Door het veranderen van onderzoek omwille van het Coronavirus, is de methode van dit onderzoek nog niet 100% op punt. Vooral dataverzameling en data-analyse zijn nog niet volledig geschreven!
1.1 Proefpersonen
We verzamelden de data van 10 proefpersonen tussen 21 en 23 jaar oud. Alle proefpersonen waren vrij van blessures op het moment van testen.
De proefpersonen werden geselecteerd via convenience sampling.
Aangezien we een steady state ventilatie nastreven tijdens de testen tot snelheden van… is het belangrijk dat alle proefpersonen voldoende getraind zijn. Hiervoor waren er twee vereisten:
1. Alle proefpersonen rapporteerden dat ze minstens twee keer per week (>60min) een sport uitvoeren waarbij de uithouding een belangrijke factor is.
2. De proefpersonen kunnen het volledige protocol aan vaste snelheden hoofdzakelijk aeroob lopen. Dit komt ongeveer overeen met één kilometer in vijf minuten lopen (3,3 m/s gemiddeld) met een RER (respiratory exchange ratio) lager dan 1. Dit testen we echter niet op voorhand. Als de RER tijdens de testen bij een bepaalde proefpersoon te hoog ligt, zullen we het subject excluderen.
1.2 Procedure
Alle proefpersonen doorlopen onderstaande procedure.
Eerst lopen de proefpersonen twee keer vijf kilometer buiten zonder VO2 meting, maar met Strava om de voorkeurssnelheid te bepalen. We gebruiken Strava zodat we aan de hand van gps-coördinaten het snelheidsprofiel kunnen analyseren en de outdoor voorkeurssnelheid van de proefpersoon kunnen bepalen. Hierna moeten de proefpersonen in een random gekozen volgorde de volgende 5 protocollen doorlopen, allemaal met VO2 meting:
a) vijf kilometer overgronds lopen aan voorkeurssnelheid;
87
c) vijf kilometer op de loopband lopen aan voorkeurssnelheid: de proefpersonen kunnen ieder moment de snelheid aanpassen aan de hand van een joystick;
d) Vijf kilometer op de loopband lopen aan op voorhand bepaalde voorkeur snelheid (protocol beschreven in 2.5.5.1.
e) steady state lopen aan 6 opgegeven snelheden waaronder de op loopband bepaalde voorkeur loopsnelheid.
Naast het feit dat de 5km een afstand is die frequent wordt gelopen, is er nog een andere reden waarom de subjecten 5km moeten lopen. Aangezien we aan de hand van een cosmed enkel in staat zijn om de aerobe geleverde energie te meten, is het belangrijk dat de inspanning aeroob geleverd wordt. Om een afstand van 5km te overbruggen, aan een voor de proefpersoon comfortabele snelheid, zal er dan ook slechts een zeer minimale anaerobe component zijn en een RER onder 1.
Hieronder worden elk van volgende procedures in detail besproken. Om vergelijkingen te maken tussen het overgronds lopen en het lopen op de loopband, worden alle determinanten die de loopsnelheid en het energieverbruik bepalen zo constant mogelijk gehouden. Volgende maatregelen werden genomen:
- Tussen elk van de protocollen zit er minstens 48 uur.
- De proefpersoon geeft een eigen ‘fitheidsscore’ voor iedere loopsessie - De afstand blijft hetzelfde (5km)
- Iedere proefpersoon loopt de verschillende protocollen met hetzelfde, sportieve schoeisel 1.2.1 Bepalen van de voorkeurssnelheid
1.2.1.1Procedure
Om de voorkeur loopsnelheid te bepalen, lopen alle proefpersonen rond de Watersportbaan in Gent. Dit komt overeen met een afstand van vijf kilometer. Vijf kilometer is een frequent gekozen loopafstand bij zowel trainingen als wedstrijden. De ondergrond van het parcours is steeds verhard en bestaat voornamelijk uit betonnen klinkers. Aangezien windsnelheid en
88
temperatuur de voorkeurssnelheid van lopen beïnvloeden (Fletcher & MacIntosh, 2017) , worden deze telkens genoteerd als er buiten wordt gelopen.
1.2.1.2Outfit
De proefpersonen lopen met sportief schoeisel, die ze zelf kiezen. Dit schoeisel moet gelijk blijven doorheen de verschillende protocollen.
1.2.1.3 Instructie
De proefpersonen krijgen de volgende instructie: “Loop rond de watersportbaan, dit is 5km, aan de voor jou meest comfortabele snelheid. Je moet steeds naast de Finse piste op verharde ondergrond lopen. Start + einde parkours?”. Hierdoor geven de proefpersonen niet teveel richting m.b.t de snelheid die hij/ zij moet lopen, maar krijgt het subject wel een idee van de te lopen afstand. Hierna starten de proefpersonen onmiddellijk met de sessie, zonder zich op te warmen.
1.2.1.4Metingen
De proefpersonen lopen met een gsm of een smartwatch waarop de app Strava geïnstalleerd is. Strava registreert de volledige loopsessie zodat we achteraf de loopsnelheid kunnen analyseren.
1.2.2 Bepalen van het energieverbruik bij voorkeurssnelheid buiten 1.2.2.1Procedure
De proefpersonen staan eerst vier minuten recht in het labo met het VO2 masker op. Om het energieverbruik aan voorkeur loopsnelheid buiten te bepalen, lopen alle proefpersonen rond de Watersportbaan in Gent. Dit komt overeen met een afstand van vijf kilometer. De ondergrond van het parcours is steeds verhard en bestaat voornamelijk uit betonnen klinkers. Aangezien windsnelheid en temperatuur de voorkeurssnelheid van lopen beïnvloeden (Fletcher & MacIntosh, 2017) , worden deze telkens genoteerd als er buiten wordt gelopen.
89
1.2.2.2Outfit
De proefpersonen lopen met sportief schoeisel, die ze zelf kiezen. Dit schoeisel moet gelijk
blijven doorheen de verschillende protocollen.
Hiernaast lopen de proefpersonen ook met een uitrusting waaraan de Cosmed K4B² en twee batterijen aan bevestigd zijn om VO2 op te nemen.
1.2.2.3Instructie
De proefpersonen krijgen dezelfde instructie als bij 2.2.1. : “Loop rond de watersportbaan, dit is 5km, aan de voor jou meest comfortabele snelheid. Je moet steeds naast de Finse piste op verharde ondergrond lopen. Start + einde parkours?”. Hierdoor geven de proefpersonen niet teveel richting m.b.t de snelheid die hij/ zij moet lopen, maar krijgt het subject wel een idee van de te lopen afstand. Hierna starten de proefpersonen onmiddellijk met de sessie, zonder zich op te warmen.
1.2.2.4Metingen
De proefpersonen lopen met een gsm of een smartwatch waarop de app Strava geïnstalleerd is. Strava registreert de volledige loopsessie zodat we achteraf de loopsnelheid kunnen analyseren. Hiernaast worden zuurstofverbruik en koolstofdioxide productie ook opgenomen met behulp van de Cosmed K4B².
1.2.3 Lopen aan voorkeurssnelheid op de loopband 1.2.3.1Procedure
De proefpersonen staan eerst vier minuten recht in het labo met het VO2 masker op. Hierna lopen ze 5 km op de loopband aan een vaste snelheid: hun gemiddelde snelheid die ze tijdens de drie outdoor sessies kozen.
90
1.2.3.2Outfit
De proefpersonen lopen met sportief schoeisel, die ze zelf kiezen. Dit schoeisel moet gelijk
blijven doorheen de verschillende protocollen.
Hiernaast lopen de proefpersonen ook met een uitrusting waaraan de Cosmed K4B² en twee batterijen aan bevestigd zijn om VO2 op te nemen.
1.2.3.3 Instructie
De proefpersonen krijgen volgende instructie: “Loop 5 km aan de snelheid die wordt opgelegd. Dit is de gemiddelde snelheid die je outdoor liep.”
1.2.3.4Metingen
Wanneer de proefpersonen vier minuten rechtstaan meten we de laatste twee minuten hun zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie met de Cosmed K4B² om zo hun rustmetabolisme te berekenen. De waarde die we de laatste twee minuten tijdens het rechtstaan verkrijgen, trekken we af van het metabole energieverbruik tijdens het lopen. Op die manier krijgen we de netto metabole kost van het lopen. Ook tijdens de volledige loopsessie worden zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie gemeten met de Cosmed K4B².
1.2.4 Voorkeurssnelheid bepalen op de loopband waarbij het subject de loopband zelf bedient
1.2.4.1Procedure
De proefpersonen staan eerst vier minuten recht in het labo met het VO2 masker op. Hierna lopen ze 5 km op de loopband aan een zelfgekozen snelheid. Gedurende de volledige sessie kunnen ze de snelheid van de loopband aanpassen.
91
1.2.4.2Outfit
De proefpersonen lopen met sportief schoeisel, die ze zelf kiezen. Dit schoeisel moet gelijk
blijven doorheen de verschillende protocollen.
Hiernaast lopen de proefpersonen ook met een uitrusting waaraan de Cosmed K4B² en twee batterijen aan bevestigd zijn om VO2 op te nemen.
1.2.4.3Instructie
“Loop 5km aan de voor jou meest comfortabele snelheid. Je mag de snelheid gedurende de volledige sessie aanpassen met behulp van de joystick wanneer je wilt. Door de joystick naar voor te duwen, verhoogt de snelheid. Wanneer je de joystick naar beneden trekt, zal de loopband vertragen”.
1.2.4.4Metingen
Wanneer de proefpersonen vier minuten rechtstaan meten we de laatste twee minuten hun zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie met de Cosmed K4B² om zo hun rustmetabolisme te berekenen. De waarde die we de laatste twee minuten tijdens het rechtstaan verkrijgen, trekken we af van het metabole energieverbruik tijdens het lopen. Op die manier
krijgen we de netto metabole kost van het lopen.
Ook tijdens de volledige loopsessie worden zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie
gemeten met de Cosmed K4B².
Snelheid van de loopband wordt de volledige sessie opgenomen.
1.2.5 Bepalen van het energieverbruik aan voorkeurssnelheid en aan verschillende vaste snelheden op de loopband
1.2.5.1Procedure
De proefpersonen staan eerst vier minuten recht in het labo met het VO2 masker op.
Hierna werd de voorkeurssnelheid van de subjecten bepaald. We laten de subjecten lopen op de loopband aan een snelheid die 1 m/s trager is dan hun outdoor- voorkeurssnelheid. Hierna
92
laten we de loopbandsnelheid elke 10 seconden stijgen met 0,1 m/s. Wanneer proefpersonen hun voorkeurssnelheid bereikten hebben, brengen ze de testleiders hiervan op de hoogte. Hierna laten we de loopband snelheid stijgen met 0.4 m/s en laten we de snelheid van de loopband zakken met 0,1 m/s per 10 seconden. De subjecten brengen de testleiders er terug van op de hoogte als ze hun voorkeurssnelheid bereikt hebben. Dit protocol wordt drie keer uitgevoerd en de voorkeurssnelheid is dan het gemiddelde van de zes aangegeven voorkeursnelheden. Hierna wordt het volgende deel van de test meteen gestart.
Hierna lopen de proefpersonen vijf minuten aan zes verschillende opgelegde snelheden met VO2 masker. Om een U- vormige curve van metabole kost te verkrijgen laten we de proefpersonen lopen aan een brede range van snelheden: 2,0 m/s; 2,3 m/s; 2,6 m/s; 2,9 m/s; 3,3 m/s. De laagste snelheid komt overeen met de transitiesnelheid van wandelen naar lopen (Rotstein et al., 2005), terwijl de hoogste snelheid een hoge snelheid is waaraan de proefpersonen wel nog hoofdzakelijk aeroob kunnen lopen (Rathkey & Wall-Scheffler, 2017b). De hoogste vaste snelheid is 3,3 m/s, de snelheid waarbij men één kilometer in vijf minuten loopt. De snelheden worden aangeboden in ad random volgorde. Op deze ad random volgorde zijn er alleen twee controles 1) de 2 snelste snelheden worden niet als eerste aangeboden 2) de 2 snelste snelheden worden niet na elkaar aangeboden.
1.2.5.2Outfit
De proefpersonen lopen met sportief schoeisel, die ze zelf kiezen. Dit schoeisel moet gelijk
blijven doorheen de verschillende protocollen.
Hiernaast lopen de proefpersonen ook met een uitrusting waaraan de Cosmed K4B² en twee batterijen aan bevestigd zijn om VO2 op te nemen.
1.2.5.3Instructie
Bij deel 1 krijgen de subjecten volgende instructie: “De loopband zal eerst geleidelijk aan versnellen, het is de bedoeling dat jij aangeeft wanneer je een snelheid bereikt die voor jou de meest comfortabele snelheid is om 5 km aan te lopen. Hierna zal de loopbandsnelheid stijgen om vervolgens te zakken tot je aangeeft dat de snelheid een snelheid is die voor jou het meest
93
comfortabel is om 5 km aan te lopen. In totaal voer je dit protocol 3 keer uit. Bij deel 2 krijgen de subjecten volgende instructie: “Nu zul je telkens 5 minuten lopen aan 6 vooraf gekozen snelheden. Tracht om zoveel mogelijk in het midden van de loopband te lopen”
1.2.5.4Metingen
Wanneer de proefpersonen eerst vier minuten rechtstaan meten we de laatste twee minuten hun zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie met de Cosmed K4B² om zo hun rustmetabolisme te berekenen. De waarde die we de laatste twee minuten tijdens het rechtstaan verkrijgen, trekken we af van het metabole energieverbruik tijdens het lopen. Op die manier krijgen we de netto metabole kost van het lopen. Ook tijdens de volledige loopsessie worden zuurstofconsumptie en koolstofdioxideproductie
gemeten met de Cosmed K4B².
94
1.3 Data verzameling
Tijdens alle metingen buiten (rond de Watersportbaan) werd er met Strava gelopen. Strava is een veelgebruikte applicatie die gebruikt wordt voor het opmeten van data bij lopen en fietsen via toestellen uitgerust met GPS (smartphones en smartwatches). Via de website van Strava verkregen we de gps coördinaten (lengte- en breedtegraad) van de subjecten per tijdstip tijdens de metingen. Met behulp van de Haversine-formule berekenden we de afstand tussen twee opeenvolgende coördinaten. De tijdsintervallen berekenden we door de opeenvolgende tijdstippen af te trekken van elkaar. Hierdoor zijn we in staat de snelheid te berekenen door middel van de afgelegde afstand te delen door het respectievelijke tijdsinterval.
Alle condities op de loopband werden uitgevoerd op een Bertec loopband (Bertec Copr., Colombus, OH, USA).
Fysiologische variabelen werden tijdens elke loopband sessie gemeten, en één keer tijdens de outdoor- conditie.
Zuurstofopname (VO2) en koolstofdioxideproductie (VCO2) werden per ademhaling gemeten door een automatisch gas- analyse apparaat (Cosmed K4b2, Cosmed, Rome, Italy)
Loopband info (soort, lengte- en breedte maten, aangedreven door, force plates, beveiliging…)
1.4 Data-analyse en verwerking
Voor iedere sessie, werd de Cosmed gecalibreerd met 16% 02 en 5% CO2 aan lage, gemiddelde en hoge flow waarden gebruik makend van een 3l luchtspuit volgens de aanbeveling van de fabrikant (Carrard et al., 2018).
‘Breath-by-breath’ VO2 data werd onderzocht om ademhalingen waarbij er gehoest of geslikt werd te verwijderen. Waarden meer dan 3 standaard afwijkingen van het gemiddelde werden verwijderd. (Carrard et al., 2018).
95
VO2 waarden van de laatste minuut, werden gemiddeld en genormaliseerd naar het lichaamsgewicht en geconverteerd tot het totale metabole energieverbruik, gebruik makend van de formule van Brockway.
Metabole berekeningen werden gedaan met behulp van indirecte calorimetrie. Uit het zuurstof en stikstofverbruik per tijdseenheid berekenden we het metabole energieverbruik op basis van de formule van Brockway (Brockway, 1987).
Metabole energieverbruik (kcal/s) = (16,58 x VO2/s) + 4,51 x VCO2/s) / 4,184
Uit het metabole energieverbruik kunnen we het netto metabole energieverbruik berekenen. Het netto metabole energieverbruik is het metabole energieverbruik alleen nodig voor de locomotie. Door het metabole energieverbruik gemeten bij de laatste twee minuten van vier minuten stil staan voor het experiment af te trekken van het totale metabole energieverbruik bij wandelen bekomen we het netto metabole energieverbruik bij lopen (Malcolm et al., 2013).
Uit het metabole energieverbruik kunnen we de metabole kost halen door deze te delen door de snelheid en te vermenigvuldigen met duizend. Hierdoor krijgen we dus de metabole kost in kcal/ km. Ook de netto metabole kost kost werd berekend door de netto metabole energieverbruik te delen door de snelheid en te vermenigvuldigen met duizend. Ten slotte berekenen we a) de massa- specifieke metabole kost (kcal/km/kg) en b) netto massa- specifieke metabole kost (kcal/km/kg) door a) de metabole kost te delen door de lichaamsmassa van het subject en b) de netto metabole kost te delen door de massa van het subject.
Om het metabole energieverbruik en bovenstaande afgeleiden ervan te bepalen bij het lopen aan vaste snelheden werd de waarde pas genoteerd wanneer het subject een steady state ventilatie bereikt. Na vier minuten aan een vaste snelheid te lopen bereikten de subjecten een steady state ventilatie (Casaburi et al., 1989) Hierna lieten we de subjecten nog één minuut lopen aan deze snelheid en noteerden we de ventilatiewaarden van die minuut. Tijdens deze
96
steady state was de RER (respiratory exchange ratio) lager dan één voor alle condities en subjecten. Dit wijst er op dat de subjecten hoofdzakelijk het aerobe metabolisme gebruikten om de inspanning te leveren.
2. Resultaten
Door het veranderen van onderzoek omwille van het Coronavirus, hebben we slechts 18 data-opnames. 7 proefpersonen liepen reeds twee keer aan voorkeur loopsnelheid rond de watersportbaan. Deze resultaten worden kort weergegeven en besproken hieronder.
Er werd geen significant verschil in voorkeur loopsnelheid gevonden tussen sessie 1 (v = 3,22 ± 0,35 m/s) en sessie 2 (v = 3,19 ± 0,40 m/s). Er is een significante correlatie tussen beide sessies van 0,876. (p = 0,01) (n = 7).