Valtimon jäykkyys, interkostaalisten lihasten hapettuminen ja aerobis-anaerobinen kapasiteetti eliittitason amerikkalaisen jalkapallon pelaajilla

Amerikkalainen jalkapallo on urheilulaji, joka vaatii voimaa, nopeutta, rohkeutta, tiimityöskentelyä ja taktista älykkyyttä, ja sitä pelataan kolmella yksiköllä – hyökkäys, puolustus ja erikoisjoukkueet – neljän 15 minuutin jakson aikana. Teknisen ja taktisen harjoittelun lisäksi aerobinen ja anaerobinen teho, nopeus, kestävyys, kehon koostumus, joustavuus, koordinaatio ja motoriset taidot ovat keskeisiä suorituskykyyn vaikuttavia tekijöitä. Mekaanisesta näkökulmasta amerikkalainen jalkapallo luokitellaan kohtalaisen dynaamiseksi, kohtalaisen staattiseksi urheilulajiksi, kun taas metabolisesti se on pääasiassa anaerobista. Säännöllisellä fyysisellä harjoittelulla on ratkaiseva rooli sekä sydän- ja verisuonitautien ehkäisyssä että hoidossa. Valtimon jäykkyys on vakiintunut verisuoniterveyden biomarkkeri ja itsenäinen sydän- ja verisuoniriskiä määrittävä tekijä. Vaikka termi viittaa laajasti valtimon seinämän alentuneeseen kimmoisuuteen, lisääntyneeseen jäykkyyteen tai vähentyneeseen venyvyyteen, kaikki heijastavat heikentynyttä verisuonien joustavuutta. Edistyvä valtimon jäykistyminen edistää noidankehää: nouseva aortanpaine kiihdyttää verisuonivaurioita, edistää vasemman kammion hypertrofiaa, lisää sydänlihaksen hapen tarvetta ja häiritsee diastolista toimintaa. Aortan impedanssia tutkivat tutkimukset viittaavat siihen, että iän myötä tapahtuva valtimon jäykkyyden lisääntyminen etenee hitaammin henkilöillä, jotka harjoittavat elinikäistä säännöllistä liikuntaa, vaikkakin myöhemmin elämässä ilmaantuvat muutokset voivat olla peruuttamattomia.

Akuutti aerobinen harjoitus on osoittautunut väliaikaisesti parantavan valtimoiden joustavuutta jopa 30–40 %:lla, palaten lähtötilanteeseen noin tunnin kuluttua harjoituksesta parantuneen verisuonien laajenemisen vuoksi. Urheilijoiden olkavaltimon ja keskusverenpaineen sekä pulssiaaltonopeuden arvioineet tutkimukset osoittavat, että huippu-urheilu ei vaikuta haitallisesti valtimon jäykkyyteen, ja ehdotetut viitearvot voivat tukea yksityiskohtaisempaa sydän- ja verenkiertoelimistön sekä hemodynaamisen arvioinnin huippu-urheilijaväestössä. Huomionarvoista on, että yksikään tutkimus ei ole erityisesti tarkastellut valtimon jäykkyyttä huipputason amerikkalaisissa jalkapalloilijoissa. Olemassa olevan näytön perusteella on odotettavissa, että nämä urheilijat osoittavat alhaisempaa valtimon jäykkyyttä kuin istumatyötä tekevät henkilöt, mikä viittaa alentuneeseen sydän- ja verisuoniriskiin – havainto, joka voi auttaa tunnistamaan riskiryhmiä tarkemmin.

Urheilijoiden lihasten hapen aineenvaihdunnan arviointi on myös ratkaisevan tärkeää. Korkean intensiteetin kilpailun aikana lisääntynyt hengitystarve voi vähentää liikkuvien lihasten verenvirtausta, mikä osaltaan johtaa harjoituskestävyyden heikkenemiseen ja ennenaikaiseen väsymykseen. Välirippilisäkkeiden hapettumisen on osoitettu liittyvän läheisesti urheilijoiden huippuhapenottokykyyn. Kun hengitys lisääntyy, hengityksen metabolinen kustannus ja hapenkulutus nousevat, mikä nostaa hengityslihasten happitarvetta. Kyky toimittaa riittävästi happea näille lihaksille on siksi toiminnallisesti tärkeä ja ansaitsee tutkimusta. Kuitenkaan yksikään tutkimus ei ole tähän mennessä arvioinut välirippilisäkkeiden hapettumista amerikkalaisissa jalkapalloilijoissa.

Vaikka useat tutkimukset ovat tutkineet fyysisiä ja fysiologisia ominaisuuksia eri urheilulajeissa, amerikkalaista jalkapalloa harjoittavia urheilijoita erityisesti tutkiva tutkimus – erityisesti Turkissa, jossa laji laajenee yliopistotasolla – on edelleen rajallista. Pitkittyneessä urheilutoiminnassa maksimaalinen hapenottokyky (VO₂max) on ratkaiseva suorituskykyä määrittävä tekijä, joka heijastaa kykyä kuljettaa happea sisäänhengitetystä ilmasta luurankolihasten mitokondrioihin. Harjoitusintensiteeteillä, jotka ylittävät sen kohdan, jossa sydämen läpivirtaus tasoittuu, hengityselimistön on työskenneltävä epäsuhtaisesti kovemmin ylläpitääkseen hapen toimittamista aktiivisille kudoksille. VO₂max edustaa pohjimmiltaan luurankolihasten mitokondrioiden hapetuskapasiteettia; korkeammat arvot tukevat kykyä ylläpitää harjoitusta pidempään vakaissa fysiologisissa olosuhteissa. Aerobinen kapasiteetti riippuu siis keuhkojen, sydän- ja verenkiertoelimistön, hematologisen ja lihasten hapetusjärjestelmien integroidusta toiminnasta.

Anaerobinen suorituskyky on myös avainroolissa urheilulajeissa, jotka vaativat korkean intensiteetin, lyhyen keston ponnisteluja. Energia tällaisille toimille saadaan ensisijaisesti fosfaatti- ja glykolyysireittien kautta, jotka tuottavat ATP:ta nopeasti mutta rajoitetusti, kun taas aerobinen aineenvaihdunta tuottaa ATP:ta hitaammin mutta käytännössä rajattomasti. Fosfaattijärjestelmä tukee räjähdysmäisiä liikkeitä, jotka kestävät noin 15 sekuntia; 15–30 sekuntia kestävät toiminnot nojautuvat sekä fosfaatti- että glykolyysireitteihin; ja noin 30 sekunnin ponnistukset riippuvat lähes kokonaan glykolyysistä. Anaerobinen suorituskyky vaihtelee yksilöllisten ja ympäristötekijöiden mukaan, mutta säännöllinen harjoittelu parantaa näitä järjestelmiä merkittävästi. Urheilijoilla, joilla on korkeampi anaerobinen kapasiteetti, on tyypillisesti suurempi nopeiden lihassolujen osuus, suurempi lihasten poikkileikkausala ja parempi lihasvoima – tekijät, jotka edistävät keskeisiä suorituskykyominaisuuksia, kuten sprinttaamista ja räjähdysmäistä alaraajojen voimaa.

Huolimatta näiden fysiologisten tekijöiden keskeisestä roolista, yksikään tutkimus ei ole tarkastellut valtimon jäykkyyttä huipputason amerikkalaisissa jalkapalloilijoissa, ja tutkimuksia, jotka arvioisivat välirippilisäkkeiden hapettumista sekä aerobista ja anaerobista kapasiteettia tässä väestössä, on niukasti. Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida valtimon jäykkyyttä, välirippilisäkkeiden hapettumista sekä aerobista ja anaerobista harjoituskapasiteettia huipputason amerikkalaisissa jalkapalloilijoissa ja verrata näitä tuloksia istumatyötä tekevien henkilöiden tuloksiin.