid' Het is algemeen bekend dat men door training fitter wordt. Er zijn veel verschillende manieren om te trainen met ieder een andere uitkomst. Zo is het woord conditie onder te verdelen in 5 componenten: kracht, snelheid, lenigheid, coördinatie en uithoudingsvermogen. Als gevolg van training treden er aanpassingen op in de kracht en of het uithoudingsvermogen van de spier. (Demedts, 1999) Bodybuilders willen werken aan maximale spierkracht waardoor de spieren in omvang toenemen. Schaatsers daarentegen werken meer aan het uithoudingsvermogen van spieren om de langere schaatsafstanden beter door te komen. Turnsters willen juist leniger zijn en atleten hebben meer aan snelheid. Door specifieke training past het lichaam zich aan, ontwikkelen spieren zich waardoor ze krachtiger worden of minder snel vermoeid raken. De bodybuilders merken dat een gewicht makkelijker omhoog gaat of kunnen zelfs veel meer gewicht optillen. Schaatsers voelen minder verzuring in de benen en kunnen oefeningen langer volhouden of rijden ook snellere tijden. Dit is een persoonlijk gevoel, maar binnen in het lichaam spelen er een hoop processen. Aërobe training Effect Als gevolg van training treden er aanpassingen op in de kracht en of het uithoudingsvermogen van de spier. Deze trainingseffecten zijn sterk afhankelijk van de aard van de trainingsprikkel. Prikkels met een lagere intensiteit en langere trainingsduur zorgen voor aanpassing van het uithoudingsvermogen. Bij aërobe training is de zuurstof voorziening van groot belang voor de energievoorziening, in aanwezigheid van zuurstof wordt glucose, uitgaande van glycogeen, afgebroken tot kooldioxide (CO2) en water (H2O). Hierbij ontstaat na diverse chemische reacties door middel van enzymen ATP, (Adenosinetrifosfaat) de brandstof voor de spieren. Dit vindt plaats in gespecialiseerde cellen, mitochondriën, welke veel te vinden zijn in de spiercllen van de skeletspieren. (Fox, E.L., e.a. 1999) Het is bewezen dat er een direct verband is tussen de zuurstof opname en de graad van inspanning, hoeveel energie er nodig is, en hoeveel zuurstof er nodig is. (Astrand, 1954) Hoe zwaarder de activiteit, des te meer brandstof en dus zuurstof er nodig is. Om een inschatting te maken van het uithoudingsvermogen van een mens wordt het maximale aërobe vermogen gemeten. Het aërobe vermogen is de hoogste zuurstof opname in liters per minuut (VO 2-max) die iemand kan bereiken bij het verrichten van lichamelijke arbeid (Bernards, Bouwman, 1994 blz. 497) Er ontstaat een knik in de rechte lijn en deze knik geeft aan bij welke intensiteit wordt overgegaan van aërobe naar anaërobe energielevering
5
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Testen- Astrand test Deze test wordt gebruikt om het aërobe vermogen vast te stellen. Het aërobe vermogen is de hoogste zuurstof opname in liters per minuut (VO2-max) die iemand kan bereiken bij het verrichten van lichamelijke arbeid (Bernards, Bouwman, 1994, blz. 497). Deze kan uit de gegevens van de Åstrand-test berekend worden. De Åstrand-test is een methode voor de indirecte bepaling van de maximale zuurstof opname in liters per minuut (VO2-max), waarbij verschillende protocollen kunnen worden gebruikt: o.a. een fietsprotocol en een stepprotocol (Åstrand, Rodahl, 1954). Doordat Krachttraining Effect Door zowel duur- als lokale krachttraining worden de spieren sterker, nemen het aantal mitochondrieën in spiervezels toe en kan er meer energie worden geleverd aan energievragende processen.(Fox, 2004) Daarnaast neemt ook het aantal doorbloede capillairen in spieren toe, evenals het aantal energierijke enzymen en de hoeveelheid spierglycogeen. Door de toename van mitochondriën zal het aerobe vermogen van spiervezels toenemen en kan er op een hoger intensiteitsniveau inspanning geleverd worden. (Weber, 2010) Krachttraining alleen zorgt voor een verbetering van coördinatie en hypertrofie, een toename van de spier in diameters. (Morree, 2005) Testen De verbetering van coördinatie en hypertrofie kan gemeten worden door een maximale herhalingstest. Hierbij wordt een gekozen gewicht getild totdat deze bewegen correct uitgevoerd kan worden zonder dat er ergens anders in het lichaam compensatie optreed. Deze test wordt nauwkeuriger wanneer er minder herhalingen nodig zijn om al van totale spiervermoeidheid te kunnen spreken.(McCurdy, K., George, A., 2004) Wanneer er door training meer kracht is ontwikkeld in de spieren, zal dit meetbaar zijn tijdens deze test, middels een hoger gewicht als maximum. Er zijn verschillende onderzoeken gedaan naar het effect van kracht- en duurtraining op de maximale zuurstofopname (Vo2-max) Uit onderzoek bij ouderen (Hennessey, 1994), in de leeftijd van 65-70 jaar, is gebleken dat door alleen krachttraining de proefpersonen significant meer kracht kregen en een beter uithoudingsvermogen met lopen, door het trainen van de m. quadriceps femoris. Echter een verbetering van de Vo2max werd niet gemeten.(Mark, 2009) Het effect van krachttraining en duurtraining tegelijkertijd hebben bij andere onderzoeken nog niet gezorgd voor duidelijkheid, kracht en snelheid verbetereden significant, maar de vo2-max bleef achter.(Hepple, 1997) Echter in ander onderzoek bij volwassenen is er wel duidelijk een verhoging van Vo2-max meetbaar na kracht en duurtraining.(Hunter, 1987 en McCarthy, 1995) Aan welke training dit effect toe te schrijven is, is onduidelijk. Er wordt ook gesproken over een betere neuromusculaire verbinding door krachttraining waardoor de bewegingen economischer verlopen en minder energie kosten.(Harris, 2005 en Mark, 2009) Daarnaast zijn er door verschillende trainingsschema‟s effecten gemeten van op het niveau van de microcirculatie in de spieren, welke grote invloed hebben op atletische prestaties. Duidelijk was al dat door training van het uithoudingsvermogen het 6
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
slagvolume groter wordt en de hartfrequentie lager kan blijven bij dezelfde inspanning, waardoor de Vo2-max omhoog gaat. (te berekenen met de formule zuurstoftransportsysteem = slagvolume (SV) x hartfrequentie (HF) x het arterioveneuze O2-verschil Vo2 = SV x HF x a-vO2) (Fox, 2004) G. Magnusson (1996) heeft gezocht naar een trainingsalternatief voor patiënten met hartfalen. Deze kunnen het hart niet te veel belasten, maar het oefenen met 1 spiergroep tegelijk is haalbaar. Door het volgen van 10 weken krachttraining, puur voor de m. quadriceps femoris zijn zowel de 1-RM en de zuurstofopname (Vo2-max) significant verbeterd. Echter Demedts (1999) verschilt hierin van mening. Volgens Demedts leidt krachttraining niet tot een toename van Vo2 max, de maximale zuurstofopname in het lichaam, bij gezonde personen.(Harris, 2005) Gezien het feit dat door krachttraining de doorbloeding en energieprocessen in spieren beter verlopen, door middel van de mitochondriën en er meer zuurstoftransport kan plaatsvinden is er ruimte voor nieuw onderzoek naar krachttraining. G. Magnusson heeft door alleen krachttraining een verbetering van de Vo2-max gevonden bij proefpersonen met hartfalen, deze verbetering was echt niet groot genoeg voor een significante waarde. (Hunter, 1987) In ander onderzoek, ook bij patienten met hartfalen van (Sullivan MJ,. 1988) en (Coats AJS,. 1992) is er wel sprake van een significante verbetering van de Vo2-max bij een fietstest. Hier is ruimte voor verder onderzoek. Interessant is het om te onderzoeken wat voor effect 8 weken krachttraining heeft op basis van kracht-uithoudingsvermogen, toegepast bij alleen de onderste extremiteit, bij zowel mannen als vrouwen die volledig belastbaar zijn. Daarbij is het belangrijk om te kijken naar de toename in kracht, door middel van een 3-RM test en een eventuele toename in VO2-max. De VO2-max kan bepaald worden door een submaximale inspanningstest. De Åstrand-test is een geschikte test hiervoor, deze is uitvoerig onderzocht en gevalideerd en voor een test-hertest prima te gebruiken.(Takken, 2004) Zodoende is de volgende onderzoeksvraag geformuleerd: Zorgt 8 weken krachttraining van de onderste extremiteit voor een hogere score met de Astrand fietstest bij volledig belastbare proefpersonen? Gezien het bewijs voor verbetering van de maximale zuurstofopname (VO2-max) bij proefpersonen met hartfalen wordt de hypothese als volgt gesteld: “8 weken krachttraining van de onderste extremiteit zorgt voor een significant hogere score met de Astrand fietstest bij volledig belastbare proefpersonen.” Hierbij wordt nog gekeken naar de verschillen tussen de groepen. Between Er is geen verschil in VO2-max tussen de krachtgroep en controlegroep Within Er is geen verschil tussen de voor- en nameting
7
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Interactie De toename is resultaat in 1RM tussen de voor- en nameting is niet afhankelijk van de groep waarin je zit. De toename is resultaat in VO2-max -max tussen de voor- en nameting is niet afhankelijk van de groep waarin je zit.
8
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Methode Materialen In dit onderzoek is gebruik gemaakt van 2 testmethodes. Om de aerobe capaciteit te meten is de Åstrand-test gebruikt. Deze test is een sub-
maximale inspanningstest, wat betekend dat de maximale hartfrequentie en zuurstofopname niet wordt bereikt. Door middel van fietsen op een submaximaal niveau, kan door de gemeten hartfrequenties de VO2-max worden berekend via het nomogram.(Bijlage I) Hierbij zijn ook gewicht en leeftijd vereiste gegevens. Er wordt hierbij uitgegaan van een lineair verband tussen de hartfrequentie en de zuurstofopname. (Takken, T., 2008) Omdat bij deze test de maximale zuurstofopname indirect wordt gemeten is er sprake van een 10-15% standaard deviatie van een direct gemeten Vo2-max. (Foss M.L. & Keteyian S.J., 1998). r =.95 (Cink, R.E. & Thomas, T.R.,1981) De benodigde materialen voor de Åstrand-test zijn: - geijkte ergometer - hartslagband - hartslagmeter Naast het meten van de aerobe capaciteit zijn er ook metingen verricht om de maximale spierkracht bij een leg extension te meten. Hierbij is gebruik gemaakt van een 3-RM test om zo de 1-RM te berekenen. Er is gekozen voor de 3-RM test omdat deze betrouwbaar en veiliger is, door het lagere gewicht, dan een 1-RM test.(McCurdy, K., George, A., 2004) Voor getrainde mannen r = 0.97 en voor getrainde vrouwen r = 0.94. De benodigde materialen bij de 3-RM test: - leg extension - extra losse gewichten Voor de krachtgroep: Ook een 3-RM test om een trainingsschema op te kunnen stellen voor de Leg Press, Squat, Lunge, Calf Raises en strekken op de Multi Hip.
9
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Procedure Met dit onderzoek werd er gebruik gemaakt van 31 proefpersonen. Er werd gewerkt met 2 groepen van ieder minimaal 15 personen. - Groep Kracht (K), deze groep deed de voor- en nameting en onderging de interventie. - Groep Controle (C) deze groep deed alleen de voor- en nameting. Deze groepen werden willekeurig ingedeeld op leeftijd en geslacht.(Thomas, 2005) De proefpersonen moesten tussen de 18 en 70 jaar oud zijn en werden geselecteerd in het Medisch TrainingsCentrum te Voorhout. De proefpersonen trainden daar normaal gesproken of kwamen vrijwillig om mee te doen aan het onderzoek. De proefpersonen moesten volledig belastbaar zijn en mochten geen gebruik maken van bloeddruk verlagende medicijnen. Ook werd aangeraden in week 1 en week 14 van het onderzoek geen koffie te drinken voorafgaande aan de Astrandtest. De proefpersonen werd gevraagd persoonlijke gegevens in te vullen op een formulier, met persoonlijke kenmerken als Leeftijd, Lengte, Gewicht, Geslacht, sportachtergrond, krachttrainingervaring, vroegere blessures. (Bijlage V) De test in week 14 werd op hetzelfde tijdstip afgenomen als in week 1, om zo min mogelijk variabelen te hebben. De omstandigheden waarin gewerkt werd moesten namelijk zo gelijk mogelijk zijn. Verzamelen data Astrand-test De test bestaat uit 3 verschillende onderdelen: - Warming-up Er werd gefietst met een weerstand van 50 watt om het lichaam om te warmen voor de test. De trapfrequentie was constant 60 omwentelingen per minuut. Geleidelijk werd de weerstand opgevoerd, mannen begonnen op 50 en vrouwen op 25 watt. Door het opvoeren van het wattage gaat de hartslag omhoog. Wanneer de hartslag tussen de 120 en 170 slagen per minuut is begon de test. - De test Wanneer de gewenste hartslag was bereikt kon de test beginnen. De test duurt 6 minuten en wordt gefietst met een constant tempo van 60 omwentelingen per minuut. Aan het einde van de test werd de hartslag gemeten, belangrijk hierbij was dat de hartslag tussen de 5e n 6e minuut niet meer dan met 5 slagen mag stijgen, omdat er anders geen sprake was van een steady state. - Cooling-down Er mocht rustig worden uitgefietst, de weerstand kon weer verlaagd worden.
10
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Bij de 5e en de 6e minuut werd de hartslag opgeschreven en met het gemiddelde hiervan kon in het Nomogram (bijlage II) worden afgelezen wat de maximale zuurstofopname is voor deze persoon. Er moest nog wel een correctiefactor worden gebruikt voor proefpersonen boven de 25 jaar. De VO2-max kon berekend worden door de volgende formule:
3-RM test Bij deze test werd ook eerst een kleine warming-up gedaan op de fiets zodat het lichaam warm was. Op de Leg Extension werd een gewicht gekozen en opgevoerd totdat het gewicht niet meer dan 3 keer opgetild kan worden en zonder dat er compensatie optrad in andere delen van het lichaam. Op dit punt was er sprake van muscle failure, de spieren falen om nog een goede herhaling te doen, en was het 3RM bereikt. Er wordt geprobeerd in zo min mogelijk pogingen die 3-RM op te zoeken. Wanneer dit was gelukt werd het gewicht omgerekend naar een 1-RM waarde.
Deze 2 testen werden 2 keer gedaan, als voor- en nameting. De 3-RM test werd gedaan op de Leg Extension voor groep C en Groep K deed deze ook bij de Leg Press, Squat, Lunge, Calf Raises en strekken op de Multi Hip. Trainingschema Groep K onderging de interventie, 2x in de week 30-45 minuten krachttraining op maandag en donderdag. De trainingsschema‟s waren gebaseerd op de 1RM gebleken uit de test in week 1 4 series x 10 herhalingen op 60% van het 1RM in week 2 met een pauze van 60 sec tussen elke serie. 4 series x 14 herhalingen op 60% van het 1RM in week 5 en 60 sec. pauze tussen elke serie 5 series x 10 herhalingen op 60% van het 1RM in week 8 en 75 sec. pauze tussen elke serie 5 series x 14 herhalingen op 60% van het 1RM in week 11 en 75 sec. pauze tussen elke serie - Groep C Deed niets meer dan de normale activiteiten in het dagelijkse leven. 11
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Resultaten Dit onderzoek is gedaan bij 31 belastbare proefpersonen. Gedurende het onderzoek kon 1 proefpersoon niet verder gaan met de interventie in verband met een blessure opgelopen bij een verkeersongeval. Er zijn hierdoor evenveel mannen als vrouwen die mee hebben gedaan aan dit onderzoek. Alle overige 30 proefpersonen hebben zonder problemen aan dit onderzoek meegedaan. Zie voor verdere informatie bijlage I. Tabel 1, Gegevens voor- en nametingen
Controlegroep Voormeting Vo2max Nameting Vo2max Voormeting 1RM Nameting 1RM Interventiegroep Voormeting Vo2max Nameting Vo2max Voormeting 1RM Nameting 1RM
Mean
Std. deviatie
N.
33,91 34,05 41,02 40,18
8,64 8,59 16,02 15,58
15 15 15 15
35,93 36,19 34,25 36,03
9,23 8,80 12,80 13,32
16 16 15 15
Er is duidelijk te zien dat zowel de controle- als de interventiegroep beter hebben gescoord bij de nameting van de Vo2max en ook een hogere 1RM waarde hebben. Om hier verder uitspraak over te kunnen doen is er gekeken naar de kans dat dit berust op toeval, door de SPSS waarden te analyseren. Between Is er een verschil in Vo2-max tussen de kracht- en controlegroep?
Vanuit deze data is als eerste onderzocht of er een verschil is tussen de interventieen controle groep. Dit is het zogenaamde „between-effect‟. De vooraf opgestelde hypothese was als volgt: “Er is geen verschil in Vo2-max tussen de kracht- en controlegroep” [p = 0.708 > 0.05] De hypothese kan niet worden verworpen, er is geen significant verschil in Vo2-max tussen de kracht- en controlegroep, zie hiervoor ook tabel 2. Within Is er een verschil in Vo2-max tussen de voor- en nameting?
Naast het verschil tussen de groepen is er ook gekeken naar het verschil tussen de voor- en nameting. De vooraf opgestelde hypothese was als volgt: “Er is geen verschil in Vo2-max tussen de voor- en nameting” Zie tabel 2 voor de juiste waarde, [p = 0.251 > 0.05] De hypothese kan hierdoor niet worden verworpen, er is geen significant verschil in Vo2-max tussen de voor- en nameting.
12
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Interactie Is er een verschil tussen de voor- en nameting afhankelijk van de groep waarin de proefpersonen zitten (kracht- of controlegroep?)
De gestelde hypothese is als volgt: “De toename is resultaat in Vo2 max tussen de voor- en nameting is niet afhankelijk van de groep waarin je zit” [p = 0.139 > 0.05] De hypothese wordt niet verworpen, de toename in resultaat in Vo2-max is dus niet afhankelijk van de groep waarin je zit.
Figuur 1
Ook het verschil tussen de metingen van de 1RM is bekeken. De hypothese was: “Er is geen verschil tussen het 1RM van de voor- en nameting” Uit tabel 3 zijn de juiste gegevens gehaald, [p = 0.031 < 0.05] De hypothese is verworpen. De toename van het 1RM is afhankelijk van de testgroep.
Figuur 2
Tabel 2 Gegevens Repeated Measures ANOVA
Groep
Mean
P-waarde Significantieverschil
Between Onderzoeksgroep 56,93 Whitin Vo2-max 248,40 Interactie Vo2-max 419,82 1RM 7,525
0.708
70,8%
0,251
25,1%
0,139 0,031
13,9% 3,1%
Bron: SPSS output, zie bijlage IV
13
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Conclusie Het belangrijkste resultaat uit dit onderzoek is dat 8 weken krachttraining van de onderste extremiteit niet zorgt voor een significant verschil in de Vo2-max. De Vo2-max is gemiddeld gezien wel toegenomen, maar niet voldoende ten opzichte van de controlegroep om over een significant verschil te kunnen spreken. Er is uberhaubt geen significant verschil tussen de controle- en interventiegroep, proefpersonen in beide groepen zijn over het algemeen vooruitgegaan in Vo2-max en 1RM met de krachtoefeningen. Het enige opmerkelijke aan deze uitkomsten is dat het bepalend is of proefpersonen de interventie hebben gevolgd of niet voor de toename van het 1RM. Door de afhankelijkheid van de groep [p = 0,031] kan gezegd worden dat de 8 weken krachttraining heeft gezorgd voor een verhoging van de 1RM. Terugkomend op de onderzoeksvraag: Zorgt 8 weken krachttraining van de onderste extremiteit voor een hogere score met de Astrand fietstest bij volledig belastbare proefpersonen? Hierop kan niet eenduidig geantwoord worden dat door de interventie men een hogere Vo2-max waarde krijgt bij de Astrand-test. Dit gaat samen met het onderzoek van G. Magnussen (1996) hierbij waren 8 proefpersonen met chronisch hartfalen waar een verhoogde zuurstofopname is gemeten bij het fietsen, zowel na het volgen van een trainingsprogramma voor het uithoudingsvermogen als alleen voor kracht. Echter waren deze verandering niet hoog genoeg voor een significant verschil. In 2 andere studies (Sullivan Mj, Higginbotham MB, Cobb FR 1988) en (Coats AJS, Adamopoulos S,. 1992) werd bij patienten met hartfalen wel een verhoging van de maximale zuurstofopname aangetoond. Het grote verschil met het huidige onderzoek is dat er volledig belastbare proefpersonen gebruikt worden. Dit was ook het geval bij (Henriksson J 1977) en (Gaffney FA,. 1981)
Discussie - Korte periode van training De interventie in dit onderzoek duurde 8 weken. Dit is een kort tijdsbestek om duidelijk resultaat te zien in 1RM. Echter is er uit de interactie bepaling duidelijk geworden dat de proefpersonen in de interventiegroep een significant hoger 1RM hebben dan proefpersonen uit de controlegroep. De vraag is of dit effect wel is toe te schrijven aan de interventie. Uit een krachtonderzoek bij de onderste extremiteit wat 4 weken heeft geduurd (Han K, Richard MD, 2011) is geen significant verschil aangetoond. In een ander squat onderzoek (Bogdanis GC, Papaspyrou A,. 2011) wat 6 weken heeft geduurd is er niet gemeten met een 1RM waarde maar zijn proefpersonen duidelijk sterker geworden zonder spiertoename. Hier komt de vraag uit voort of de proefpersonen werkelijk sterker zijn geworden, door spieropbouw, of dat door intramusculaire adaptatie een hoger gewicht kan worden getild. De spieren worden efficienter aangestuurd waardoor er energie bespaard blijft en minder motorunits nodig zijn voor eenzelfde beweging (Fox, E.L, Bowers, 2004) 14
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
- Omvang onderzoeksgroep Dit onderzoek is uitgevoerd bij een onderzoeksgroep van 31 proefpersonen. Om een onderzoek betrouwbaarder te maken is een grotere omvang gewenst. Door een grotere groep zullen de afwijkende marges minder snel tot uitting komen in de resultaten, doordat het gemiddelde van een groep constanter en betrouwbaarder is. In het onderzoek van Magnussen (1996) was er sprake van 11 proefpersonen, ook hierbij werd geen significante verbetering van maximale zuurstofopname aangetoond. - Periode van meten en trainen Dit onderzoek is gedaan in de winter in de maanden januari, februari en maart. In de winterperiode zijn mensen sneller geneigd om thuis te blijven in plaats van te gaan sporten. Het slechte weer met regen en kou zorgt ervoor dat er minder wordt bewogen en het uithoudingsvermogen en maximale kracht niet verder onderhouden worden. Mede hierdoor zou het kunnen zijn dat zowel de proefpersonen die in de interventiegroep zitten als de proefpersonen in de controle groep een verbetering van het uithoudingsvermogen laten zien.
Daarnaast is het ook mogelijk dat door het geleidelijk beter wordende weer de proefpersonen zelf meer activiteiten gaan ondernemen buiten het onderzoek om. Hierdoor worden de testresultaten beinvloed en is het moeilijk te conlcuderen dat door de interventie de Vo2-max omhoog is gegaan. Ook is het mogelijk dat door het meer bewegen het percentage lichaamsvet daalt en daarmee ook het lichaamsgewicht. Door het gebruik van het lichaamsgewicht in de formule voor de Vo2max bepaling kan het zijn dat er in de controle groep zodoende een hogere Vo2-max waarde is gekomen. Het moment van meten is gedurende het onderzoek gelijk gebleven. Heeft proefpersoon 1 ‟s ochtends de nulmeting gedaan voor de Vo2-max en 1RM dan is dat met de eindmeting ook ‟s ochtends herhaald. Er zijn echter ook proefpersonen die ‟s avonds kwamen en deze testen deden. Het is bij deze personen heel bepalend geweest wat zij die dag hebben uitgevoerd. De ene dag verschilt nogal wat met de ander en als er al meer lokale vermoeidheid is, zal er slechter gescoord worden. Hierdoor is het mogelijk dat bij de resulaten een achteruitgang waarneembaar is in kracht of Vo2-max.
Keuze test In dit onderzoek is de keuze gevallen voor het meten van de Vo2-max met de Åstrand-test omdat een andere test niet haalbaar was. Er was de beschikking over een geijkte ergometer met instelbare weerstand waardoor de Åstrand-test gemakkelijk uitgevoerd kan worden. Echter zou het nauwkeuriger zijn wanneer via monitoring de werkelijke O2 opname geregistreerd kan worden. Middels onderzoek is uitgewezen dat dit een valide test is, ( RE Cink and TR Thomas, 1981) maar er dient rekening mee gehouden te worden dat dit een sub-maximale test is, waardoor de Vo2-max bij benadering wordt bepaald. 15
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Met de test wordt de hartfrequentie in de gaten gehouden. Er zijn vele factoren die de hartslag kunnen beinvloeden. Door minder rust, weinig slaap, caffeine, stress, alcohol en ziekte wordt de hartfrequentie beinvloedt en krijgt men andere Vo2-max waardes. Het is daarom moeilijk 2 precies dezelfde testsituaties te schetsen.
Aanbevelingen Voor verder onderzoek is het misschien interessant om te kijken wat er bij een maximale inspanningstest gebeurd. Een geschikte test zou de Steep-Ramp test kunnen zijn. Dit is een korte test, snel uitvoerbaar, waarbij proefpersonen al snel op hun maximale zuurstofopname zitten. Een voordeel van deze test is dat het niet belastend is voor het hart en maar een paar minuten in beslag neemt. Dit protocol was echter niet uit te voeren in deze onderzoekssetting, de minimale weerstand op de ergometer was 50 watt in plaats van 0 watt in het Ramp-protocol. Daarnaast dient er iedere tien seconde een weerstandsverhoging te zijn van 25 watt, wat op deze ergometer maar 10 watt kon zijn. Daarnaast kan het gebruik maken van een grote onderzoeksgroep en deze een langere periode krachttraining laten volgen wellicht zorgen voor een verduidelijking in resulaten. De verschillen tussen de interventie- en controlegroep zijn nu erg klein, beide groepen zijn vooruit gegaan ondanks dat de controle groep geen trainingsprogramma had. Hierbij kunnen dan ook proefpersonen worden gezocht die naast het onderzoek niet veel andere lichamelijke activiteiten ondernemen, zodat de interventie de belangrijkste prikkeling van het lichaam is.
16
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Literatuurlijst 1. Astrand, P.O., Ryhming, I. (1954). A nomogram for calculation of aerobic Capacity from pulse rate during submaximal work. Journal of Applied Physiology;7:218 –221. 2. Astrand, I. (1960). Aerobic capacity in men and women with special reference to age. Acta Physiologica Scandinavica;49(suppl 169):2–92. 3. Bernards, B., Bouman, J.A., (1994).Fysiologie van de mens. Houten/ Zaventem: Bohn Stafleu Van Loghum, p 497
4. Cink, R.E., Thomas, T.R. (1981). Validity of the Astrand-Ryhming nomogram for predicting maximal oxygen intake. British Journal of Sports Medicine, Vol 15, Issue 3 182-185 5. Coats, A.J.S., Adamopoulos, S., Radaelli, A., et al.. (1990). Controlled trial of physical training in chronic heart failure. Circulation; 85: 2119-31 6.
Demedts, M., Dijkman, J.H., Hilvering, C., Postma D.S., (1999) Longziekten, Van Gorcum en Comp, Assen
7. Fox, E.L., Bowers, R.W. & Foss, M.L.,(2004) Fysiologie voor Lichamelijke Opvoeding, Sport en Revalidatie, Elsevier, Maarssen 8. Gaffney, F.A., Grimby, G., Danneskiold-Samsoe, B., Halskov, O. (1981) Adaptation to peripheral muscle training. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine; 113: 11-16. 9. Geijsel, J., Hlobil, H. (1996).‟Conditietests : conditie, kracht en lenigheid meten met wetenschappelijk verantwoorde testmethoden‟. Mechelen. 2e herz. dr. – Haarlem, p.134 10. Han, K., Ricard, M.D. (2011). Effects of 4 weeks of elastic-resistance training on ankle-evertor strength and latency. Journal of Sport Rehabilitation, May;20(2):157-73. 11. Harris B.A. (2005). The influence of endurance and resistance exercise on muscle capillarization in the elderly: a review. Acta Physiologica Scandinavica;185(2):89–97. 12. Hennessey, L., Watson, A.(1994). The interference effects of training for strength and endurance simultaneously. The Journal of Strength & Conditioning Research;8:12–9.
17
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
13. Henriksson, J. (1977) Training induced adaptations of skeletal muscle and metabolism during submaximal exercise. Journal of Physiology; 270: 661-75. 14. Hepple, R.T., Mackinnon, S.L., Thomas, S.G., Goodman, J.M., Plyley M.J.(1997). Quantitating the capillary supply and the response to resistance training in older men. Pflugers Archiv;433(3):238–44 15. Hickson, R.(1980). Interference of strength development by simultaneously training for strength and endurance. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology;45:255–63. 16. Hunter, G., Demment, R., Miller, D. (1987). Development of strength and maximum oxygen uptake during simultaneous training for strength and endurance. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness;27:269–75. 17. Magnusson,. G., Gordon, A., Kaijser, L., Sylven, C., Isberg, B., Karpakka, J., Saltin B. (1996). High intensity knee extensor training, in patients with chronic heart failure, Major skeletal muscle improvement, European Heart Journal; 17, 1048-1055. 18. Mark, A., Williams, and Kerry, J. Stewar,t Ed.D,(2009). Impact of Strength and Resistance Training on Cardiovascular Disease Risk Factors and Outcomes in Older Adults, Clinics in Geriatric Medicine, 25, 4, 703-714 19. McCarthy, J.P., Agre, J.C., Graf, B., Pozniak, M., Vailas A. (1995). Compatibility of adaptive responses with combining strength and endurance training. Medicine & Science in Sports& Exercise;27:429–36. 20. McCall, G.E., Byrnes, W.C., Dickinson, A., Pattany, P.M., Fleck, S.J. (1996). Muscle fiber hypertrophy, hyperplasia and capillary density in college men after resistance training. Journal of Applied Physiology;81(5):2004–12. 21. McCurdy, K., Langford, G.A., Cline, A.L., Doscher, M., Hoff, R. (2011). The reliability of 1- and 3RM tests of unilateral strength in trained and untrained men and women. The Journal of Strength & Conditioning Research, May 12. [epub] 22. Morree, J.J. de, (2005) Inspanningsfysiologie oefentherapie en training, Bohn Stafleu van Loghum. 23. Paavolainen, L., Hakkinen, K., Hamalainen, I., Nummela, A., Rusko, H. (1996) Explosive-strength training improves 5-km running time by improving running economy and muscle power. Journal of Applied Physiology ;86:1527–33.
18
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
24. Sullivan, M.J., Higginbotham, M.B., Cobb, F.R. (1988). Exercise training in patients with severe left ventricular dysfunction. Circulation; 78: 506-15 25. Takken T., (2004) Inspanningstests, Elsevier Gezondheid, Maarssen. 26. Thomas, J.R., Nelson, J.K. & Silverman, J.R.(2005), Research methods in physical activity, 5e druk, Human Kinetics, 27. Weber, M.A., Hildebrandt, W. (2010), Concentric resistance training increases muscle strength without affecting microcirculation, European Journal of Radiology; 73 614–621
19
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Bijlage I Data
Naam proefpersoon Proefpersoon 1 Proefpersoon 2 Proefpersoon 3 Proefpersoon 4 Proefpersoon 5 Proefpersoon 6 Proefpersoon 7 Proefpersoon 8 Proefpersoon 9 Proefpersoon 10 Proefpersoon 11 Proefpersoon 12 Proefpersoon 13 Proefpersoon 14 Proefpersoon 15 Proefpersoon 16 Proefpersoon 17 Proefpersoon 18 Proefpersoon 19 Proefpersoon 20 Proefpersoon 21 Proefpersoon 22 Proefpersoon 23 Proefpersoon 24 Proefpersoon 25 Proefpersoon 26 Proefpersoon 27 Proefpersoon 28 Proefpersoon 29 Proefpersoon 30 Proefpersoon 31
leeftijd
geslacht 1=m 2=v 72 48 63 20 27 49 45 24 18 52 46 61 31 46 62 47 28 34 25 19 25 41 37 46 66 33 21 40 63 67 27
Groep 1=C 2=K 2 1 2 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2
Vo2max.1 Vo2max.2 1RM.1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
20
34 31,1 21 51,8 42,5 28 33,1 43,6 39,9 27,1 41,8 24 34,8 32,1 23,9 33,4 38,3 47 41,8 51,6 36,6 32,2 29,4 31,3 26,1 39,4 48,7 25,5 34,2 17 42,4
34,2 31,3 20,6 51,7 42,6 28,2 33,2 42 39,6 26,4 41,9 23,6 35,2 36 24,2 35 38,2 46,8 41,7 50,4 35,9 33,6 29,6 32,4 26,8 40,1 48 26,6 34,1 17,1 42,8
27,5 35,8 19 41 27,5 24 33 44 58 66 58 52 69 33 27,5 30,3 44 47,5 46 35 32,5 33 20 24 22 30,3 41 24 27,5 22 69
1RM.2 30,3 35 19 44 27,5 24 29,9 37,5 54 64,9 58,2 52,4 67,6 30,9 27,5 31,6 44 48,1 49,6 35 30 33 20 99 24 33 44 25,6 27,5 24 71
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Bijlage II Astrand-Rhyming – nomogram14
21
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Bijlage III Correctiefactor om maximale zuurstofopname te schatten, wanneer de patiënt ouder is dan 25 jaar of wanneer de hartfrequentie van de patiënt bekend is. De waarde uit het nomogram (bijlage 2) moet vermenigvuldigd worden met de correctiefactor.
22
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Bijlage IV SPSS output Repeated Measures ANOVA Within-Subjects Factors Measure:MEASURE_1 Vo2max
RM
Dependent Variable
1
1
VoormetingVo2 max
2
NametingVo2M ax
dimensio
n1
2
1
Voormeting1R m
2
Nameting1RM
Between-Subjects Factors Value Label Onderzoeksgroep
1
Controlegroe
N 15
p 2
Interventie
15
groep
Multivariate Tests Effect Vo2max
Value
Hypothesis df
Error df
Sig.
Pillai's Trace
,047
1,372
Wilks' Lambda
,953
1,372
a
1,000
28,000
,251
1,000
28,000
,251
1,000
28,000
,251
Hotelling's Trace
,049
1,372
a
Roy's Largest Root
,049
1,372
a
1,000
28,000
,251
2,319
a
1,000
28,000
,139
2,319
a
1,000
28,000
,139
2,319
a
1,000
28,000
,139
2,319
a
1,000
28,000
,139
,460
a
1,000
28,000
,503
,460
a
1,000
28,000
,503
1,000
28,000
,503
,076
Wilks' Lambda
,924
Hotelling's Trace
,083
Roy's Largest Root
,083
Pillai's Trace
,016
Wilks' Lambda
RM * Onderzoeksgroep
F a
Vo2max * Onderzoeksgroep Pillai's Trace
RM
b
,984
Hotelling's Trace
,016
,460
a
Roy's Largest Root
,016
,460
a
1,000
28,000
,503
5,181
a
1,000
28,000
,031
5,181
a
1,000
28,000
,031
Pillai's Trace
,156
Wilks' Lambda
,844
23
Onderzoeksverslag 20 mei 2011 Hotelling's Trace
Vo2max * RM
,185
1,000
28,000
,031
1,000
28,000
,031
Roy's Largest Root
,185
5,181
Pillai's Trace
,000
,012
a
1,000
28,000
,915
,012
a
1,000
28,000
,915
,012
a
1,000
28,000
,915
1,000
28,000
,915
1,000
Hotelling's Trace
Onderzoeksgroep
a a
Wilks' Lambda
Vo2max * RM *
5,181
,000
Roy's Largest Root
,000
,012
a
Pillai's Trace
,169
5,711
a
1,000
28,000
,024
1,000
28,000
,024
Wilks' Lambda
,831
5,711
a
Hotelling's Trace
,204
5,711
a
1,000
28,000
,024
5,711
a
1,000
28,000
,024
Roy's Largest Root
,204
a. Exact statistic b. Design: Intercept + Onderzoeksgroep Within Subjects Design: Vo2max + RM + Vo2max * RM
b
Mauchly's Test of Sphericity Measure:MEASURE_1 Within Subjects Effect
Epsilon Approx. ChiMauchly's W
dimension1
a
Greenhouse-
Square
df
Sig.
Geisser
Huynh-Feldt
Lower-bo
Vo2max
1,000
,000
0 .
1,000
1,000
1
RM
1,000
,000
0 .
1,000
1,000
1
Vo2max * RM
1,000
,000
0 .
1,000
1,000
1
Tests the null hypothesis that the error covariance matrix of the orthonormalized transformed dependent variables is proportional to identity matrix.
a. May be used to adjust the degrees of freedom for the averaged tests of significance. Corrected tests are displayed in the Tests of Within-Subjects Effects table. b. Design: Intercept + Onderzoeksgroep Within Subjects Design: Vo2max + RM + Vo2max * RM
Tests of Within-Subjects Effects Measure:MEASURE_1 Source
Type III Sum of Squares
Vo2max
df
Mean Square
F
Sig.
Sphericity Assumed
248,400
1
248,400
1,372
,251
Greenhouse-Geisser
248,400
1,000
248,400
1,372
,251
Huynh-Feldt
248,400
1,000
248,400
1,372
,251
Lower-bound
248,400
1,000
248,400
1,372
,251
24
Onderzoeksverslag 20 mei 2011 Vo2max * Onderzoeksgroep Sphericity Assumed
Error(Vo2max)
RM
RM * Onderzoeksgroep
Error(RM)
Vo2max * RM
419,815
1
419,815
2,319
,139
Greenhouse-Geisser
419,815
1,000
419,815
2,319
,139
Huynh-Feldt
419,815
1,000
419,815
2,319
,139
Lower-bound
419,815
1,000
419,815
2,319
,139
Sphericity Assumed
5069,589
28
181,057
Greenhouse-Geisser
5069,589
28,000
181,057
Huynh-Feldt
5069,589
28,000
181,057
Lower-bound
5069,589
28,000
181,057
Sphericity Assumed
,668
1
,668
,460
,503
Greenhouse-Geisser
,668
1,000
,668
,460
,503
Huynh-Feldt
,668
1,000
,668
,460
,503
Lower-bound
,668
1,000
,668
,460
,503
Sphericity Assumed
7,525
1
7,525
5,181
,031
Greenhouse-Geisser
7,525
1,000
7,525
5,181
,031
Huynh-Feldt
7,525
1,000
7,525
5,181
,031
Lower-bound
7,525
1,000
7,525
5,181
,031
Sphericity Assumed
40,667
28
1,452
Greenhouse-Geisser
40,667
28,000
1,452
Huynh-Feldt
40,667
28,000
1,452
Lower-bound
40,667
28,000
1,452
Sphericity Assumed
,013
1
,013
,012
,915
Greenhouse-Geisser
,013
1,000
,013
,012
,915
Huynh-Feldt
,013
1,000
,013
,012
,915
Lower-bound
,013
1,000
,013
,012
,915
Vo2max * RM *
Sphericity Assumed
6,464
1
6,464
5,711
,024
Onderzoeksgroep
Greenhouse-Geisser
6,464
1,000
6,464
5,711
,024
Huynh-Feldt
6,464
1,000
6,464
5,711
,024
Lower-bound
6,464
1,000
6,464
5,711
,024
Sphericity Assumed
31,688
28
1,132
Greenhouse-Geisser
31,688
28,000
1,132
Huynh-Feldt
31,688
28,000
1,132
Lower-bound
31,688
28,000
1,132
Error(Vo2max*RM)
Tests of Within-Subjects Contrasts Measure:MEASURE_1
25
Onderzoeksverslag 20 mei 2011
Source
V
RM
o 2 m
Vo2max
a
Type III Sum of
x
Squares
di
df
Mean Square
F
Sig.
Linear
248,400
1
248,400
1,372
,251
Linear
419,815
1
419,815
2,319
,139
Linear
5069,589
28
181,057
,668
1
,668
,460
,503
m
e
n
si
o
n
2
Vo2max * Onderzoeksgroep
di
m
e
n
si
o
n
2
Error(Vo2max)
di
m
e
n
si
o
n
2
RM
d
di
i
m
m
e
e
n
n
si
s
o
i
n
o
2
n
Linear
3
26
Onderzoeksverslag 20 mei 2011 RM * Onderzoeksgroep
Linear
7,525
1
7,525
Linear
40,667
28
1,452
Linear
Linear
,013
1
Linear
Linear
6,464
1
d
di
i
m
m
e
e
n
n
si
s
o
i
n
o
2
n
5,181
,031
,013
,012
,915
6,464
5,711
,024
3
Error(RM)
d
di
i
m
m
e
e
n
n
si
s
o
i
n
o
2
n
3
Vo2max * RM
di
m
e
n
si
o
n
2
Vo2max * RM *
di
Onderzoeksgroep
m
e
n
si
o
n
2
27
Onderzoeksverslag 20 mei 2011 Error(Vo2max*RM)
di
Linear
Linear
31,688
28
1,132
m
e
n
si
o
n
2
Tests of Between-Subjects Effects Measure:MEASURE_1 Transformed Variable:Average Source
Type III Sum of Squares
Intercept Onderzoeksgroep Error
df
Mean Square
F
Sig.
160750,860
1
160750,860
403,445
,000
56,925
1
56,925
,143
,708
11156,474
28
398,446
28
