The dynamics of aerobic and anaerobic energy contribution during a simulated cross-country skiing mass-start competition

Abstract

Bakgrunn: Langrenns-konkurranser er gjennomført i kupert terreng som aktivt fremprovoserer endringer i energikostnaden. Flere studier har tidligere forsket på energisystembidraget i langrenn sprintkonkurranser. Derimot har vi mindre kunnskap tilknyttet de terrengpåvirkede svingningene i energikostnad for distanse-konkurranser, og ingen tidligere studier har undersøkt energisystembidragene i fellesstart. Formål: Det primære målet med studien var å undersøke de totale og terrengpåvirkede aerobe og anaerobe energisystembidragene under en simulert fellesstart i distanselangrenn. Det sekundære målet var å sammenligne to typer anaerobe kalkuleringer og se om resultatet ble påvirket av kalkeringsmetoden i skøyteteknikk. Metode: 12 skiløpere på elitenivå gjennomførte to dager med testing: Dag 1 besto av en V̇O2peak-test og submaksimale målinger ble gjort for å kalkulere teknikk-spesifikk effektivitet (GE-metoden) og forholdet mellom ytre arbeid og V̇O2 (MAOD-metoden) for ulike stigninger. Begge metodene ble senere brukt for å beregne de aerobe og anaerobe energibidragene for dag 2. Dag 2 inneholdt en 21-minutters simulert fellesstart, som ble avsluttet med en sprint til utmattelse (sprinten ble brukt for å rangere prestasjon). Resultater: Resultatene ble ikke signifikant påvirket av den anaerobe kalkuleringsmetoden (forskjell i anaerobt bidrag mellom metodene; p = 0,72, ES = 0,13). Det aerobe energibidrag summert over de dynamiske løypesegmentene ble rapportert som ~93-94%, med supramaksimale intensiteter i de bratte stigningene (12%) og submaksimale intensiteter som tillot restitusjon på flatene (2%) og i nedoverbakkene. Forskjeller i skiløperprestasjoner var sterkt korrelert med individuell V̇O2peak målt på dag 1 (r = 0,823, p = 0,01). Konklusjon: Dette studiet rapporterte et stort aerobt energibidrag på ~93-94% (nedoverbakker ekskludert) i distanse-langrenn fellesstart. Svingningene i energisystembidrag var sterkt påvirket av terrenget, med lange submaksimale perioder med restitusjon på flate segmenter (2%) og nedoverbakker, som tillot supramaksimale intensiteter i oppoverbakkene og ga et energioverskudd som hjalp utøverne med å prestere bra i den avsluttende sprinten.

Background: Cross-country (XC) skiing competitions are performed in hilly terrain and include terrain-inflicted fluctuation in energy cost. Several studies have researched the energy system contribution of sprint skiing. However, we have limited knowledge about the energy system contributions associated with these terrain fluctuations in distance skiing competitions, and no previous studies have examined mass start XC skiing competitions. Purpose: The primary aim of the study was to investigate the aerobic and anaerobic energy system contributions of a simulated XC skiing mass-start competition, on varying terrain. The secondary aim was to compare two types of anaerobic calculations and understand how the result was affected by the calculation method, using the skate technique. Method: 12 elite XC skiers performed two days of testing: Day 1 contained a V̇O2peak-test and submaximal measurements, used to calculate gross efficiency (GE-method) and power output-V̇O2 relationship (MAOD-method) for various inclines. Both methods were then employed to calculate the aerobic and anaerobic energy contributions of day 2. Day 2 contained a 21-min simulated mass start competition, finalised by an all-out sprint to exhaustion (which was used to rank skier performance). Results: The results were not significantly affected by calculation method (difference in anaerobic contribution between methods; p = 0.72, ES = 0.13). Whole-race aerobic energy contributions of dynamic skiing sections were reported to be ~93-94%, with supramaximal intensities performed on the steep inclines (12%), and submaximal intensities (allowing recovery) utilized on flat (2%) and downhill segments. Differences in skier performance were strongly correlated to the individual V̇O2peak measured on day 1 (r = 0.823, p = 0.01). Conclusion: The current study reported a whole-race aerobic energy contribution of ~93-94% (downhill excluded) in our simulated mass start distance competition. Energy system fluctuations were highly affected by the terrain, with long periods of submaximal recovery on the flat (2%) and downhill segments, enabling supramaximal intensities to be utilized uphill and storing of energy to perform well in the finishing sprint.