Dva kolesarja pristopita na start 40-kilometrskega kronometra. Oba sta bila testirana v laboratoriju. Oba sta zabeležila VO₂max 72 ml/kg/min. Oba tehtata 70 kilogramov. Na papirju sta enakovredna. Ko pa se začne ura, prvi kolesar pripelje v cilj po 54 minutah s povprečno močjo 310w, drugi pa za 283w dobro minuto kasneje.
Enak motor. Drugačna moč. Razlika ni v pripravljenosti, odločnosti ali celo ritmu vožnje. Gre za metriko, ki je večina kolesarjev nikoli ni izmerila, je komaj razume in o njej redko razpravlja: učinkovitost (metabolna)
Medtem ko se kolesarski svet obsedeno ukvarja s FTP, VO₂max in ostalimi metrikami, učinkovitost deluje v senci. Ni privlačna. Ne prikazuje se na Stravi. Toda raziskave kažejo, da lahko predstavlja pomemben del variance v uspešnosti med kolesarji s podobno aerobno zmogljivostjo—nekateri raziskovalci ocenjujejo približno 30 odstotkov. Še bolj fascinantno je, da je študija Lucie in sodelavcev (2002) profesionalnih kolesarjev svetovnega razreda razkrila inverzno korelacijo med VO₂max in učinkovitostjo s koeficientom negativnih 0,72, kar pomeni, da lahko visoka učinkovitost kompenzira relativno nizek VO₂max. Dva kolesarja lahko dosežeta enako raven uspešnosti preko popolnoma različnih fizioloških poti.
Kaj učinkovitost dejansko pomeni
(Metabolna) učinkovitost je razmerje med mehansko izhodno močjo in metabolično vhodno močjo. Preprosto rečeno, gre za to, koliko energije, ki jo porabite, dejansko prenesete na pedala.
Za merjenje metabolne učinkovitosti potrebujemo "metabolic cart" oz naprav s kateri izmerimo vdihan kisik in izdihan ogljikov dioksi. Iz teh vrednosti lahko določimo skupno porabo energije, ter pračunamo koliko te je šlo v proizvajanje mehanskega dela (Vatov).
Za večino rekreativnih in treniranih kolesarjev učinkovitost pade nekam med 18 in 21 %. Elitni cestni kolesarji zasedajo zgornji del tega razpona. Raziskave profesionalnih kolesarjev svetovnega razreda pa pokažejo tudi povprečne vrednosti preko 24%, le izbrani redki pa presegajo 25 %.
Te številke se morda zdijo razočarljivo nizke. Zgolj ena četrtina energije, ki jo porabimo, nas dejansko potiska naprej? Preostanek je izguba toplote, mišično trenje in termodinamične realnosti pretvarjanja kemične energije v mehansko delo. Kolesarjenje je dejansko ena najbolj učinkovitih oblik človeške lokomotornosti, daleč superiorna teku.
Matematika zmogljivosti, ki naredi učinkovitost pomembno
Razmislite o kolesarju, ki med težkim aerobnim naporom porablja 4,0 litra kisika na minuto. Pri 20 % učinkovitosti ta metabolični strošek proizvede 268 W mehanske moči. Izboljšanje učinkovitost na 22 % ob enakem metaboličnem strošku prinese dvig moči na 295 W.
To je pridobitev 27 W brez kakršne koli spremembe v kardiovaskularni zmogljivosti, laktatnem pragu ali VO₂max. Zgolj 2 % izboljšava v tem, kako učinkovito telo pretvarja gorivo v mehansko delo.
To je razlog, zakaj raziskave kažejo, da je VO₂max sam po sebi slab napovedovalec zmogljivosti med visoko treniranimi kolesarji. Študija Lucie in sodelavcev (2002) 11 profesionalnih kolesarjev svetovnega razreda je našla vrednosti VO₂max od 82,5 do 65,5 ml/kg/min. Kljub temu so vsi tekmovali na enaki ravni. Kolesarji z nižjim VO₂max so kompenzirali s superiorno učinkovitostjo in ekonomičnostjo.
Mit o kadenci in kaj razkriva o učinkovitosti
Če ste preživeli čas okoli izkušenih kolesarjev, ste slišali nasvet: vrtenje do zmage. Visoka kadenca, nizka sila. Nekaj logike je na temu. Nižja sila na posamezen obrat pedal pomeni manjšo mišično obremenitev ter boljši pretok krvi.
Raziskave dosledno kažejo, da je učinkovitost najvišja pri kadenci okoli 60 obratov na minuto. To je tista na trdo, boleče počasna kadenca, ki bi jo večina kolesarjev opisala kot neučinkovito. Pri 100 obratih na minuto učinkovitost pade še dodatno. Srčni utrip se poveča. Poraba kisika naraste.
Torej zakaj trenirani kolesarji samostojno izbirajo kadence med 85 in 95 obratov na minuto? Ker učinkovitost ni edina spremenljivka, ki šteje. Nižje kadence proizvedejo višjo silo , kar pospeši lokalno mišično utrujenost. Izhodna moč je morda trajnostna z metaboličnega vidika, toda mišice same odpovejo, preden to stori kardiovaskularni sistem.
Višje kadence razporedijo delovno obremenitev preko več mišičnih kontrakcij. Sila na posamezen obrat pade. Pretok krvi se zaradi krajše zakrčenosti mišic izboljša. In ko peloton pospešuje ali se obikuje pobeg, je odzivanje iz 90 obratov na minuto precej lažje, kot počasno štartanje iz 60 obratov na minuto.
Sistematična analiza iz leta 2024 je ugotovila, da optimalna kadenca ni fiksna številka. Povečuje se z intenzivnostjo, od približno 45 obratov na minuto pri minimalnem naporu do okoli 85 obratov na minuto pri maksimalni aerobni moči. Raziskave terenskih podatkov so našle individualne optimalne kadence 83 in 70 obratov na minuto. Ko je kateri koli kolesar pediral 20 obratov na minuto nad ali pod svojim individualnim optimumom (gledano iz metabolnega vidika), je moč padla približno 6 %.
Torej resnica o kadenci je ta: metabolična učinkovitost doseže vrhunec nizko, okoli 60 do 70 obratov na minuto. Razmerje sile/moči/kadence doseže vrhunec višje, okoli 80 do 95 obratov na minuto. Zato je trening pri različnih kadencah je smiseln. Dogmatično vztrajanje pri eni "optimalni" kadenci pa ni.
Kaj dejansko poganja učinkovitost in česa ne morete spremeniti
Metabolna učinkovitost je zakoreninjena v fiziologiji. Del te fiziologije je mogoče izboljšati, drugi del pa ne.
Najbolj temeljni dejavnik je tip mišičnega vlakna. Vlakna tipa I počasno krčljiva so zasnovana za trajne kontrakcije nizke intenzivnosti. So gosta z mitohondriji, bogata z oksidativnimi encimi in visoko odporna proti utrujenosti. Vlakna tipa II hitro krčljiva se krčijo hitro, toda hitro se utrudijo, bolj se zanašajo na glikolizo in vsebujejo manj mitohondrijev. Vlakna tipa I so preprosto bolj učinkovita pri pretvarjanju kisika v mehansko delo.
Kaj lahko trening naredi in česa ne more
Dobro nadzorovane študije kažejo, da trening izboljša metabolno učinkovitost, čeprav velikost izboljšave zelo variira med posamezniki.
Najbolj učinkovit se je izkalzal maksimalni trening moči, ki sili nevromuskularne prilagoditve. Izboljšava je bila čisto mehanska in nevromuskularna: boljša rekrutacija motoričnih enot ter izboljšana koordinacija. Študija tekmovalnih cestnih kolesarjev je pokazala, da osem tednov maksimalnega treninga moči izboljša kolesarsko ekonomičnost za 4,8 % in učinkovitost za ~1%.
Nasprotno pa visokointenzivni intervalni trening—čeprav izboljša VO₂max, laktatni prag in zmogljivost pri visokih moceh—kaže mešane ali minimalne učinke na učinkovitost. Nekatere študije poročajo majhne izboljšave, druge nobene spremembe ali celo zmanjšanje.
Trening izboljša učinkovitost skozi več mehanizmov: tip mišičnega vlakna se lahko rahlo spremeni, število mitohondrijev se poveča, nevromuskularna koordinacija se izboljša. Toda ne morete temeljno prepisati svoje fiziologije. Lahko jo izbrusíte.
To pojasnjuje, zakaj profesionalni kolesarji z desetletjem specializiranega treninga dosegajo učinkovitost 24 do 25 %, medtem ko rekreativni kolesarji dosegajo 18 do 22 %. Delno je genetika, delno pa tudi akumulirana prilagoditev iz volumna. Santalla in sodelavci (2009) so celo pokazali, da starejši izkušeni kolesarji kažejo za 1,7 do 3 % višjo učinkovitost kot mlajši kolesarji U23 z enakim VO₂max—dokaz, da se učinkovitost izboljšuje progresivno skozi trenažna leta. Za razliko od VO₂max, ki je 60 do 70 % genetsko pogojen in v veliki meri fiksiran, učinkovitost kaže potencial za napredek skozi celotno kariero, kot kažejo podatki Santalle in sodelavcev o starejših kolesarjih.
Optimalen pristop združuje oba svetova: stabilno visokoomejeno delo nizke intenzivnosti kot temelj in periodični trening moči za akutne izboljšave.
To ni transformacija. Elitni kolesarji že delujejo blizu svojega genetskega stropa. Trening izboljša učinkovitost skozi več mehanizmov: tip mišičnega vlakna se lahko rahlo spremeni, mitohondrijska vsebina se poveča, nevromuskularna koordinacija se izboljša. Toda ne morete temeljno prepisati svoje fiziologije. Lahko jo izbrusíte.
Kdaj učinkovitost šteje največ in kaj storiti glede tega
Kronometri so vrhunski test učinkovitosti. 27 W razlika med dvema kolesarjema z enakim VO₂max lahko pomeni dve minuti preko 40 kilometrov. Dolgi dogodki povečajo majhne razlike—1 % prednost učinkovitosti se kumulativno povečuje preko tisočih zagnanjih pedal. Pri etapnem dirkanju višja učinkovitost zmanjša zahteve okrevanja, ohranja zaloge glikogena in minimizira kopičeno utrujenost.
Torej kaj lahko storite?
Vključite maksimalni trening moči. Osem tednov, dve do tri seansi na teden, osredotočanje na težke počepe, mrtve vzgone in enonožno delo. Dokazi kažejo 4,7 do 4,8 % izboljšanje učinkovitosti, verjetno skozi izboljšano rekrutacijo motoričnih enot in koordinacijo.
Dajte prednost visokointenzivnemu delu. Intervali nad pragom so najbolj močan dražljaj za dobičke učinkovitosti. Nevromuskularne prilagoditve, mitohondrijska biogeneza in izboljšana puferska zmogljivost vsi prispevajo.
Eksperimentirajte s kadenco. Preživite čas pri 60, 70, 80, 90 in 100 obratih na minuto pri isti izhodnji moči. Opazujte, kateri se počuti trajnosten, kateri proizvede najnižji srčni utrip, kateri omogoča najboljšo izhodno moč, ko ste utrujeni. Uporabite te informacije za vodenje dirkaškega ritma.
Ustrezno se prehranjujte. Razpoložljivost ogljikovih hidratov je pomembna za vzdrževanje učinkovitosti med dolgimi napori.
Testirajte periodično. Osnovni test v laboratoriju z metaboličnim analizatorjem vas postavi na razpon: 18 % za rekreativne kolesarje, 22 % za trenirane, 24 % ali višje za elitne. Ponovno testiranje razkrije, ali intervencije delujejo.
Spremenljivka, ki ne kriči
Bruto učinkovitost ne dobi pozornosti, ki jo prejmejo VO₂max, FTP ali laktatni prag. Težje jo je izmeriti. Ne prikazuje se na nalaganju po vožnji. Ne posoja se čistim narativam o trpljenju in moči volje.
Toda med kolesarji na najvišjih ravneh, kjer se razlike VO₂max zožijo in trenažni volumni konvergirajo, učinkovitost ločuje hitre od zelo hitrih. Raziskave o kolesarjih svetovnega razreda kažejo povprečne vrednosti bruto učinkovitosti 24,5 %. Mladi elitni kolesarji U23 povprečno dosegajo 19,3 do 19,4 %. Ta razlika je vredna 1,7 do 3 % več moči pri enakih metaboličnih stroških. Preko 40 kilometrov so to minute.
Inverzno razmerje med VO₂max in učinkovitostjo na elitni ravni razkrije nekaj globokega. Ni enega fiziološkega profila za uspeh. Visoka aerobna zmogljivost z zmerno učinkovitostjo deluje. Zmerna aerobna zmogljivost z visoko učinkovitostjo prav tako deluje. Kolesarji z 82 ml/kg/min VO₂max in nižjo učinkovitostjo končajo ob kolesarjih s 66 ml/kg/min in izjemno ekonomičnostjo.
Za večino kolesarjev učinkovitost ni omejujoč faktor. VO₂max se lahko še vedno izboljša. Pragovni moč ima prostor za rast. Toda za kolesarje, ki že delujejo na visokih ravneh, že trenirajo 15 do 20 ur na teden, že sedijo pri 5 W na kilogram ali bolje, učinkovitost postane spremenljivka, ki premakne kazalec. 2 % izboljšava je 27 W pri 300 W. To je razlika med zaključkom med top 20 in zaključkom med top pet.
Izziv je, da je učinkovitost manj trenabilna kot zmogljivost. Genetika postavi strop. Toda izpopolnjevanje je mogoče. Delo moči, visokointenzivni intervali, uglaševanje kadence in izkušnje v položajih in pogojih, kjer tekmujete, vsi prispevajo.
Učinkovitost je skrita spremenljivka. Deluje v ozadju, določa, koliko moči izvlečete iz vsakega litra porabljenega kisika. Ni glamurozna. Toda ko je vse drugo enako, ko dva kolesarja z enakim VO₂max pristopita na start, tisti z višjo učinkovitostjo se odpelje stran.
In v kolesarstvu je to tisto, kar šteje.
TL;DR
Bruto učinkovitost meri, koliko vaše metabolične energije postane mehanska moč. Večina kolesarjev se giblje od 18 do 23 %. Elitni kolesarji dosegajo 24 do 25 %. 2 % izboljšava pri 300 W je enaka 27 dodatnim wattom pri enakih metaboličnih stroških. Študija Lucie in sodelavcev (2002) kaže inverzno korelacijo med VO₂max in učinkovitostjo med kolesarji svetovnega razreda, kar pomeni, da visoka učinkovitost kompenzira nižjo aerobno zmogljivost.
Metabolična učinkovitost doseže vrhunec pri nizkih kadencah okoli 60 obratov na minuto, toda kolesarji izbirajo višje kadence za upravljanje mišične utrujenosti. Optimalna kadenca je individualna in variira z intenzivnostjo. Raziskave o maksimalnem treningu moči kažejo izboljšanje učinkovitosti za približno 5 % v osmih tednih. Visokointenzivni trening je najbolj močan dražljaj za dobičke. Genetika postavi strop, toda izpopolnjevanje je mogoče skozi trening, uglaševanje kadence in dirkaško specifično pripravo.
Testiranje z metaboličnim analizatorjem zagotavlja osnovne podatke in sledi izboljšavi. Učinkovitost šteje največ v dolgih dogodkih, kronometrih in etapnem dirkanju, kjer majhne metabolične prednosti kumulativno narastejo. Za elitne kolesarje, ki delujejo na mejah, je učinkovitost skrita spremenljivka, ki pojasni, zakaj dva kolesarja z enakim VO₂max proizvedeta različni izhodnji moči.
Reference
Ključne raziskovalne študije:
- Hopker J, Coleman D, Passfield L. Changes in cycling efficiency during a competitive season. Med Sci Sports Exerc. 2009 Apr;41(4):912–919. doi: 10.1249/MSS.0b013e31818f2ab2. PMID: 19401249.
- Lucia A, Hoyos J, Pérez M, Santalla A, Chicharro JL. Inverse relationship between VO2max and economy/efficiency in world-class cyclists. Med Sci Sports Exerc. 2002;34(12):2079-84. [Inverzno razmerje med VO₂max in učinkovitostjo: r = -0,72]
- Sunde A, Støren Ø, Bjerkaas M, et al. Maximal strength training improves cycling economy in competitive cyclists. J Strength Cond Res. 2010 Aug;24(8):2157-65. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181aeb16a. PMID: 19855311. [8-tedenski trening moči: 4,7–4,8 % izboljšanje učinkovitosti]
- Ansley L, Cangley P. Determinants of "optimal" cadence during cycling. Eur J Sport Sci. 2009;9(2):61-85. doi: 10.1080/17461390802684325. [Optimalna kadenca variira z intenzivnostjo in individualno]
- Moseley L, Jeukendrup AE. The reliability of cycling efficiency. Med Sci Sports Exerc. 2001 Apr;33(4):621-7. doi: 10.1097/00005768-200104000-00017. PMID: 11283440. [Metodološki pristopi k merjenju učinkovitosti]
- Hopker J, Myers S, Jobson SA, et al. Validity and reliability of the Wattbike cycle ergometer. Int J Sports Med. 2010 Oct;31(10):731-6. doi: 10.1055/s-0030-1261968. [Protokoli terenskega testiranja in veljavnost]
- Santalla A, Naranjo J, Terrados N. Muscle efficiency improves over time in world-class cyclists. Med Sci Sports Exerc. 2009 May;41(5):1096-101. doi: 10.1249/MSS.0b013e318191c802. PMID: 19346987. [Izboljšanje učinkovitosti z visoko ravnjo treninga]
- Coyle EF, Sidossis LS, Horowitz JF, et al. Cycling efficiency is related to the percentage of type I muscle fibers. Med Sci Sports Exerc. 1992 Jul;24(7):782-8. PMID: 1501563. [Razmerje med tipom mišičnega vlakna in učinkovitostjo]
- Jeukendrup AE, Craig NP, Hawley JA. The bioenergetics of world class cycling. J Sci Med Sport. 2000 Dec;3(4):414-33. doi: 10.1016/s1440-2440(00)80008-0. PMID: 11235007. [Celovit pregled fiziologije elitnega kolesarjenja]
- Lucia A, Hoyos J, Chicharro JL. Physiology of professional road cycling. Sports Med. 2001;31(5):325-37. doi: 10.2165/00007256-200131050-00004. PMID: 11347684. [Fiziološki profili klinci proti kronometristom]
- Bouchard C, An P, Rice T, et al. Familial aggregation of VO₂max response to exercise training: results from the HERITAGE Family Study. J Appl Physiol. 1999 Sep;87(3):1003-8. doi: 10.1152/jappl.1999.87.3.1003. PMID: 10484570. [Genetska komponenta trenabilnosti]
- Understanding optimal cadence dynamics: systematic analysis of power-velocity relationship in track cyclists. Front Physiol. 2024;15:1343601. doi: 10.3389/fphys.2024.1343601. [Sistematičen pregled 2024 o optimizaciji kadence]
- Determining optimal cadence for an individual road cyclist from field data. European Journal of Sport Science. 2016;116(8):1611-1619. doi: 10.1007/s00421-016-3424-1. [Individualna optimizacija kadence: 6 % izguba moči pri odstopanju 20 obratov na minuto]
- Evidence-Based Effects of High-Intensity Interval Training on Exercise Capacity and Health. Clin Med Insights Cardiol. 2021 Jul 21;15:11795468211023656. doi: 10.1177/11795468211023656. [Učinki HIIT na učinkovitost in zmogljivost]