| Abstract | Uvod: Za razliku od trčanja, za sportsko hodanje ne postoji standardni ergometrijski test za procjenu energetskih kapaciteta. Za pretpostaviti je da protokoli testova s progresivnim opterećenjem koji se koriste za trčanje nisu prikladni za hodanje budući da je, zbog eksponencijalnog porasta energetske potrošnje s porastom brzine hodanja, zona visokog intenziteta (uz istu akceleraciju saga kao i za trčanje) značajno kraćeg trajanja. Stoga, za sportsko hodanje, primjena finije gradiranog protokola opterećenja može povećati rezoluciju i pouzdanost testa, te omogućiti dostizanje viših vršnih vrijednosti parametara za procjenu funkcionalnih sposobnosti. Također, za sportsko hodanje nema dostupnih podataka o dinamici kinematičkih parametara tijekom fino gradiranog testa opterećenja na pokretnom sagu.
Cilj: Osnovni je cilj ovog istraživanja utvrditi utjecaj protokola progresivnog kontinuiranog testa sportskog hodanja na pokretnom sagu: 1. s finom gradacijom opterećenja (T03), 2. sa standardnim protokolom koji se koristi za trčanje kao modalitet opterećenja (T05), na parametre za procjenu energetskih kapaciteta, te utvrditi dinamiku kretanja kinematičkih parametara u sportskom hodanju pri primjenjenim testovima opterećenja. Također se željelo provjeriti da li određeni kinematički parametri pokazuju fenomen praga pri progresivnom porastu opterećenja (promjenu u trendu) te da li postoji funkcionalna veza između detektiranih kinematičkih pragova i ventilacijskih pragova. Dodatno se željelo analizirati spolne razlike te razlike u kinematičkim parametrima lijeve i desne noge u progresivnom kontinuiranom testu hodanja na pokretnom sagu s finom gradacijom opterećenja.
Metode: Uzorak ispitanika činila su 34 atletičara hodača i studenata kineziologije koji su prošli školu sportskog hodanja (19 muškaraca i 15 žena). Svi ispitanici podvrgnuti su dvama protokolima sportskog hodanja sa progresivnim opterećenjem na pokretnom sagu. Sustav Quark b2 (Cosmed), korišten je za kontinuirano breath-by-breath prikupljanje, grafički prikaz, pohranjivanje i analizu ventilacijskih, metaboličkih i ergometrijskih parametara tokom testova. Optojump Next (Microgate) sustav korišten je za mjerenje kinematičkih parametara (dužina koraka, dužina jednog ciklusa koraka, trajanje oslonačne faze, trajanje jednopotporne faze, trajanje dvopotporne faze, trajanje prednjeg kontakta pete s podlogom i frekvencija koraka). Aerobni i anaerobni ventilacijski pragovi (Vae i Van) određeni su modificiranom V-slope metodom, a kinematički prvi i drugi prag (KP1 i KP2) subjektivnim procjenama troje nezavisnih procjenjivača na osnovu modela krivulja i uputa definiranih za ovo istraživanje. Studentov t-test korišten je za utvrđivanje razlika između testova u funkcionalnim i kinematičkim parametrima, razlika u brzini hoda između ventilacijskih i kinematičkih pragova, te razlika kinematičkih parametara između lijeve i desne noge. Stupanj međusobnog slaganja trojice procjenjivača u procjeni kinematičkih pragova testiran je Cronbachovim koeficijentom pouzdanosti-objektivnosti a povezanost između ventilacijskih i kinematičkih pragova određena je Pearsonovim koeficijentom korelacije (r).
Rezultati: U testu dužeg trajanja (T03) u odnosu na kraći test (T05), (13.7±1.5 : 8.7±1 min), postignuti su statistički značajno viši VO2max (47.1±6.2 : 45.9 ±6.0 ml/kg/min, p=0.037), maksimalna frekvencija srca (186.5±13 : 183.5±13/min, p=0.004), maksimalna minutna ventilacija (117.1±32.1 : 111.2±29.5 L/min, p=0.013), i anaerobni kapacitet (662.8±157.7 : 416.1±148.4 m, p<0.001), dok se prosječne vrijednosti frekvencije srca pri anaerobnom pragu nisu razlikovale (157.8±19 : 157.2±17 o/min, p=0.786). Suprotno tome, veća brzina saga pri anaerobnom pragu (8.69±0.77 : 9.06±0.83 km/h, p=0.008) i maksimalna brzina sportskog hoda (10.94±0.88 : 11.21±0.98 km/h, p=0.005) postignuta je u testu T05. U progresivnom testu sportskog hodanja na pokretnom sagu dolazi do promjene trenda kinematičkih parametara (dužina koraka, dužina ciklusa koraka, trajanje jednopotporne faze, trajanje dvopotporne faze, trajanje prednjeg kontakta pete s podlogom, frekvencija koraka) koji se mogu koristiti za određivanje kinematičkog praga. U većine ispitanika uočljive su dvije promjene trenda kinematičkih parametara (dva praga, KP1 i KP2) u cijelom rasponu opterećenja. Za većinu promatranih kinematičkih parametara postoji dva ili više karakterističnih modela dinamike kretanja tijekom progresivnog opterećenja. Za dio ispitanika (16-44%, ovisno o kinematičkom parametru) prvi kinematički prag nije bilo moguće pouzdano i objektivno procjeniti, dok je drugi kinematički prag prisutan i objektivno procjenjiv gotovo u svih ispitanika. Brzine hoda pri kojima se javljaju navedene promjene trenda za drugi kinematički prag značajno su povezane s brzinom hoda koja odgovara drugom ventilacijskom (anaerobnom) pragu (Van). Do promjene trenda kinematičkih parametara (KP2) dolazi približno 1 stupanj (20-40 sekundi) nakon pojave drugog ventilacijskog praga, od kojeg se kinematički pragovi značajno i razlikuju. Od svih kinematičkih parametara, najmanju prosječnu razliku (0.19 km/h, odnosno 19 s, p<0.05), i najveću povezanost (r=0.804) s Van ima KP2 za trajanje prednjeg kontakta pete s podlogom. U progresivnom kontinuiranom testu sportskog hodanja na pokretnom sagu uočena je značajna asimetrija između desne i lijeve noge u trajanju faza oslonca za ispitanike, dok u ispitanica nisu utvrđene statistički značajne razlike u kinematičkim parametarima između desne i lijeve noge.
Zaključak:. U progresivnom kontinuiranom testu sportskog hodanja na pokretnom sagu s fino gradiranim porastom intenziteta (dužeg trajanja) postižu se veće vrijednosti aerobnog i anaerobnog kapaciteta, ventilacijskih parametara i maksimalne frekvencije srca u odnosu na test kraćeg trajanja. Tijekom progresivnog testa opterećenja na pokretnom sagu, postoji visoka povezanost između kinematičkih i ventilacijskih parametara koji određuju dva metabolička praga (aerobni i anaerobni) između susjednih zona intenziteta tjelesne aktivnosti. Za isti kinematički parametar, mogu postojati dva ili više modela prilagodbe na porast brzine hoda, što se može pripisati razlikama u morfološkoj građi, funkcionalnim i motoričkim sposobnostima. Praktična primjena rezultata istraživanja očituje se u optimizaciji ergometrijskog testa i u mogućnosti razvoja jednostavne, ekonomične i neinvazivne metode određivanja anaerobnog praga mjerenjem kinematičkih parametara u sportskom hodanju. Dodatni praktični doprinos istraživanja su kreirane upute, i utvrđena objektivnost u procjeni kinematičkih pragova za sportsko hodanje, u progresivnom testu opterećenja na pokretnom sagu. |
| Abstract (english) | Introduction: Unlike for running, race walking has no standard treadmill tests to assess aerobic and anaerobic fitness components. It may be assumed that graded test protocols used for running are not suitable for walking, since the high intensity zone (at the equal treadmill acceleration rate as for running), due to exponential growth of energy consumption, is of significantly shorter duration. Therefore, for race walking to apply finely graded load protocol can increase test resolution and reliability, and enable achieving higher peak values of fitness parameters. Likewise, for race walking there are no available data on dynamics of kinematic parameters during a finely graded treadmill test.
Goal: The main goal of this research was to establish the influence of a graded race walking test protocol: 1. with finely graded load (T03), 2. with a standard test protocol used for running (T05), on aerobic and anaerobic fitness parameters, and to determine the dynamics of kinematic parameters in race walking while applying incremental tests. Moreover, it was intended to explore if certain kinematic parameters show a threshold phenomenon with increasing load (change in trend), and if there is a functional relationship between detected kinematic and ventilatory thresholds. In addition, it was intended to analyse gender differences, and differences in kinematics between left and right leg, during a finely graded race walking treadmill test.
Methods: The sample consisted of 34 race walkers and kinesiology students with a completed race walking school (19 men and 15 women). All subjects completed two incremental race walking treadmill tests. Quark b2 (Cosmed) metabolic cart was used for continuous breath-by-breath collection, storage and analysis of ventilatory, metabolic and ergometric parameters during tests. Optojump Next (Microgate) system has been used to measure kinematic parameters (step length, stride length, single-support phase duration, double-support phase duration, front-heel contact duration and step frequency). Aerobic and anaerobic ventilatory thresholds (Vae and Van) were assessed by modified V-slope method, and kinematic first and second thresholds (KP1 and KP2) by subjective assessment of three independent evaluators based on curve models and instructions defined for this research. Student's t-test was used to determine differences in functional and kinematic parameters between the tests, differences in walking speed between ventilatory and kinematic thresholds, and differences of kinematic parameters between the left and right leg. Cronbach’s alpha coefficient was used to estimate the internal consistency between the evaluators, and the relationship between the ventilatory and kinematic thresholds was determined by the Pearson correlation coefficient (r).
Results: The longer duration test (T03) compared to the shorter one (T05), (13.7±1.5 min : 8.7±1 min), showed higher VO2max (47.1±6.2 : 45.9±6.0 ml/kg/min, p=0.037), maximum heart rate (183.5±13 : 186.5±13 bpm, p<0.004), maximum minute ventilation (117.1±32.1 : 111.2±29.5 L/min, p=0.013), and anaerobic capacity (662.8±157.7 : 416.1±148.4, p<0.001), while average heart rate values at anaerobic threshold did not differ (157.8±19 : 157.2±17 bpm, p=0.786). On the contrary, higher speed at the anaerobic threshold (8.69±0.77 : 9.06±0.83, p=0.008) and maximum race walking speed (10.94±0.88 : 11.21±0.98, p=0.005) were obtained in the test T05. With increasing race walking speed a change in the trend of kinematic parameters occurs ( step length, stride length, single- and double-support phase duration, front-heel contact duration and step frequency) which can be used to determine a kinematic threshold. Within the whole range of walking speeds, two changes in the trends of kinematic parameters have been noticed (two thresholds, KP1 and KP2) for most subjects. The dynamics of most kinematic parameters showed two or more characteristic models with increasing speed. In some subjects (16-44%, depending on kinematic parameter) the first kinematic threshold couldn’t be assessed reliably and objectively, while KP2 was present and objectively assessed among almost all respondents. The walking speed at which the stated trend changes occurred for KP2 are significantly correlated to the walking speed at the second ventilatory (anaerobic) threshold (Van). The trend change for KP2 occured about 1 stage (20-40 seconds) after the appearance of the Van, and the speed difference was statistically significant for all parameters (p<0.05). Out of all kinematic parameters the least average difference (0.19 km/h, i.e. 19 s, p < 0.05) and the strongest relationship (r = 0.804) to Van had KP2 for duration of front-heel contact. A significant right/left leg asymmetry was noticed for the support phases among male subjects, while in women no statistically significant leg asymmetries in kinematic parameters were present.
Conclusion: In a finely graded incremental race walking treadmill test (of longer duration) higher values of aerobic and anaerobic fitness parameters, ventilatory parameters and maximum heart rate are achieved compared to a shorter test. During incremental race walking changes in dynamics of kinematic parameters are observed, that are related to ventilatory thresholds which delineate aerobic and anaerobic intensity zones of physical activity. For each kinematic parameter there could be two or more trend models with increasing walking speed, which could be assigned to differences in technical skill, morphological or fitness attributes.The practical implementation of the study findings is evident in ergometry test optimization and the development of a simple, economical and non-invasive method to
determine the anaerobic threshold by detection of kinematic parameters in race walking. An additional practical contribution of the study are the created instructions, and the detected objectivity to estimate the kinematic thresholds for race walking in a graded treadmill test. |
