Anaerobinen kynnys, aerobinen kynnys, ventilaatiokynnys, laktaattikynnys – mitä ihmettä?

Vastaus on kyllä ja ei. Ihmisen fysiologian ymmärryksessä ei tämän suhteen ole suuria läpimurtoja tapahtunut. Kestävyysvalmennuskaan ei näiltä osin ole ratkaisevasti muuttunut eikä harjoitusalueita ole määritetty väärin 1970-luvulta lähtien. Kyse on sen sijaan kynnysmääritysten hienosäännöstä, fysiologisten vasteiden tarkemmasta huomioimisesta sekä testaajien kynnysmääritysten yhdenmukaistamisesta.

Uuden kirjan ohjeiden mukaan suorista mattotesteistä määritetään ventilaatio- ja laktaattikynnykset erikseen eikä laktaatti- ja ventilaatiokynnysten kompromissina kuten aikaisempien ohjeiden mukaan on tehty. Uusissa ohjeissa ventilaatio- ja laktaattikynnykset on erotettu toisistaan, koska tarkkaan ottaen ne ovat eri asioita. Laktaattikynnyksiin vaikuttavat laktaatin tuotto ja poisto verenkierrosta. Ventilaatiokynnyksiin ei vaikuta pelkästään happamuuden kasvu verenkierrossa, vaan K+ -konsentraation kasvu sekä happi- ja hiilidioksidiosapaineen muutokset veressä ovat myös keskeisiä säätelytekijöitä. Yleensä ventilaatio- ja laktaattikynnykset osuvat samaan kohtaan, varsinkin jos katsotaan jokaisen kuorman keskiarvoista tehtyjä käyriä. Kuitenkin 2000-luvulla yleistyneet jokaisen henkäyksen erikseen analysoivat mittalaitteet mahdollistavat hengitysmuuttujien tarkastelun koko testin ajan. Niinpä varsin usein ventilaatiokynnykset osuvat hieman laktaattikynnyksiä korkeammille tehoille.

Edellä mainittujen perustelujen vuoksi ventilaatio- ja laktaattikynnykset päätettiin erottaa toisistaan. Kauan käytössä olleet termit, aerobinen ja anaerobinen kynnys, haluttiin kuitenkin säilyttää, jotta kommunikointi valmentajien ja urheilijoiden kanssa ei turhaan vaikeutuisi. Tästä eteenpäin ne ovat suomalaisessa testauksessa ja kestävyysvalmennuksessa synonyymejä laktaattikynnys 1 ja 2:lle. Valinta osui nimenomaan laktaattikynnyksiin, koska aikaisemminkin kynnysmääritykset ovat perustuneet pääasiassa laktaattipitoisuuksien muutoksiin, joihin testaajan subjektiivisen arvioinnin mukaan on voinut vaikuttaa myös ventilaatiokynnykset. Mutta esimerkiksi harjoituksissa ja tasotesteissä, joissa ei mitata hengitysmuuttujia, suorituksia kontrolloidaan ja kynnykset määritetään pelkästään laktaattipitoisuuden avulla.

Yksi tavoite edellä kuvatulla muutoksella oli myös kynnysmääritysten yhdenmukaistaminen testaajien välillä. Aikaisemmasta kokemuksesta tiedämme, että kynnysten määrittäminen on ollut hyvin subjektiivista ja testaajien välinen ero samasta testistä määritettävien kynnysten välillä on saattanut olla jopa yli 5 %. Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi juoksussa kynnysvauhtien välinen ero on voinut olla lähes 1 km/h, mikä tarkoittaa 6 min/km vauhdissa lähes 30 s/km eroa ja 3 min/km vauhdissakin noin 10 s/km. Tällä on jo merkitystä harjoituksissa.

Laktaattikynnysmääritysten yhdenmukaistamiseksi luotiin suoriin testeihin matemaattinen malli kynnysten määrittämiseksi. Tämän mallin kehittämiseen käytettiin yli 100 KIHU:lla tehdyn suoran juoksumattotestin tuloksia. Aerobisen kynnyksen määrittäminen on ollut aikaisemmin hankalaa, koska laktaatin nousu on varsinkin kestävyysurheilijoilla todella pientä matalilla tehoalueilla. Aerobinen kynnys on aiemmin määritetty useimmiten tasakuormille, koska laktaattipitoisuus on määritetty jokaisen kuorman jälkeen. Uuden laskennan mukaan aerobinen kynnys ei määrity tasakuormalle sen useammin kuin kuormien välissä oleville tehoille, sillä aerobinen kynnys on testin alin laktaattipitoisuus + 0,3 mmol/l.

Kuva: KIHU:n kuvapankki.

Anaerobisen kynnyksen määrittäminen on laskennallisesti haastavampaa. Se vaatii kahden lineaarisovitteen ja niiden leikkauspisteen määrittämisen. Kaava on mukana Aino Health Oy:n ja Kuortaneen urheiluopiston kehittämässä KLab-ohjelmistossa helpottamassa testaajia anaerobisen kynnyksen määrittämisessä. Kaava on toimiva, jos käytetään uuden kirjan esittämien suoran testin kuormitusmalleja. Sen sijaan, jos 6 x 1000 m juoksutestissä radalla käytetään kuorman nostona suurempaa kuin 1 km/h, niin kaava ei ole enää niin hyvin toimiva. Tämä sen vuoksi, että suuremmilla nopeuden nostoilla myös laktaattipitoisuus kasvaa nopeammin ja kaavassa toisen lineaarisovitteen määrittämisessä laktaattipitoisuuden nousu on vakioitu (> 0,8 mmol/l).

Anaerobisen kynnyksen määritelmän mukaan se on korkein intensiteetti, jota voidaan ylläpitää niin, että veren laktaattipitoisuus ei kasva suorituksen aikana. Testasimme laskennallisen anaerobisen kynnysmäärityksen toimivuutta Ville Sampolahden kandityössä vuonna 2017. Tutkittavat (n = 24) tekivät suoran hapenoton testin ja kynnykset määritettiin KLab-ohjelmistolla automaattisesti. Sen jälkeen tutkittavat tekivät kaksi 30 min suoritusta juoksumatolla AnK-vauhdilla. Tulosten mukaan ensimmäisessä AnK-juoksussa laktaattipitoisuudet nousivat 20 min juoksun jälkeen keskimäärin 0,6 mmol/l ja 30 min jälkeen 1,1 mmol/l juoksun aikana mitatusta alimmasta arvosta. Toisessa juoksussa vastaavat nousut olivat 0,5 mmol/l ja 1,0 mmol/l. Ensimmäisessä juoksussa oli kaksi henkilöä ja toisessa yksi henkilö, jotka eivät kyenneet tekemään suoritusta loppuun asti. Jos kriteerinä pidetään 1,0 mmol/l pitoisuuden nousua, niin ensimmäisessä 30 min juoksussa 46 %:lla vauhti oli määritetty oikein ja toisessa 58 %:lla. Tämä tarkoittaa sitä, että uudessa kirjassa esitetty laskentamalli useimmiten yliarvioi AnK-vauhdin, joten laskennallisesti määritetty AnK toimii vain suuntaa-antavana määrityksenä testaajille.

LitT Ari Nummela on Kilpa- ja huippu-urheilun tutkimuskeskuksen – KIHUn biotieteiden yksikön ja Sports Labin johtaja, kestävyysjuoksuvalmentaja, penkkiurheilija ja juoksun harrastaja. Hänen JUOKSUTOHTORI-blogia voit seurata osoitteessa: www.sportslab.fi/juoksutohtori.