Examensarbete
Kandidatnivå
Fysiologiska skillnader mellan dominant och icke-dominant
ben vid motviktad enbenscykling
Författare: John Enlund och Petter Mattsson Handledare: Jens Westergren
Examinator: Erik Backman
Ämne/huvudområde: Idrotts- och hälsovetenskap Högskolan Dalarna
Kurskod: IH2020 791 88 Falun
Poäng: 15hp Sweden
Final inlämning: 2016-06-05 Tel 023-77 80 00
Vid Högskolan Dalarna finns möjlighet att publicera examensarbetet i fulltext i DiVA.
Publiceringen sker open access, vilket innebär att arbetet blir fritt tillgängligt att läsa och ladda ned på nätet. Därmed ökar spridningen och synligheten av examensarbetet.
Open access är på väg att bli norm för att sprida vetenskaplig information på nätet. Högskolan Dalarna rekommenderar såväl forskare som studenter att publicera sina arbeten open access. Jag/vi medger publicering i fulltext (fritt tillgänglig på nätet, open access):
Abstrakt
Syfte: Motviktad enbenscykling är en ny träningsmetod som kan användas för att öka
intensiteten. Tidigare studier har påvisat att det finns skillander mellan dominant och icke-dominant ben vid cykling med två ben. Syftet med denna studie var att undersöka fysiologiska assymetrier vid motviktad enbenscykling. Metod: Åtta undersökningsdeltagare (ålder 24,1 ± 4,2 år, längd 177,0 ± 5,5 cm, vikt 74,6 ± 9,0 kg, vo2max 69,0 ± 6,4 ml/kg/min) deltog i studien. Undersökningsdeltagarna delades in slumpmässigt i två grupper (dominant eller icke-dominant). För att bestämma undersökningsdeltagarens dominanta ben användes Waterloo Footedness Questionnaire. Den dominanta gruppen utförde första intervallen vid testtillfälle två med sitt dominanta ben och den icke-dominanta gruppen med sitt icke-dominanta ben.Vid testtillfälle ett utfördes ett standardiserat nivåtest till utmattning på cykel. Testtillfälle två, som utfördes minst 48 timmar senare, bestod av fyra stycken tio minuters intervaller av motviktad enbenscykling, varannat ben. Testtillfälle två kördes blint. Resultat: Skillnader kunde
observeras men dock inga signifikanta skillnader. Tendensen var att man uppmätte en högre effekt med dominant ben (dominant ben 168 ±18,9 W, icke-dominant ben 162 ±18,1W), men en högre kadens med icke-dominant ben (dominant ben 93 ± 12,7 rpm, icke-dominant ben 95 ± 10,3 rpm). Slutsats: Skillnader finns mellan dominant och icke-dominant ben vid motviktad enbenscykling, dock inga signifikanta skillnader. Vår slutsats är att inlärningseffekten
påverkade resultatet i denna studie. För att motverka detta i framtida studier angående motviktad enbenscykling bör undersökningsdeltagarna genomgå en invänjningsperiod med träningsmetoden.
Nyckelord: cykling, motviktad enbenscykling, dominant, icke-dominant, assymetrier, effekt,
Abstract
Purpose: Counterweighted single-leg cycling is a new training method that can be used to
increase intensity. Studies have shown differences between dominant and non-dominant leg during normal cycling. The purpose of this study was to analyse physiological assymetries during counterweighted single-leg cycling. Method: Eight volunteers (age 24,1 ± 4,2 years, height 177,0 ± 5,5 cm , weight 74,6 ± 9,0 kg, vo2max 69,0 ± 6,4 ml/kg/min) participated in this study. Participants were randomly divided into two groups (dominant or non-dominant). Waterloo Footedness Questionnaire was used to decide participants dominant leg. The dominant group used their dominant leg in the first interval at the second test, and the non-dominant group used their non-non-dominant leg in the first interval. At the first test a standarized incremental cycling test was performed until exhaustion. The second test , >48 hours later, consisted of four ten-minute intervals of counterweighted single-leg cycling, alternating legs.The second test was blinded. Results: Differences were observed, but no significant differences. Tendencies showed a higher power-output with the dominant leg (dominant leg 168 ±18,9 W, non-dominant leg 162 ±18,1W), but a higher cadence with the non-dominant leg (dominant leg 93 ± 12,7 rpm, non-dominant leg 95 ± 10,3 rpm). Conclusion: Differences exist between dominant and non-dominant leg in counterweighted single-legged cycling, but no significant differences. Our conclusion is that the learning effect affected the results in this study. To counteract this in future studies concerning counterweighted single-legged cycling the studies should include a learning period with the training method.
Keywords: cycling, counterweighted single-leg cycling, dominant, non-dominant,
Innehållsförteckning
Introduktion 5 Syfte 7 Frågeställningar 7 Hypotes 7 Metod 8 Urval 8 Datainsamling 8 Analys av data 12 Etiska överväganden 13 Resultat 14 Diskussion 18 Resultatdiskussion 18 Metoddiskussion 19 Sammanfattning 20 Framtida forskning 20 Slutsats 21 Referenslista 22 Bilagor 255
Introduktion
Det allmänna intresset för cykling har ökat markant under de senaste åren, både som ett alternativ för att transportera sig från plats A till B på ett mer miljövänligt sätt men även som träningsmetod. Samtidigt som det allmänna intresset ökar växer även uppmärksamheten för tävlingar inom cykling (Svenska Cykelförbundet, 2015).
Ett effektivt sätt för aktiva cyklister att följa upp sin träning och utveckling är att använda sig av en effektmätare som ett mätinstrument för att kunna optimera sin träning. Effekt innebär vilken kraft som produceras och mäts i watt. I cykling räknar man effekten utifrån
vridmomentet och rotationshastigheten på pedalerna (Allen & Coggan, 2010, 128), det vill säga:
vridmoment x rotationshastighet = Watt
Tidigare har effektmätning främst utförts i labbmiljö, men under senare år har det blivit allt mer förekommande med mobila effektmätare. I och med det ökade intresset har tillverkarna av effektmätare även lanserat förmånliga effektmätare som endast mäter effekten från ett ben för att minska priset (Maker, 2013). Detta har i sin tur ökat tillgängligheten av effektmätare, vilket är ett relevant mätinstrument att använda i samband med tester, träning och tävling. Inom forskning där man använder sig av effektmätning på cykel, så rekommenderas det att man använder effektmätare som isolerar var ben för sig istället för ett system som mäter den totala effekten (Bini & Hume, 2014, 876-881).
Cykling som idrott är till största del en uthållighetsidrott, det vill säga att
syreupptagningsförmågan är en av de viktigaste faktorerna (Bompa & Haff, 2009, 28). Samtidigt som syreupptagningsförmågan är den viktigaste faktorn, så är det även den största begränsande faktorn (Kenney, Wilmore & Costill, 2012, 249). Detta med tanke på att musklerna kan konsumera mer syre än vad kroppen klarar av att transportera till musklerna vid cykling (Klausen et al.,1982, 976-983).
En grundläggande princip inom idrottsträning är att man kan skapa en förutsättning för utveckling genom att successivt överbelasta ett system (Bellardini, Henriksson & Tonkonogi, 2009, 14). Genom att syreupptagningsförmågan är den största begränsande faktorn inom cykling kan det bli ett problem att belasta de arbetande musklerna tillräckligt mycket för att skapa en överbelastning på lokal nivå.
6
Ettsätt att lösa detta problem vore att isolera var ben för sig, och på så sätt skapa en bättre möjlighet för muskeln att jobba aerobt eftersom mer syresatt blod finns tillgängligt för den arbetande vävnaden. Klausen et al. (1982, 976-983) skriver att blodflödet till ett ben är högre vid enbenscykling än vid tvåbenscykling och att det blodflödet troligtvis hindras på grund av vasokonstriktion om andra stora muskelgrupper jobbar samtidigt.
Problemet med detta är att biomekaniken vid cykling med ett ben skiljer sig från cykling med två ben. På grund av att det inte finns något som drar upp pedalen igen, vilket i normala fall skulle ske genom att trampa med det andra benet.
Detta problem går att korrigera genom att addera en motvikt på motsatt pedal. Genom att man adderar en vikt på motsatt pedal som hjälper till att dra runt pedalen för det arbetande benet kan man förbättra biomekaniken vid enbenscykling så att den blir snarlik biomekaniken vid cykling med två ben (Bini et al., 2015, 1534-1541; Elmer, McDaniel & Martin, 2016, 78-85).
Majoriteten av alla indvider har ett dominant och ett icke-dominant ben. Skillnader mellan benen finns det forskat en del inom och det finns uppmätta skillnader mellan dominant och icke-dominant ben vid effektproduktion (Bini & Hume, 2015, 892-898; Bini et al., 2016, 193-199; Carpes et al., 2007, 151-160; Carpes, Mota & Faria, 2010, 136-142; Smak, Neptune & Hull, 1999, 899-906) och även vid muskelaktivering. (Carpes, et al., 2011, 151-160; Ting et al., 1998, 1341-1351).
Det finns studier som tyder på att skillnaden mellan dominant och icke-dominant ben vid cykling minskar vid högre intensiteter (Carpes, Mota & Faria, 2010, 136-142), men det finns även studier som visar motsatsen, att skillnaden ökar vid högre intensiteter (Bini & Hume, 2015, 892-898) vilket gör detta område intressant. Tidigare studier som har undersökt
skillnader mellan dominant och icke-dominant ben har gjort det vid cykling med två ben, trots att man hittat ett vertyg i motviktad enbenscykling var man kan isolera var ben för sig med bibehållen biomekanik.
Det finns en del studier som undersökt träningseffekter vid motviktad enbenscykling. Abbiss et al. (2011, 1248-1255) säger att motviktad enbenscykling är överlägset cykling med två ben och att kroppen kan prestera relativt sett mer med bara ett ben jämfört med två ben. Liknande slutsats kunde även MacInnis et al. (2016, 2955-2968) dra då de jämförde HIIT intervaller och träningspass med konstant effekt vid motviktad enbenscykling. Turner (2010) visade att området kan vara intressant och påvisade att mer forskning av träningseffekten behövs vid motviktad enbenscykling. MacInnis et al. (2017, 1-13) visade att kravet på det
7
kardiorespiratoriska systemet minskar vid motviktad enbenscykling jämfört med cykling med två ben trots att den relativa effekten är högre vid enbenscykling.
Trots dessa studier finns det ingen som tittat på skillnader mellan benen vid motviktad enbenscykling. Många av de utförda studierna har endast observerat och analyserat ett ben under cykling med två ben och räknat med att det andra benet presterat identiskt, trots att studier visat att det inte är så.
Hur skiljer sig dominant ben från icke-dominant ben då man närmar sig utmattning? Går det att se samma skillnader som tidigare studier sett med två ben?
Syfte
Syftet med denna studie var att undersöka fysiologiska skillnader mellan dominant och icke-dominant ben i effektproduktion vid motviktad enbenscykling jämfört med cykling med två ben.
Frågeställningar
Går samma skillnader att påvisa mellan dominant och icke-dominant ben som tidigare studier visat om man isolerar benen var för sig genom motviktad enbenscykling? Kan man se
skillnader i vridmoment mellan benen vid tvåbenscykling och vid motviktad enbenscykling?
Hypotes
Dominant ben producerar i uttröttat tillstånd mer effekt än icke-dominant ben vid uttröttat tillstånd.
8
Metod
Metoden för denna studie utgick ifrån en experimentell design. Studien klassificerades som ett kvasiexperiment på grund av att det var en experimentlik studie, men inte uppfyllde de krav som kännetecknar ett äkta experiment.
Urval
Till denna studie tillämpades bekvämlighetsurval i och med att endast potentiella undersökningsdeltagare boende i Falun med omnejd kontaktades. Bekvämlighetsurval
användes på grund av begränsad tid att utföra studien. Totalt kontaktades 27 manliga cyklister eller triatleter tillhörande minst nationell elit varav åtta frivilligt ställde upp i studien (se tabell 1). Dessa delades slumpmässigt in i två grupper, DOM och ID. Alla åtta fullgjorde studien.
Tabell 1. Fysiologisk data från undersökningsdeltagare, medelvärde (M) och standardavvikelse (SD)
Variabler M SD Ålder 24,13 ± 4,19 Längd (cm) 177,04 ± 5,51 Vikt (kg) 74,60 ± 9,02 VO2max (ml/kg/min) 68,95 ± 6,40 Wmax (W) 400,11 ± 37,14 Datainsamling
Studien delades upp i två tillfällen med 2-13 dagar mellan tillfällena. Vid tillfälle ett fick undersökningsdeltagarna först fylla i en hälsodeklaration (Bilaga 1.) där
undersökningsdeltagarna redogjorde för sin hälsa samt påvisade att testerna var frivilliga. Efter hälsodeklarationen fyllde undersökningsdeltagarna i formuläret Waterloo Footedness Questionnarie (WFQ) (Bilaga 2.) för att bestämma dominant och icke-dominant ben. WFQ är ett validerat formulär. Språket i formuläret var engelskt och istället för att översätta frågor till svenska så användes orginalspråket för att bibehålla validiteten. Ifall det fanns frågor i
formuläret som undersökningsdeltagarna inte förstod fanns testledare tillgängliga för att förklara och hjälpa till.
9
Längd och vikt noterades innan undersökningsdeltagarna fick ställa in cykelergometern (Schoberer Rad Messtechnik, 2015) enligt sina egna preferenser. Dessa noterades (sadelposition och styrposition). Under tillfälle ett skulle försökspersonerna utföra ett standardiserat nivåtest på cykel till utmattning. Cykelergometern var inställd på
effektoberoende läge. Testet inleddes med en åtta minuter lång intervall på 85 W och därefter höjdes intensiteten med 35 W varje intervall. Från och med den andra intervallen var varje intervall fyra minuter lång.
Mellan intervallerna fanns en 60 sekunder lång vila då kapillärt blod samlades för analys av blodlaktat. Insamlingen för analys av blodlaktat gjordes genom ett kapillärt blodprov, det vill säga ett stick i fingret (EKF Diagnostics Holdings plc, 2015). Datainsamling för analys av blodlaktat utfördes av samma testledare under samtliga tester.
Hjärtfrekvens (Polar Electro OY, 2016) och andningsgaser (JAEGER GmbH Cylinder Service, 2009) analyserades kontinuerligt under testet.
Via SRM cykelergometer och SRM Torque Analysis System (Schoberer Rad Messtechnik, 2015) samlades vridmomentsdata in under en 30 sekunder lång period när 45 sekunder återstod av varje arbetsintervall.
Testet avbröts då försökspersonen inte klarade av att cykla med en kadens högre än 60 rpm eller om försökspersonen själv gav upp.För att avsluta första tillfället fick
undersökningsdeltagarna varva ner och samtidigt testa enbenscykling med motvikt. Detta utfördes på en cykelergometer (Monark Exercise AB, 2010) och med en egen tillverkad motvikt (figur 1.) som vägde 10,5 kg. Effekt, kadens och tid styrdes av
undersökningsdeltagarna. All utrustning kalibrerades och nollställdes enligt tillverkarnas anvisningar innan varje test.
10
Figur 1. Motvikt monterad på cykel, vilande ben placerad framför vevparti.
Mellan testtillfällena analyserades data från testtillfälle ett. Inför testtillfälle två delades undersökningsdeltagarna in slumpmässigt i två grupper, en grupp som börjar med dominant ben (DOM) och en grupp som börjar med icke-dominant ben (ID).
Inför testtillfälle två ställdes cykelergometerns sadelposition och styrposition in på samma sätt som vid testtillfälle ett, och vikten hos försöksdeltagaren noterades. Undersökningsdeltagarna fick genomföra en standardiserad uppvärmning som individanpassats utifrån resultatet från testtillfälle ett (se tabell 2):
11
Tabell 2. Protokoll för standardiserad individuell uppvärmning.
Tid (min:sek) Effekt
00:00-03:00 20% av effekt vid 4.0mmol/l laktat 03:00-06:00 40% av effekt vid 4.0mmol/l laktat 06:00-09:00 60% av effekt vid 4.0mmol/l laktat 09:00-12:00 80% av effekt vid 4.0mmol/l laktat 12:00-15:00 100% av effekt vid 4.0mmol/l laktat
Därefter monterades motvikten på den sidan som försökspersonen blivit tilldelad i samband med den slumpmässiga gruppuppdelningen. DOM började cykla med sitt dominanta ben och hade en motvikt monterad på andra sidan, ID tvärtom. Det vilande benet placerades på en pall framför vevpartiet (figur 1).
Testets utformning var fyra stycken tio minuters intervaller, två per ben. Intervallerna utfördes på varannat ben. Mellan intervallerna fanns fem minuter vila då motvikt och pedal
monterades på motsatt sida. Under vila fick undersökningsdeltagarna röra sig fritt i
testlokalen, men det fanns inte möjlighet för cykling under vilan på grund av montering av motvikt och pedal inför nästa intervall.
Instruktionerna som gavs innan testets start var att undersökningsdeltagarna skulle försöka uppnå en så hög effekt som möjligt sett över alla fyra intervallerna. Intervallerna började från stillastående med foten i ett läge som gav förutsättningar att utveckla kraft.
Undersökningsdeltagarna hade själva full kontroll över intensiteten under intervallerna. All data, det vill säga effekt, hjärtfrekvens och kadens mörkades så att det enda
undersökningsdeltagarna kunde se var en timer inställt på 10 minuter.
Effekt, hjärtfrekvens och kadens noterades kontinuerligt över alla intervaller. Vridmomentsdata samlades in under två 30 sekunder långa perioder under alla fyra
intervaller, dessa perioder var vid 04:00-04:30 samt 09:00-09:30. Efter de fyra intervallerna fick undersökningsdeltagarna varva ner på en cykel.
12 Analys av data
Testtillfälle ett
Efter att varje enskild undesökningsdeltagare genomfört det första testtillfället analyserades det insamlade kapillärblodet med utrustning för analys av blod (EKF Diagnostics Holdings plc, 2015). Två mätningar gjordes på varje blodprov och medelvärdet av dessa räknades som värdet för den specifika mätningen.
WFQ analyserades enligt instruktioner som Elias, Bryden och Bulman-Fleming (1997) angav i sin studie. Om en försöksperson fick poängtal noll, så avgjorde poängen från frågorna angående finmotorisk förmåga i WFQ.
Vo2Max räknades ut genom att hitta det bästa medelvärdet sett över 60 sekunder under testtillfälle ett. Anaerob tröskel (4mmol/l) och aerob tröskel (2mmol/l) uppskattades via resultaten från analysen av det insamlade kapillärblodet samt effekt- och hjärtfrekvensvärden.
Wmax för varje undersökningsdeltagare räknades fram enligt följande ekvation:
Wmax= Wf + (t/240x35)
I ekvationen är Wf effekten för sista fullgjorda arbetsintervall, t är tiden på sista intervallen
innan testet avbröts.
Vridmomentsdata som samlats in under intervallerna analyserades ockulärt så att man fick en översiktlig bild över hur effektproduktionen skiljde sig från ben till ben. Detta gjordes genom att markera alla trampvarv från insamlad vridmomentsdata under varje utförd intervall i analysprogrammet SRM torque analysis system (Schoberer Rad Messtechnik, 2015). Varje linje representerar ett trampvarv (se figur 4).
Testillfälle två
Medeleffekterna för varje intervall beräknades med hjälp av ett analysprogram specificerat för effektmätning (Trainingpeaks, 2017). Första och andra intervallen, oberoende grupp, räknades som inlärning då enbenscykling med motvikt var en ny träningsmetod för samtliga
försökspersoner.
Medelvärden för data från intervall tre och fyra jämfördes mot varandra. Både inom gruppen och mellan grupperna. För att se vilken intensitet, som tredje och fjärde intervallen av
13
motviktad enbenscykling kördes på jämfördes dessa med Wmax. Ett tvåsidigt parat T-test
genomfördes på medeleffekten från intervall tre och fyra.
Vridmomentsdata som samlats in under intervallerna analyserades ockulärt så att man fick en översiktlig bild över hur effektproduktionen skiljde sig från ben till ben. Detta gjordes genom att markera alla trampvarv från insamlad vridmomentsdata under varje utförd intervall i analysprogrammet SRM torque analysis system (Schoberer Rad Messtechnik, 2015).
Etiska överväganden
Denna studie var godkänd av forskningsetiska nämnden vid Högskolan Dalarna. Studien innehöll prestationer nära maximal intensitet vilket kan vara obehagligt och smärtsamt för försökspersonen, därför rekryterades enbart cyklister eller triatleter tillhörandes minst nationell elit då dessa är vana med dylika prestationer från sin egen träning och sitt eget tävlande. Undersökningsdeltagarnas ålder styrdes till minst 18 år på grund av insamling av kapillärt blod för mätning av blodlaktat. Detta på grund av att yngre undersökningsdeltagarna hade krävt vårdnadshavarens godkännade.
För att säkerställa hälsostatus hos alla undersökningsdeltagare användes en godkänd hälsodeklaration (Bilaga 1.).
14
Resultat
Följande resultat kunde presenteras efter analysen. All data är medelvärden och standardavikelse.
Tabell 3. Medelvärden och standardavvikelser i effekt och kadens från testtillfället två.
DOM ID DOM + ID
Intervall Effekt (W) Kadens (rpm) Effekt (W) Kadens (rpm) Effekt (W) Kadens (rpm)
1 158 (± 32) 93 (± 8) 163 (± 22,3) 98 (± 11,9) 161 (± 25,7) 96 (± 9,1) 2 164 (± 32,6) 94 (± 6,7) 160 (± 23,9) 96 (± 13) 162 (± 24,9) 95 (± 9) 3 174 (± 19,7) 92 (± 8,1) 154 (± 13,5) 96 (± 12,5) 164 (± 17,5) 94 (± 9,4) 4 170 (± 20,5) 94 (± 9,5) 162 (± 18,9) 94 (± 17,5) 166 (± 17,5) 94 (± 12,2)
Tabell 3 visar att medeleffekten för alla åtta undersökningsdeltagare tillsammans höjdes från intervall ett (161 ± 25,7 W) till fyra (166 ± 17,5 W), samtidigt som kadensen sjönk från första intervallen ( 96 ± 9,1 rpm) till sista intervallen (94 ± 12,2 rpm). Både DOM och ID presterade bättre med sitt dominanta ben jämfört med sitt icke-dominanta ben (2 % respektive 5 %) under andra halvan av testet (intervall tre och fyra). Denna skillnad representeras i figur 2. Totalt producerade grupperna 3,5 % mer effekt med sitt dominanta ben än sitt icke-dominant ben under intervall tre och fyra.
Figur 2. Medelvärden i effekt under varje intervall (testtillfälle två).
Figur 2 visar medelvärdet för effektproduktion under intervall tre och fyra för DOM och ID sett över testtillfälle två. Man kan se att båda grupperna presterade bäst på den andra
intervallen som utfördes med dominant ben (intervall tre för DOM, intervall fyra för ID). Totalt sett var medeleffektproduktionen som högst under intervall fyra (166 ± 17,5 W).
0 50 100 150 200 250 Ef fe kt (W) DOM intervall 3 ID intervall 3 DOM intervall 4 ID intervall 4
15
Figur 3. Medelvärdet i kadens under varje intervall (testtillfälle två).
Figur 3 visar hur medelkadensen under intervall tre och fyra förändrades under testtillfälle två, både för DOM och ID. Under den andra intervallen med det domintanta benet presterade både DOM (intervall 3) och ID (intervall 4) den lägsta kadensen (92 rpm respektive 94 rpm). Kadensen var högre (94 rpm respektive 96 rpm) på den andra intervallen med det icke-dominanta benet (DOM intervall 4, ID intervall 3) jämfört med andra intervallen med det dominanta benet. Den sammanlagda gruppens gemensamma medelkadens sjönk från första till sista intervallen (tabell 2).
Tabell 4. Visar medelvärdet för Wmax uträknat från testtillfälle ett, samt medeleffekten för
intervall tre och fyra under testillfälle två presenterad som effekt för dominant och icke-dominant ben samt procentuell andel av Wmax. Man kan se att intervallen med det dominanta
benet hade ett högre medelvärde än det icke-dominanta samt att undersökningsdeltagarna klarade av att prestera närmare sitt Wmax med sitt dominanta ben.
Tabell 4. Medelvärden under intervall 3 och 4.
Medelvärde ± SD Wmax (W) 400 37,1 Dominant ben Effekt (W) 168 18,9 % av Wmax 42 2,0 Icke-dominant ben Effekt (W) 162 18,2 % av Wmax 41 4,0 0 20 40 60 80 100 120 Kad en s (rp m ) DOM intervall 3 ID intervall 3 DOM intervall 4 ID intervall 4
16
Figur 4. Exempel på skillnader i trampfasen mellan höger och vänster ben, testtillfälle ett. (0-180° räknas till
vänster ben och 180-360° räknas till höger ben.)
Figur 4 visar ett exempel på en av undersökningsdeltagarna från denna studie som har en skillnad mellan höger och vänster ben. Vänsterbens kraftfas är pyramidformad medan högerbens kraftfas är formad som en kulle. Försökspersonens dominanta ben var det högra benet.
Figur 5. Exempel på vridmomentsdata från en intervall på måttlig effekt. (0-180° räknas till vänster ben och
17
Figur 6. Exempel på vridmomentsdata från en intervall på hög effekt.(0-180° räknas till vänster fot och
180-360° räknas till höger fot.)
Figur 5 och figur 6 visar ett exempel på skillnader när en undersökningsdeltagare cyklar behärskat och när samma undersökningsdeltagare närmar sig utmattning. Man kan se större spridning på vridmomentsproduktionen i figur 6 jämfört med i figur 5 vilket kan tyda på bristande teknik då utmattning närmar sig. I figur 5 ser man även skillnader i
vridmomentsproduktion mellan benen då det vänstra benet har en utdragen kraftfas medan det högra benets kraftfas slutar tidigare.
T-testet som genomfördes på medeleffekterna från intervall tre och fyra under testtillfälle två påvisade ingen signifikant skillnad mellan dominant och icke-dominant ben (p=0,18).
18
Diskussion
Resultatdiskussion
Syftet med denna studie var att undersöka fysiologiska skillnader mellan dominant och icke-dominant ben i effektproduktion vid motviktad enbenscykling jämfört med cykling med två ben. Från resultaten kan man se skillnader, dock ej signifikanta skillnader. Likt tidigare studier som tittat på tvåbenscykling (Bini & Hume, 2015, 892-898) så kunde man se att det dominanta benet kunde producera mer effekt än det icke dominanta även då man isolerade var ben för sig med hjälp av motviktad enbenscykling (tabell 3 och figur 2). Detta gäller både DOM och ID vilket torde betyda att det dominanta benet är effektmässigt bättre.
En annan sak som observerades i denna studie var att kadensen var högre under intervall tre och intervall fyra med det icke-dominanta benet, oavsett om undersökningsdeltagaren
tillhörde DOM eller ID (figur 3). Detta kan tolkas som att det icke-dominanta benet är svagare än det dominanta och kompenserar svagheten med en högre kadens för att uppnå samma effektproduktion.Bini et al. (2016, 193-199) skriver att under längre prestationer i cykling så görs oftast en slutspurt. Under denna höjs antingen kraften som utvecklas samtidigit som kadensen sänks eller tvärtom. Enligt våra resultat kan det finnas en skillnad i hur man föredrar att producera effekt mellan det dominanta benet och det icke-dominanta benet under en slutspurt.
Då man ser på dessa skillnader så måste man beakta att motviktad enbenscykling är en ny träningsmetod (Turner 2010) och att ingen av undersökningdeltagarna hade testat på träningsmetoden tidigare. Inlärningseffekten kan ha påverkat hela
undersökningspopulationens medelvärde i effektproduktion och kadens under testtillfälle två, i och med att effektproduktionen steg från första intervallen till den fjärde intervallen
samtidigt som kadensen sjönk (tabell 3).
Från den ockulära analysen av vridmomentsdata kan man i figur 4 se en vanligt
förekommande skillnad som flera undersökningsdeltagare uppvisade. Kraften som utvecklats av det icke-dominanta benet är pyramid-formad och kraften utvecklad av det dominanta benet är mer formad som en kulle. Detta tolkas som en bättre trampteknik i det dominanta benet. Undersökningsdeltagarens dominanta ben i figur 4 var det högra benet.
19
Det var vanligt förekommande hos alla undersökningsdeltagare att det finns skillnader mellan benen när man närmar sig utmattning, vilket kan observeras i figur 5 och figur 6. Figur 5 är den tredje sista intervallen och figur 6 är den sista helt genomförda intervallen från testillfälle ett. Från figurerna kan man se att det finns en större spridning på vridmomentet i figur 6 där försökspersonen ligger närmare sitt Wmax jämfört med figur 5.
Metoddiskussion
Valet av design och metod i denna studie kan ha påverkat resultatet på ett icke fördelaktigt sätt. Trots att studier visat att motviktad enbenscykling skall vara snarlikt tvåbenscykling (Elmer, McDaniel & Martin, 2016, 78-85) kunde man under det andra testtillfället se att motviktad enbenscykling skilde sig så pass mycket från tvåbenscykling att en inlärning skedde. Detta uppmärksammades i och med att undersökningsdeltagarna istället för att bli trötta under tredje och fjärde intervallerna, lyckades prestera bättre jämfört med de första och andra intervallerna. För att minska detta eventuella problem valde man att kalla intervall ett och två under andra testtillfället för inlärning och dessa räknades således inte in i resultatet. För att möjligtvis undgå detta problem kunde man ha haft en eller flera invänjningssessioner innan det andra testtillfället. På så sätt hade undersökningsdeltagarna fått träna på att cykla motviktad enbenscykling. Detta hade höjt reliabiliteten i studien. Tyvärr gjorde
tidsbegränsningar att invänjningssessioner avstods.
Ett sätt som hade minskat inlärningseffekten och samtidigt höjt reliabiliteten i denna studie hade varit att standardisera nedvarvningen under första testtillfället. På så sätt hade alla undersökningsdeltagare fått lika mycket inlärning av motviktad enbenscykling innan andra testtillfället.
Motviktens massa är en outforskad faktor som troligtvis borde ha individanpassats för att ge alla försökspersoner samma förutsättningar eftersom ingen hade samma effektutveckling. Det är i dagsläget oklart vilken som är den rätta massan på motvikten och detta bör man forska vidare inom (Turner, 2010). Massan på motvikten som användes i denna studie skiljer sig från motvikter som använts i tidigare studier. Bini et al. (2015, 1534-1541) och Turner (2010) har i sina studier använt en motvikt på 10 kg, medan Abiss et al. (2011, 1248-1255) och Macinnis et al. (2016, 2955-2968; 2017, 1-13) har använt en motvikt på 11,4 kg. Ytterligare använde
20
Elmer, McDaniel och Martin (2016, 78-85) en motvikt på 11,64 kg vilket innebär att massan på motvikten som användes i denna studie ligger i linje med vad som använts tidigare av andra forskargrupper.
För att ytterligare höja både validiteten och reliabiliteten så hade det varit önskvärt att upprepa testtillfälle två en gång till, men på så sätt att DOM och ID grupperna bytt upplägg. Det vill säga att studien utgått från en crossover design istället. Det hade även varit fördelaktigt att öka antalet undersökningsdeltagare.
Vad gäller mätutrustning så hade resultatet varit bättre om effektmätningen gjorts med ett isolerat mätsystem som mätt var ben var för sig istället för det SRM-mätsystem som användes i denna studie (Bini & Hume, 2014, 876-881). Mätsystemet som SRM använder sig av kan inte urskilja effekten från vänster och höger pedal för sig, utan räknar ut effekten från ett helt trampvarv (360°) och delar därefter in trampvarvet i två delar. 0-180° i trampvarvet
analyseras som vänster ben och 180-360° analyseras som höger ben.
Detta leder till att man kan utveckla effekt som i praktiken går till fel bens effektutveckling genom att dra upp under trampfasen.
Sammanfattning
Efter genomförd studie kunde inga signifikanta skillnader observeras, dock fanns skillnader som kräver mera forskning.
Att det dominanta benet utvecklade mer effekt under intervall tre och fyra stöder slutsatsen som Bini och Hume (2015, 892-898) drog då man påstod att det dominanta benet bidrar med en större effektproduktion vid högre intensitet.
Framtida forskning
Till framtida forskning så bör man reda ut motviktens massa och vilken påverkan den har samt om den behöver ändras utifrån kadens eller effektutveckling. Det som framtida forskning måste ta i beaktan är den möjliga påverkan som inlärningen kan ha på resultaten.
Vid framtida forskning på motviktad enbenscykling bör man använda
effektmätningsutrustning som isolerar var ben för sig (Bini & Hume, 2014, 876-881). Det vore även intressant att undersöka orsaken till varför det icke-dominanta benet producerar effekt genom en högre kadens.
21
Slutsats
Efter att alla analyser var gjorda kunde man se att det finns en skillnad, dock ej signifikant, mellan benen vid motviktad enbenscykling. Det dominanta benet klarade av att utveckla mer effekt i ett uttröttat tillstånd jämfört med det icke-dominanta benet.
22
Referenslista
Abbiss, C., Karagounis, L., Laursen, P., Peiffer, J., Martin, D., Hawley, J., Fatehee, N. & Martin, J. (2011). Single-leg cycle training is superior to double-leg cycling in improving the oxidative potential and metabolic profile of trained skeletal muscle. Journal of Applied
Physiology, vol. 110 (5), s. 1248-1255. DOI: 10.1152/japplphysiol.01247.2010
Allen, H. & Coggan, A. (2010). Training and Racing with a Power Meter. Boulder: Velopress, s. 128.
Bellardini, H., Henriksson, A. & Tonkonogi, M. (2009). Tester och mätmetoder för idrott och
hälsa. 1. uppl. Stockholm: SISU idrottsböcker, s. 14.
Bini, R. & Hume, P. (2014). Bilateral Asymmetry Assessment in Cycling Using Commerical Instrumented Crank System and Instrumented Pedals. International journal of sports
physiology and performance, vol. 9 (5), s. 876-881. DOI: 10.1123/ijspp.2013-0494
Bini, R. & Hume, P. (2015). Relationship between pedal force asymmetry and performance in cycling time trial. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, vol. 55 (9), s. 892-898. Tillgänglig:
https://www.researchgate.net/publication/281555670_Relationship_between_pedal_force_asy
mmetry_and_performance_in_cycling_time_trial [04.05.2017]
Bini, R., Jacques, T., Lanferdini, F. & Vaz, M. (2015). Comparison of Kinetics, Kinematics, and Electromyography During Single-Leg Assisted and Unassisted Cycling. Journal of
Strength and Condition research, vol. 29 (6), s. 1534-1541. DOI:
10.1519/JSC.0000000000000905
Bini, R., Jacques, T., Sperb, C., Lanferdini, F. & Vaz, M. (2016). Pedal force asymmetries and performance during a 20-km cycling time trial. Kinesiology, vol. 48 (2), s. 193-199. Tillgänglig:
https://www.researchgate.net/publication/310426305_PEDAL_FORCE_ASYMMETRIES_A
ND_PERFORMANCE_DURING_A_20-KM_CYCLING_TIME_TRIAL [28.03.2017]
Bompa, T. & Haff, G. (2009). Periodization: theory and methodology of training. 5:e uppl. Champaign: Human Kinetics, s. 28
23
Carpes, F., Diefenthaeler, F., Bini, R., Stefanyshyn, D., Faria, I. & Mota, C. (2011). Influence of leg preference on bilateral muscle activation during cycling. Journal of Sport Sciences, vol. 29 (2), s. 151-160. DOI: 10.1080/02640414.2010.526625
Carpes, F., Mota, C. & Faria, I. (2010). On the bilateral asymmetry during running and
cycling – a review consider leg preference. Physical Therapy in Sport, vol. 11 (4), s. 136-142. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ptsp.2010.06.005
Carpes, F., Rossato, M., Faria, I. & Bolli Mota, C. (2007). Bilateral pedaling asymmetry during a simulated 40-km cycling time-trial. The Journal of Sports Medicine and Physical
Fitness, vol. 47 (1), s. 51-57. Tillgänglig:
https://www.researchgate.net/profile/Mateus_Rossato/publication/6437331_Bilateral_pedalin
g_asymmetry_during_a_simulated_40-km_cycling_time- trial/links/00b7d533d4a712ecce000000/Bilateral-pedaling-asymmetry-during-a-simulated-40-km-cycling-time-trial.pdf?origin=publication_detail [28.04.2017]
EKF Diagnostics Holdings plc. (2015) Biosen C-line Clinic. Cardiff.
Elias, L., Bryden, M. & Bulman-Fleming, M. (1998). Footedness is a better predictor than is handedness of emotional lateralization. Neuropsychologia, vol. 36 (1), s. 37-43. DOI: https://doi.org/10.1016/S0028-3932(97)00107-3
Elmer, S.J., McDaniel, J. & Martin, J.C. (2016). Biomechanics of Counterweighted One-Legged Cycling. Journal of Applied Biomechanics, vol. 32 (1), s. 78-85. DOI:
https://doi.org/10.1123/jab.2014-0209
JAEGER GmbH Cylinder Service (2009) Jaeger Oxycon Pro. Bodnegg.
Kenney, W., Wilmore, J. & Costill, D. (2012). Physiology of Sport and Exercise. 5:e uppl. Leeds:Human Kinetics, s.249
Klausen, K., Secher, N.H., Clausen, J.P., Hartling, O., & Trap-Jensen, J. (1982). Central and regional circulatory adaptations to one-leg training. Journal of Applied Physiology. vol. 52, s. 976-983.
MacInnis, M., Morris, N., Sonne, M., Zuniga, A., Keir, P., Potvin, J. & Gibala, M. (2017). Physiological responses to incremental, interval, and continuous counterweighted single-leg and double-leg cycling at the same relative intensities. European Journal of Applied
24
MacInnis, M., Zacharewicz, E., Martin, B., Haikalis, M., Skelly, L., Tarnopolsky, M., Murphy, R. & Gibala, M. (2016). Superior Mitochondrial adaptations in human skeletal muscle after interval compared to continuous single-leg cycling matched for total work. The Journal of
Physiology, vol. 595 (9), s. 2955-2968. DOI: 10.1113/JP272570
Maker, R. (2013). The Power Meter Buyer´s Guide – 2013 Edition. Tillgänglig: https://www.dcrainmaker.com/2013/09/power-buyers-edition.html [24.05.2017]
Monark Exercise AB (2010) Monark 828E. Vansbro.
Polar Electro OY (2016) Polar H7 Pulssensor. Kempele.
Schoberer Rad Messtechnik (2015) SRM Ergometer. Jülich.
Schoberer Rad Messtechnik (2015) SRM Torque Analysis System. Jülich.
Smak, W., Neptune, R. & Hull, M. (1999). The influence of pedaling rate on bilateral asymmetry in cycling. Journals of Biomechanics, vol. 32 (9), s. 899-906. DOI: https://doi.org/10.1016/S0021-9290(99)00090-1
Svenska Cykelförbundet (2015). Verksamhetsberättelse, Årsredovisning och
Verksamhetsplan. Solna: Svenska Cykelförbundet.
Ting, L., Raasch, C., Brown, D., Kautz, S. & Zajac, F. (1998). Sensorimotor state of the contralateral leg affects ipsilateral muscle coordination of pedaling. Journal of
Neurophysiology, vol. 80 (3), s. 1341-1351. Tillgänglig:
http://jn.physiology.org/content/80/3/1341.long [19.05.2017]
Trainingpeaks (2017) WKO4. Boulder.
Turner, R. (2010). Single-Leg Cycling: A New Training Paradigm For improved bilateral
Cycling Performance?. University of Birmingham. Sports Physiology and Performance
25
Bilagor
Bilaga 1. Högskolan Dalarnas Hälsodeklaration
Högskolan Dalarnas Idrottslaboratorium, LIVI:s Kvalitetsmanual
Hälsodeklaration Version 1.1
Bilaga 5 till kapitel 12.4 Pre-testrutiner Gäller from: 2016-02-01
Inför ditt test på LIVI-laboratoriet är det viktigt att du fyller i denna hälsodeklaration, dels för din säkerhet men också för utvärdering av dina testresultat samt för att standardisera dina ev.
kommande tester. Vid eventuella frågor kontakta testledaren.
Testdatum: ______________________________ Tid:_______________________________ Personnummer:___________________________Kön: Man Kvinna
Namn: _____________________________________________________________________ Adress:_____________________________________________________________________ Telefon: _________________________________Tel anhörig (ICE): __________________ E-post:_____________________________________________________________________
26
Högskolan Dalarnas Idrottslaboratorium, LIVI:s Kvalitetsmanual
Hälsodeklaration Version 1.1
Bilaga 5 till kapitel 12.4 Pre-testrutiner Gäller from: 2016-02-01
Lider du för närvarande av någon sjukdom (ex. förkylning, feber)? Ja Nej Om ja, specificera (sjukdomstyp, symptom): ____________________________________ Har du haft någon sjukdom eller hälsoproblem den senaste månaden? Ja Nej Om ja, specificera (sjukdomstyp, datum): _______________________________________ Har du eller har du haft något av följande:
Hjärtbesvär? Ja Nej Specificera: _________________________ Bröstsmärtor? Ja Nej Specificera: _________________________ Högt eller lågt blodtryck? Ja Nej Specificera: _________________________ Yrsel? Ja Nej Specificera: _________________________ Blodsjukdom? Ja Nej Specificera: _________________________ Andningsbesvär? Ja Nej Specificera: _________________________ Epilepsi? Ja Nej Specificera: _________________________ Diabetes? Ja Nej Specificera: _________________________ Allergi? Ja Nej Specificera: _________________________ Hjärnskakning inom 4 v? Ja Nej Specificera: _________________________ Har du/har du haft någon skada som kan påverka din prestationsförmåga? Ja Nej Om ja, specificera: _________________________________________________________ Tar du, eller har du tagit något läkemedel de två senaste veckorna? Ja Nej Läkemedel och orsak: ______________________________________________________ _______________________________________________________________________ Om du röker eller snusar, när gjorde du det senast?__________________________________ När drack du någon koffeinhaltig dryck senast (kaffe/te/cola el. dyl.)?____________________
27
Högskolan Dalarnas Idrottslaboratorium, LIVI:s Kvalitetsmanual
Hälsodeklaration Version 1.1
Bilaga 5 till kapitel 12.4 Pre-testrutiner Gäller from: 2016-02-01
Går du på någon speciell diet? Ja Nej
Om ja, vilken______________________________________________________________ Hur har din senaste träningsvecka sett ut? Lätt Medel Hård Hur mycket och vad har du tränat de senaste 48 timmarna?_____________________________ ___________________________________________________________________________ Övrig information som kan tänkas påverka ditt testresultat (ex. druckit/ätit dåligt, graviditet, överträning, höghöjdsträning, snabb viktnedgång etc.):
___________________________________________________________________________
Är du införstådd med att testet sker på egen risk? Ja Nej Godkänner du att du förekommer i digital media i marknadsföringssyfte Ja Nej (bild + textinlägg på ex. facebook, blogg)
Godkänner du att dina personuppgifter/testdata lagras i vår databas? Ja Nej
Godkänner du att ev. bilder och/eller filmer från testet lagras i vår databas? Ja Nej
Lagring av personuppgifter/testdata sker i syfte att kunna sammanställa din testrapport samt jämföra dina ev. tidigare och senare testresultat. All testdata behandlas under sekretess. Du kan när som helst kontakta LIVI för borttagning av dina uppgifter.
____________________________________ __________________________________ Underskrift (alt. målsmans underskrift < 16 år) Underskrift testledare
__________________________________ ______________________________
Namnförtydligande Namnförtydligande testledare
Genom din underskrift intygar du att de Testledaren intygar med sin underskrift att uppgifter som lämnas i detta dokument är denne tagit del av ovanstående uppgifter. Korrekta
28 Bilaga 2. Waterloo Footedness Questionnaire
W at er lo o F o te d n es s Qu es tio n air e 1. La Lu Eq Ru Ra 2. La Lu Eq Ru Ra 3. La Lu Eq Ru Ra 4. La Lu Eq Ru Ra 5. La Lu Eq Ru Ra 6. La Lu Eq Ru Ra 7. La Lu Eq Ru Ra 8. La Lu Eq Ru Ra 9. La Lu Eq Ru Ra 10. La Lu Eq Ru Ra 11. YE S NO (c ir cle o n e) 12. YE S NO (c ir cle o n e) 13. In st ru ct io n s: A n sw er e ac h o f t h e fo llo w in g q u es tio n s a s b es t yo u c an . I f yo u a lw ays u se o n e fo o t t o p er fo rm t h e d es cr ib ed a ctivit y, c ir cle R a o r La ( fo r r ig h t a lw ay s and le ft a lw ay s) . I f yo u u su all y u se o n e fo o t c ir cle Ru o r Lu , a s a p p ro p ria te. If yo u u se b o th fee t eq u all y o ft en , c ir cle Eq . Plea se d o n o t s im p ly c ir cle o n e an sw er f o r a ll q u es tio n s, b u t im ag in e yo u rs elf p er fo rm in g e ac h a ctivit y in t u rn , a n d t h en m ar k t h e ap ro p ria te an sw er . I f n ec es sa ry, sto p a n d p an to m im e th e ac it vit y. W h ic h f o o t w o u ld yo u u se to kic k a s ta tio n ar y b all a t a t ar get s tra ig h t in f ro n t o f yo u ? If yo u h ad t o s ta n d o n o n e fo o t, w h ic h f o o t w o u ld it b e? W h ic h f o o t w h o u ld yo u u se to s m o o th s an d a t t h e b ea ch ? D u rin g r ela xed s ta n d in g, p eo p le in it ia lly p u t m o st o f t h eir w eig h t o n o n e fo o t, lea vin g t h e o th er leg s lig h tly b en t. W h ic h f o o t d o yo u p u t m o st o f yo u r w eig h t o n f ir st? Is t h er e an y r ea so n ( i.e. In ju ry) w h y y o u h ave c h an ged yo u r f o o t p ref er en ce fo r a n y o f th e ab o ve a ctivit ies ? H ave yo u e ve r b ee n g iven s p ec ia l t ra in in g o r e n co u ra gem en t t o u se a p ar tic u la r f o o t f o r cer ta in a ctivit ies ? If yo u h ave a n sw er ed Y ES f o r e it h er q u es io n 1 1 o r 1 2, p lea se ex p la in If yo u h ad t o s tep u p o n to a c h air , w h ic h f o o t w o u ld yo u p la ce o n t h e ch air f ir st? W h ic h f o o t w o u ld yo u u se to sto m p o n a f as t-m o vin g b u g? If yo u w er e to b ala n ce o n o n e fo o t o n a r ail w ay t ra ck, w h ic h f o o t w o u ld yo u u se? If yo u w an ted t o p ic k u p a m ar b le w it h yo u r t o es , w h ic h f o o t w o u ld yo u u se? If yo u h ad t o h o p o n o n e fo o t, w h ic h f o o t w o u ld yo u u se? W h ic h f o o t w o u ld yo u u se to h elp p u sh a s h o ve l i n to t h e gr o u n d ?
