Vad är mitokondrier?

I stort sett alla som skriver om löpning skriver också om mitokondrier, för utan mitokondrier skulle vi inte kunna springa. Vi skulle inte kunna skriva eller tänka heller. Allt vi gör - springer, tänker, pratar, andas och skriver - kräver energi (ATP) och större delen av denna energi skapas av den mat vi äter och det syre vi andas i cellernas kraftverk - mitokondrierna. I stort sett alla celler i djur, svampar, alger och växter innehåller hundratals och ibland tusentals mitokondrier. En människa har grovt räknat 50 triljoner mitokondrier som tillsammans omsätter 50 gram ATP var 20:e sekund, vilket alltså betyder att en människa sätter sprätt på otroliga 200 kg ATP varje dag.

Mitokondrier var bakterier
Forskarna är ganska säkra på att mitokondrierna en gång var bakterier som simmade omkring i en kaotisk ursoppa tills en dag då en bakterie trängde in genom ett membran till en cell och började samarbeta, d v s ge energi till cellen i utbyte mot skydd och näring. Detta samarbete började för ca 1,5 miljarder år sedan. Det var en viktig milstolpe i livets evolution.

Ungefär så här gick det till när en bakterie blev en viktig organell i cellen.

En ny studie visar att detta möte kanske var mer dramatiskt än så. I den nya studien använde forskarna modern DNA-sekvenseringsteknik för att avkoda 18 nära bakteriesläktingar till mitokondrier. När man rekonstruerade det genetiska innehållet i mitokondriella förfäder, genom att sekvensera DNA från nära släktingar, framkom ett mönster som visade att de tidiga mitokondrierna var parasiter som stal energi från sin värd, innan de ingick ett förbund om vapenvila och endosymbios och började skapa och ge energi.

Vad ska man ha mitokondrier till?
Mitokondrierna delar sig som bakterier och har ett eget cirkulärt DNA (mtDNA) med endast 37 gener som ärvs från modern. Söner ärver mtDNA från sin mor men skickar det inte vidare till sina barn. Mitt mtDNA dör ut med mig, men lever vidare i min syster och hennes döttrar.

På samma sätt som en bil måste ha bensin, måste cellerna ha ATP för att fungera. Mitokondrierna skapar ATP av den mat vi äter - fett, kolhydrater, proteiner - och det syre vi andas in. Det krävs ATP för att pumpa tillbaka kalcium i musklerna så att de kan slappna av, så om produktionen av ATP upphör fryser man fast i det läge som musklerna hade när ATP tog slut. Det kallas för likstelhet (rigor mortis).

Ju fler mitokondrier man har, desto mer fett och glukos kan de omvandla till energi. Det gör att man orkar mer. Det är ATP som driver de proteiner som får musklerna att arbeta och det är ATP som pumpar natrium och kalium så att hjärncellerna kan skicka signaler till varandra och till resten av kroppen. Det behövs även ATP för att städa upp signalsubstanser efter en synaps.

En två minuter lång animation av mitokondrier som spottar ut glödhet ATP.

När mitokondrierna bränner brunt och beige fett bildas inte ATP, däremot bildas det värme. Det är mitokondrierna som håller oss varma på vintern genom att bränna dessa fettceller. Mina kollegor tror mig inte när jag säger brunt fett för tusende gången, men mina bloggläsare tror på mig och på vetenskapen. Hoppas jag:)

Mitokondrierna gömmer kanske också nyckeln till varför vi åldras och till flera sjukdomar kopplade till åldrande. Kort sagt: De är livsviktiga.

Hur bygger man fler mitokondrier?
Man vet att de gener som styr tillväxten av mitokondrier ökar sin aktivitet redan en timme efter att man har sprungit. Det är en anpassning som ökar uthålligheten och fettförbränningen. Även hjärnan påverkas av löpning. I en studie på möss såg man att de som sprungit hade fler markörer för mitokondriell utveckling i alla vävnader, inklusive hjärnan, än de möss som suttit stilla.

En fjärdedel av cellernas volym upptas av mitokondrier.

Genom att springa en halvtimme några gånger i veckan fylls således hjärna och muskler med nya, friska mitokondrier. Forskarna tror att det leder till att vi blir mer motståndskraftig mot fysisk och psykisk utmattning.

Jag bygger mitokondrier
I helgen körde jag ett tungt älglufspass. Jag har fortfarande träningsvärk efter det. Det får jag alltid första gången jag tränar älglufs. Trots det sprang jag några varv runt Sidsjön på lunchen idag i sol och blåst. Det kändes tungt men genom att stressa cellerna bygger jag nya mitokondrier. Jag tror jag behöver alla mitokondrier som jag kan få för att orka med årets sista mörka dagar.

Norska intervaller är bäst

Häromdagen surfade jag runt på Trondheims universitets hemsida i samband med att jag skrev ett inlägg om en kalkylator för att beräkna VO2 max. Jag hittade mycket information om forskning, träning och hälsa, bl a blev jag påmind om en studie - som jag skrev om i våras - som visade att fyra minuters intensiv träning tre gånger i veckan räcker väldigt långt om man vill förbättra sin kondition. Sen räcker det med promenader resten av veckan om det viktigaste syftet med träningen är att förbättra sin hälsa.

12 minuter i veckan räcker långt
Det är en vedertagen uppfattning att det krävs flera timmar i veckan av träning för att förbättra hälsa och kondition. Det är också ett känt faktum att regelbunden träning förbättrar den maximala syreupptagningsförmågan (VO2 max), som används som indikator på fysisk kondition. Men hur mycket och hur intensivt man ska köra för att få den största möjliga nyttan återstår att fastställa. I studien jag nämnde fann norska forskare att det räcker med så lite som tre korta, högintensiva pass (HIT) per vecka för att förbättra hälsan rejält hos inaktiva män.

De norska forskarna mätte förändringar i VO2 max och i kardiovaskulära riskfaktorer hos 24 inaktiva män efter att de avslutat ett 10 veckor långt träningsprogram med tre intensiva pass i veckan. En grupp följde ett protokoll som tidigare har visat sig vara effektivt, och som består av fyra intensiva intervaller som körs i 4 minuter  (90 % av maxpuls) varvat med tre minuter aktiv återhämtning (70 % av maxpuls), också känt som 4x4 intervaller. Dessa 4x4-intervaller utvecklades för några år sedan av norska forskare verksamma på Trondheims universitet. Den andra gruppen följde ett protokoll som bestod av ett enda högintensivt pass (90 % av maxpuls) på 4 minuter.

Efter tio veckor ökade VO2 max med 10 % hos de som körde ett pass, medan 4x4-gruppen ökade sitt VO2 max med 13 %. Båda grupperna sänkte dessutom blodtrycket, men där såg man en lite större sänkning i gruppen som körde ett pass på fyra minuter tre gånger i veckan.

Det var en ganska liten studie och skillnaderna är inte signifikanta, vilket betyder att man inte kan dra alltför långtgående slutsatser om vilket protokoll - ett eller fyra intervall -  som är bäst (däremot är det signifikant att intervaller förbättrar VO2 max). Att göra någonting är i alla fall bra och man kommer förvånansvärt långt på 12 minuter i veckan. Det är en säker slutsats.

Effektivaste intervallerna
För att få reda på vilka intervaller som är bäst kan det vara en bra idé att gå igenom de studier som finns. Nyligen publicerades en sådan metaanalys där forskarna gick igenom 37 studier med olika typer av intervaller. Analysen visade att intervaller mellan 3-5 minuter är mest effektiva för att höja VO2 max. Den genomsnittliga ökningen var en halvliter syre per minut. Det stämmer med att man tidigare har sett att de allra kortaste intervallerna och de som ligger kring 4 minuter förbättrar prestationen allra mest (se diagram nedan). Vid 30 sekunder och 3-5 minuter byter kroppen energisystem och det leder till en tillfällig brist på energi, vilket aktiverar AMPK som triggar ökad mitokondriemassa, kapillärer, mm.

Trettio sekunder eller fyra minuter långa intervaller förbättrade cyklisternas tider på 40 km mest. Varje prick är en cyklist. Källa.

Det kanske är viktigt att framhålla att det handlar om genomsnitt, eftersom alla svarar olika på träning. En del blir världsmästare om de tränar 10 000 timmar, andra blir bara medelmåttor. Intervaller påverkar inte våra gener (men de kan påverka hur de uttrycks). En pygmé kan t ex aldrig ta sig till NBA hur mycket han än tränar. I studien såg man dock att intervaller som varade mellan 3 och 5 minuter gav varierande positiv effekt på alla försökspersoner, till skillnad från kortare intervaller som lämnade vissa utövare i samma form som innan.

Lite om 4 x 4 - intervaller
Det tycks alltså som att 4x4-intervaller är bäst. För snart sju år sedan publicerades en studie av Trondheims-forskarna Jan Hoff och Jan Helgerud som visade på fördelarna med dessa intervaller. Intervallerna ligger delvis bakom det norska skidundret, som t ex Marit Bjørgen som kanske är den mest kända utövaren. En del kallar t o m 4x4 för Marit Bjørgen-intervaller.

Marit Bjørgen kör 4x4-intervaller.

Man ska köra intervallerna med 10-20 slag under maxpuls (90-95 % av maxpulsen) i 4 minuter fyra gånger med tre minuter lätt löpning emellan (70 % av maxpuls). Enligt de norska forskarna förbättrar otränade och normaltränade personer som kör 4x4-pass sin syreupptagningsförmåga med 0,5 % per gång. För eliten (90 i VO2 max för män, 70 för kvinnor) krävs jämförelsevis 18 intervallpass på 14 dagar för att förbättra VO2 max med 4,5 %, dvs 0,25 % per gång. För att överhuvudtaget upprätthålla kapaciteten måste de köra minst tre pass i veckan. För normaltränade krävs dock bara ett pass i veckan för att bibehålla nivån. Varje pass därutöver ökar VO2 max.

Om man räknar med upp- och nedvarvning tar en omgång 4x4-intervaller ca 45 minuter.

4x4-minuters intervall, 90–95% av maxpuls med 3 min aktiv återhämtning. För varje intervall stiger pulsen och i sista är man över 90% större delen av tiden. 

Älglufs och kometer
Jag har testat flera olika typer av intervaller. Jag har kört tabata, 10-20-30, 70-20, tusingar, m m. Tabata passar när det är ont om tid och 10-20-30 när jag inte vill ta ihjäl mig. De intervaller som jag började med och som jag kört oftast är dock 4 x 4-intervaller. De intervallerna återkommer jag alltid till.

Jag har inte riktigt kommit igång med intervallträningen än efter min rekordlånga återhämtningsperiod. Än så länge kör jag bara intervallpass på onsdagarna: en omgång tabata med burpees och 2 x 8 älglufsningar i backe. Men idag körde jag norska älglufs och norska 4x4-intervaller i kombination på Vårdkasberget. Det var ganska varmt och den lågt liggande solen kastade vassa strålar mellan träden och grenarna. Vintern känns avlägsen …

Kometen ISON närmar sig just nu solen med en hastighet kring 200 000 km/h, dvs 5,5 mil per sekund eller Stockholm-Sundsvall på 6 sekunder. Foto: NASA

Nästa vecka ska jag försöka köra älglufs innan soluppgången. Då kanske jag kan se ”århundradets komet” ISON (C/2012 S1) med blotta ögat i sydost. Svansen är längre än jordens omkrets. Det ska tydligen vara möjligt att se den före den 20 november. Om kometen sedan överlever sitt kast runt solen kan man se den på nytt runt den 10 december. Man får inte så många chanser att se en komet under en livstid. Jag tror bara jag sett en (Halebop 1997) tidigare. Kometer kastar sig in från det moln av rester från solens bildande som omger utkanterna av solsystemet. Det påminner oss om att rymden är obegripligt stor och vi oändligt små.

Det finns en del kometer som återvänder med intervall på 100 000 år. De ser likadana ut, men vi har förändrats en hel del under den tidsperioden. Hur det ser ut på jorden nästa gång kan man inte ens göra sig en bild av. Kometerna lär fortsätta rusa runt solen i tusenårsintervaller så länge solsystemet existerar obekymrade om problem som en gång existerade i ett litet hörn av universum - som t ex vilken typ av intervaller som var bäst :)


edit: 2015 kom en studie som visade att 8 min långa intervaller kan vara ännu bättre för att träna uthållighe, se  http://hjarnfysik.blogspot.com/2015/10/ar-langa-intervaller-battre-4-x-4.html

Älglufs skyddar mot minnesläckage

Idag var det dags för säsongens första skidträningspass: skidgång. Det hade regnat hela dagen och det var lite småruggigt på eftermiddagen, men vi var ändå sex stycken som älgade iväg. Det var ovanligt många för att vara säsongspremiär. Vi tog det ganska lugnt också. Vi gick inte hela vägen upp på berget utan stannade halvvägs.

Älglufs och kantareller
När man tränar skidgång försöker man härma skidåkning så mycket man kan. Det är viktigt att ta långa, sugande steg, landa på hälen och sedan trycka sig fram med stavarna. Man sätter ned stavarna alldeles vid foten och trycker ifrån så det känns i bröstmusklerna. Man ska försöka föra stavarna tekniskt riktigt, d v s släppa staven i frånskjutet och stavarna ska följa parallellt med kroppen.

Det gick lite ryckigt i början, men efter ett tag infann sig flytet och jag kunde anpassa frekvensen efter hastighet och lutning. Jag tänkte köra ett pass i veckan tills snön kommer. När jag sedan börjar åka skidor har jag tränat upp nödvändiga muskler för skidåkning och som bonus slipper jag träningsvärk i ljumskarna.

Vi tränade inte bara skidgång utan vi sprang och lufsade som älgar också - det som de flesta svenskar kallar älglufs (norrmännen säger elghufs). Älglufs är en mycket krävande träningsform. Man halvspringer med ett släpande, långt steg utan hälkick och sprätter fram med hjälp av stavarna. Vi körde två gånger uppför en backe och var på väg att avsluta träningspasset. Men då tvingade slavdrivaren oss att springa upp en tredje gång. Det var härligt efteråt. Alla kom upp till slut utom en som sa att han hittat kantareller.

Det vimlar av kantareller i skogen just nu.

Det är skönt med lite variation i träningen. Jag blir alltid helt slut när jag tränar med andra. Det är fördelen med att träna i grupp, man ger lite extra. Det har blivit mycket löpning nu under fem månader. Jag kör 4-5 olika typer av löppass, ett skidgångspass och ett styrketräningspass i veckan just nu. Två av löppassen är rena återhämtningspass.

Klicka här;)
Jag brukar läsa lite distanskurser när jag får tid. Klicka gärna på den här länken så har jag en liten chans att vinna en MacBook Air. Jag skulle behöva en MacBook just nu. Om jag vinner ska jag ta ledigt fem dagar och skriva de fem bästa inläggen jag någonsin skrivit och som tiden aldrig riktigt vill räcka till för :).

Motion ger robusta hjärnor
Det var nog tur att jag gick skidgång idag för motion är nyttigt för den åldrande hjärnan och alla har vi ju åldrande hjärnor.

I en ny studie från University of Colorado kunde forskarna visa att en ytterst begränsad mängd motion skyddar äldre från minnesproblem och demens som ofta drabbar äldre efter infektioner, sjukdomar eller allvarliga olyckor.

I studien visade man att det räckte för en råtta att springa en halv kilometer varje vecka för att bygga upp detta skydd. Jag vet inte vad en halv kilometer motsvarar för en människa, men det handlar inte om några långa träningspass. Forskarna tror i alla fall att en liten mängd fysisk träning i den senare delen av medelåldern skyddar även människor från minnesläckage.

Det var en påfallande skillnad mellan råttorna som sprang och de som inte sprang. De råttor som sprang var mycket mer robusta och därmed mindre sårbara för minnesstörningar efter svåra infektioner och operationer och annat som sätter immunförsvaret på prov.

Tidigare forskning har visat att motion skyddar mot nedgångar i kognitiv funktion i samband med åldrandet och att träning skyddar mot demens. Forskare har också visat att demens ofta föregås av bakteriella infektioner, som lunginflammation. Man har också sett att mikroglia blir mer aktiva med stigande ålder. Mikroglia tillhör den underskattade gruppen gliaceller och är neuronernas personliga livvakter. Av någon anledning blir mikroglia skjutgladare med åren och skjuter iväg en sorts molekyler som kallas cytokiner som orsakar inflammationer i hjärnan.

Mikroglia. Källa Wikipedia

I studien såg man att små mängder av frivillig träning minskade aktiveringen av mikroglia, vilket minskade inflammationerna och man såg även att hjärnans tillväxtfaktorer stimulerades. Så om du vill slippa skjutglada galningar i hjärnan - spring!

Älglufs och skidgång

Idag körde jag, Jörgen, Jocke, Tomas och Martin skidgång. Det var säsongens första pass, vilket brukar vara tungt. Skidgång utövar man helst i grupp, eftersom det ser lite märkligt ut att "åka skidor" i skogen just nu. Vi gick uppför Södra berget som ligger 235 meter över havet och på vägen upp körde vi även några backintervaller där man häver, eller sprätter, sig upp med stavarna. Det blev också en del hoppövningar - jämfotahopp och några andra hopp. Sedan sprang vi ner från berget igen. Det blev lite "höghöjdsträning". Tillgången på syre är tre % lägre på 235 meters höjd jämfört med havsnivån, men det var nog av andra skäl som man flämtade på toppen. Sammantaget tog passet 80 minuter. Det kändes i benen efteråt och även lite i ryggen.

Torrsim för skidåkare
Skidgång är inte samma sak som stavgång. När man går skidgång försöker man härma skidåkning så mycket man kan och man landar på hälen och trycker sig fram med stavarna. Man tar långa sugande steg. Hela kroppen får sig en rejäl genomkörare och hjärtat arbetar allt vad det kan för att syresätta alla muskler.

Det är viktigt att sätta ned staven hårt, alldeles vid foten, sedan trycker man ifrån och man ska känna hur bröstmuskler, triceps och ryggmuskulatur arbetar. Det är inte som stavgång där man går kortare steg och trycker lite försiktigare med stavarna, utan mer aktivt som vid skidåkning. Det är viktigt att verkligen använda stavarna. Man ska dessutom föra stavarna tekniskt riktigt, d v s släppa staven i frånskjutet. Stavarna ska följa kroppen parallellt. Man ska sträva efter att hitta flytet och anpassa frekvensen efter hastighet och lutning. Om man gör skidgången rätt är det ett bra komplement till skidåkning. Särskilt nu i väntan på vintern. När man sedan börjar åka skidor på riktigt slipper man en del träningsvärk i ljumskarna eftersom man tränat skidlikt. Egentligen borde jag ha kört lite skidgång under sommaren, men jag har varit alltför fokuserad på löpningen.

Variation är bra, tror jag. Även för den som inte åker skidor kan jag rekommendera skidgång som lite crosstraining. Det är en härlig känsla efteråt när nästan alla muskler signalerar att de har använts.

Det enda som krävs utöver löparutrustningen är ett par skidstavar. De får gärna vara lite kortare, men jag kör med mina vanliga stavar.

Springa som en älg
En annan variant är älglufs, som kommer av norskans elghufs. Men svenska älgar hufsar inte, de lufsar. Men det är inte heller riktigt korrekt. Svenska älgar lufsar inte. När en älg tar steg på 1,5-2 m kallas det skritt, så egentligen borde det heta älgskritt. Men lufs låter bättre och mer likt det norska originalet och mer likt det man gör. Att skritta låter lite enkelt, som om man inte anstränger sig. Att lufsa stämmer bättre med upplevelsen.

Man ska likna en älg som lufsar fram, vilket kan vara lite farligt nu under älgjakten. Med stavarna får man fyra ben och tänk om en halvfull ivrig jägare tar fel. Man kanske ska ha reflexväst, som någon tipsade om.

Älglufs är extremt jobbig träning och därför mycket givande. Hjärtat får verkligen jobba. Man halvspringer men studsar eller sprätter fram med hjälp av stavarna. Det kallas också för sprättande stavgång. Man ska hålla ett släpande lågt och långt steg utan hälkick. Man hoppar lite framåt, till skillnad från skidgången där man går.

Mathias Fredriksson visar älglufs i en video:

Man orkar alltid lite till
Minns att jag läste i en bok för länge sedan, förmodligen av Malcolm Gladwell, om ett experiment där ett antal försökspersoner skulle göra så många armhävningar de orkade. De skulle verkligen ge allt och när de inte orkade mer skulle de säga till. När de stönade att det var nog gick försöksledaren fram till försökspersonerna och viskade något i deras öra och då orkade de plötsligt i genomsnitt göra 30 % fler armhävningar (minns inte exakta procentsatsen). Någon som kan gissa vad han viskade?