Neil Armstrong a & Jo Welsman a

a. Children’s Health and Exercise Research Centre, St Lukes Campus, University of Exeter, Heavitree Road, Exeter, EX1 2LU, England.

Correspondence to Neil Armstrong (email: ).

(Lähetetty: 27. marraskuuta 2018 – Tarkistettu versio vastaanotettu: 12. maaliskuuta 2019 – Hyväksytty: 07 June 2019 – Published online: 03 September 2019.)

Bulletin of the World Health Organization 2019;97:777-782. doi: http://dx.doi.org/10.2471/BLT.18.227546

Introduction

Sydän- ja verenkiertoelimistön kunto määrittelee elimistön kyvyn kuljettaa happea ilmakehästä luurankolihaksiin ja käyttää sitä energian tuottamiseen lihastoiminnan tukemiseksi liikunnan aikana. Huippuhapenottokyky on kansainvälisesti tunnustettu nuorten sydän- ja verenkiertoelimistön kunnon kultaiseksi standardimittariksi. Huippuhapenottokyvyn arviointi ja tulkinta sekä sen näyttöön perustuva yhteys terveyteen liittyviin muuttujiin on laajasti dokumentoitu.1 Suorituskykyä mittaavista kenttätesteistä saadut tiedot, huippuhapenottokyvyn epätarkoituksenmukainen skaalaus ja nykyinen suuntaus, jonka mukaan yksilöt, joiden väitetään tarvitsevan interventioita, tunnistetaan, ovat kuitenkin hämärtäneet käsitystämme nuorten sydän- ja hengityskunnosta ja sen yhteydestä lasten nykyiseen ja tulevaan terveyteen.2-4 Uskomme, että virheelliset arvioinnit ja epäjohdonmukaiset tulkinnat sydän- ja hengityskunnosta ovat johtaneet myyttien ja väärinkäsitysten kehittymiseen, jotka voivat vaikuttaa haitallisesti lasten terveydenhuoltoon.

Todistusaineisto

Ensimmäinen laboratoriotutkimus nuorten fyysisestä kunnosta raportoitiin vuonna 1938. Kardiorespiratorisesta kunnosta, jota edustaa maksimaalinen hapenottokyky, on sittemmin tullut yksi eniten tutkituista fysiologisista muuttujista lasten liikuntatieteen historiassa.5

Kardiorespiratorisen kunnon arviointi

Yli 80 vuotta kestäneen intensiivisen tutkimustyön aikana nuorten maksimaalisen hapenottokyvyn arviointia on vähitellen kehitetty ja tarkennettu sitä mukaa, kun lasten liikuntatutkimuksen laboratorioihin on tuotu uutta teknologiaa. Nuorten maksimaalisen hapenottokyvyn mittaamista on tarkasteltu kattavasti toisaalla.6-8 Käsiteltyihin aiheisiin kuuluvat harjoituskoeprotokollien kriittinen tarkastelu, harjoitusintensiteetin mittaustekniikat, hengityskaasujen keräämiseen käytettävät laitteet, hengityskaasujen keräysjärjestelmien komponenttien koko, hengityskaasujen näytteenottovälit ja maksimaalisen ponnistuksen kriteerit harjoituksen aikana. Arvostelijat ovat korostaneet, että käytetyt menetelmät ja laitteet olisi raportoitava huolellisesti vertailua varten. Laboratoriossamme olemme laskeneet, että nuorten maksimaalisen hapenottokyvyn tyypillinen mittausvirhe on noin 4 % kolmessa testissä, joista kukin on tehty viikon välein.9

Vaikka maksimaalisen hapenottokyvyn tarkat määritykset ovat erittäin luotettavia, varovaisuutta tarvitaan, kun tietoja on verrattava eri laboratorioissa. Huippuhapenottokyky määritetään rutiininomaisesti, kun tutkittava juoksee juoksumatolla tai polkee polkupyöräergometrillä. Juoksumatolla määritetyt arvot ovat noin 11-14 prosenttia korkeammat kuin polkupyöräergometrillä määritetyt arvot, koska lihasmassa on suurempi, laskimopaluu on parempi, iskutilavuus on suurempi ja perifeerinen vastus on pienempi juoksun aikana.10 Jotkin laboratoriot yhdistävät kuitenkin juoksumatolla ja polkupyöräergometrillä määritetyt arvot11 tai soveltavat kiinteitä korjauskertoimia, joiden avulla voidaan huomioida alhaisemmat polkupyöräergometrialla määritetyt maksimaalisen hapenottokyvyn arvot.12 Näiden arvojen perusteella määritetään ikään liittyvät raja-arvopisteet, jotka kuvaavat yksilön sydän- ja verenkierron ja tulevaa riskiä sairastua kardiometaboliseen terveyteen. Tietojen yhdistäminen tällä tavoin on kuitenkin sekoittava tekijä tietojen tulkinnassa, sillä juoksumatolla ja polkupyöräergometrillä määritettyjen hapenottokyvyn huippuarvojen väliset erot vaihtelevat suuresti iän ja kypsyystason mukaan. Mielestämme tämä käytäntö, jossa eri liikuntamuodoista saatuja tietoja yhdistetään, olisi lopetettava.10

Kardiorespiratorisen kunnon kehitys

Huippuhapenottokyky ilmaistaan usein suhteessa ikään tai ruumiinpainoon13 , mutta sen kuvaaminen tällä tavalla on yksinkertaista. Huippuhapenottokyky kasvaa kasvuun ja kypsymiseen liittyvien morfologisten ja fysiologisten muutosten myötä. Näiden muutosten ajoitus ja vauhti ovat yksilökohtaisia.1,13 Uskottavien normien määrittäminen ikään tai ruumiinpainoon liittyvälle sydän- ja hengityskunnolle ei siis ole mahdollista riippumatta siitä, ilmaistaanko huippuhapenottokyky absoluuttisesti (litroina minuutissa) vai, kuten usein, suhteessa ruumiinpainoon (millilitroina kilogrammaa kohti ruumiinpainoa minuutissa).8 Voimakkain morfologinen tekijä, joka vaikuttaa huippuhapenottokykyyn, ei ole ruumiinpainon massa, vaan rasvattomien rasvojen massa.13 Rasvamassan lisääntyminen ei vaikuta maksimaalisen hapenottokyvyn kehittymiseen.14

Poikien maksimaalisen hapenottokyvyn arvot ovat korkeammat kuin tyttöjen, ainakin myöhäislapsuudesta lähtien, ja tämä ero kasvaa lasten edetessä murrosikään, ja se on noin 40 prosenttia korkeampi puberteetin jälkeisillä 18-vuotiailla pojilla.15 Ei-invasiivisten tekniikoiden käyttöönotto kehityksessä tapahtuvan liikunnan fysiologian tutkimuksessa on vauhdittanut maksimaalisen hapenoton taustalla vaikuttavien mekanismien tarkastelua. Doppler-kaikukardiografialla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että pieni, noin 10 prosentin sukupuolten välinen ero huippuhapenottokyvyssä ennen puberteettia johtuu suurelta osin poikien suuremmasta iskutilavuudesta. On kiistanalaista, johtuuko tämä ero sydämen koon16 vai sydämen toiminnan17 eroista. Sitä vastoin tutkimuksessa, jossa käytettiin rintakehän biosähköistä impedanssia ja magneettikuvausta, raportoitiin, että maksimaalisessa hapenottokyvyssä havaittu sukupuolten välinen ero johtui maksimaalisista arteriovenoottisista happieroista, eikä maksimaalisessa aivohalvaustilavuudessa tai sydämen kokoluokassa ollut merkittävää sukupuolten välistä eroa.18 Tutkimuksessa, jossa käytettiin lähi-infrapuna-spektroskopiaa, raportoitiin, että tyttöjen lihasten hapensyöttö ja hapenotto vastaavat toisiaan huonommin kuin poikien, ja siinä ehdotettiin, että tämä ero voi osaltaan vaikuttaa maksimaalisen hapenoton sukupuolten välisiin eroihin.19 Perustana olevien mekanismien täydellinen ymmärtäminen edellyttää lisätutkimuksia.

Poikien huomattava rasvattoman massan lisääntyminen (joka heijastaa lihasmassan lisääntymistä) selittää suurimman osan sukupuolten välisistä eroista maksimaalisessa hapenottokyvyssä puberteettivuosien jälkeen.13 Kypsymisen myötä rasvattoman massan määrä lisääntyy tytöillä noin 40 %:lla ja pojilla noin 90 %:lla 11-16 ikävuoden välisenä aikana.20 Valtaosa pojilla rasvattoman massan määrän lisääntymisestä (noin 83 %:ia) tapahtuu neljän vuoden aikana, ja se tapahtuu pituuden kasvun huipun ajankohdan aikana. Tyttöjen rasvattoman massan suurin kasvu (noin 31 %) tapahtuu lyhyemmän kahden vuoden jakson aikana, joka keskittyy pituuskasvun huippunopeuden aikaan, ja tasaantuu sen jälkeen hapenottohuipun kehityksen mukaisesti.20 Poikien hapenottohuippua saattaa lisätä vielä sukupuolisidonnainen hemoglobiinipitoisuuden kasvu teini-ikäisen iän loppupuolella, mikä parantaa poikien veren hapenkuljetuskykyä. Tätä teoriaa ei ole vielä pystytty empiirisesti osoittamaan pitkittäistutkimuksissa.21 Olemme julkaisseet yksityiskohtaisen analyysin huippuhapenottokyvyn kehittymisestä ja arvioinnista toisaalla. 6

Fyysinen aktiivisuus ja kardiorespiratorinen kunto

Selittääksemme fyysisen aktiivisuuden ja kardiorespiratorisen kunnon välisiä suhteita meidän on ensin erotettava toisistaan tottumuksellinen fyysinen aktiivisuus ja harjoittelu. Tavanomainen fyysinen aktiivisuus on määritelty ”tavanomaiseksi fyysiseksi aktiivisuudeksi, jota harjoitetaan normaalissa jokapäiväisessä elämässä kaikilla osa-alueilla ja kaikilla ulottuvuuksilla”.22 Liikuntaharjoittelu koostuu suunnitellusta, jäsennellystä liikuntaohjelmasta, jota jatketaan riittävän pitkään ja jonka intensiteetti ja tiheys ovat riittäviä fyysisen kunnon osatekijöiden muutosten aikaansaamiseksi. Kardiorespiratorinen kunto, liikuntakäyttäytyminen ja liikunnan harjoittelukyky ovat kaikki perinnöllisiä ominaisuuksia. Genetiikkaa ja molekulaarista lasten liikuntafysiologiaa koskeva keskustelu ei kuitenkaan kuulu tämän asiakirjan piiriin, ja asiasta kiinnostuneita lukijoita pyydetään tutustumaan muualla julkaistuun katsausartikkeliin.23

Erilaiset tavanomaisen fyysisen aktiivisuuden arviointimenetelmät eivät aina ole vertailukelpoisia,22 mutta tutkimukset osoittavat johdonmukaisesti, että pojat ovat aktiivisempia kuin tytöt ja että fyysinen aktiivisuus vähenee iän myötä molemmilla sukupuolilla. Niiden nuorten määrä, joiden ilmoitetaan täyttävän nykyiset liikunta-aktiivisuusohjeet, vaihtelee eri tutkimuksissa. Kansainvälisen olympiakomitean konsensuslausumassa nuorten terveydestä ja kunnosta liikunnan ja urheilun avulla esitetään, että kun käytetään objektiivisia mittausmenetelmiä (kuten kiihtyvyysmittausta), alle 25 prosenttia nuorista täyttää nykyiset liikunta-aktiivisuusohjeet.24

Kirjallisuuden järjestelmällisessä katsauksessa25 löydettiin ja analysoitiin 69 harjoittelututkimusta, jotka koskivat 8-18-vuotiaita nuoria. Katsauksessa todettiin, että tiukasti suunnitellut harjoittelututkimukset osoittavat johdonmukaisesti, että asianmukainen harjoittelu lisää nuorten huippuhapenottokykyä sukupuolesta, iästä tai kypsyystasosta riippumatta. Yhteenlasketut tiedot osoittavat, että kolme 20 minuutin mittaista jatkuvan intensiteetin harjoittelujaksoa viikossa, joiden kesto on noin 85-90 prosenttia maksimisykkeestä, tai korkean intensiteetin intervalliharjoittelujakso, jonka kesto on noin 95 prosenttia maksimisykkeestä, ja joiden välissä on lyhyitä palautumisjaksoja, lisäävät nuorten maksimaalista hapenottokykyä keskimäärin 8-9 prosenttia 10-12 viikossa. Tutkimukset, jotka perustuvat alhaisempiin harjoitusintensiteetteihin (mutta jotka ovat kuitenkin korkeampia kuin nykyisissä terveyteen liittyvissä liikuntaa koskevissa ohjeissa suositellut intensiteetit), ovat osoittautuneet tehottomiksi parantamaan sydän- ja hengityselimistön kuntoa.25

Yli 45 vuotta vanhat tutkimukset ovat johdonmukaisesti osoittaneet, että tiukoilla menetelmillä määritetyn maksimaalisen hapenottokyvyn ja objektiivisesti seuratun tavanomaisen fyysisen aktiivisuuden välillä ei ole merkittävää suhdetta nuorilla.26 Lukijat voivat tutustua katsaukseemme julkaistuista tähän mennessä tehdyistä tutkimuksista, jos haluavat saada niistä lisätietoa.26 Pitkittäistutkimukset ovat vahvistaneet nämä tiedot. Eräässä tutkimuksessa seurattiin 202 lasta (98 tyttöä) ja tutkittiin monitasomallinnuksen avulla iän, kypsyystason ja morfologisten ominaisuuksien vaikutusta tavanomaiseen kohtuulliseen ja voimakkaaseen fyysiseen aktiivisuuteen 11-13 vuoden iässä.27 Kun ensisijaiset muuttujat oli kontrolloitu, tutkijat ottivat mukaan huippuhapenottokyvyn ja havaitsivat, että mallit eivät osoittaneet merkittävää yhteyttä tavanomaiseen fyysiseen aktiivisuuteen. Tämän jälkeen tutkijat analysoivat huippuhapenottokykyä suhteessa kertyneeseen aikaan, jonka he ovat viettäneet vähintään kohtalaisella intensiteetillä tapahtuvassa fyysisessä aktiivisuudessa. Tämä analyysi osoitti, että vaikka painoindeksi kontrolloitiin asianmukaisesti, huippuhapenottokyky kasvoi iän myötä, kun taas tavanomainen fyysinen aktiivisuus väheni iän myötä molemmilla sukupuolilla. Tämä havainto on yhdenmukainen sekä fyysistä aktiivisuutta26 että sydän- ja hengityskuntoa koskevan olemassa olevan kirjallisuuden kanssa.6 Vastaavasti Amsterdamin kasvu- ja terveystutkimuksen tutkijat totesivat 23 vuoden aineiston analysoinnin jälkeen, että tavanomaisen fyysisen aktiivisuuden ja maksimaalisen hapenottokyvyn välillä ei ollut yhteyttä sen enempää miehillä kuin naisillakaan.28

Tavanomaisen fyysisen aktiivisuuden ja maksimaalisen hapenottokyvyn välisen merkitsevän yhteyden puuttuminen ei ole yllättävää, sillä nuoret kokevat harvoin, jos koskaan, fyysisen aktiivisuuden intensiteettiä ja kestoa, joka on tarpeen, jotta he voisivat kohottaa sydän- ja hengityselimistön kuntoa. Nämä havainnot kyseenalaistavat kuitenkin vakavasti viimeaikaiset ehdotukset, joiden mukaan fyysiseen aktiivisuuteen liittyviä interventioita voidaan arvioida suorituskykytesteistä arvioitujen huippuhapenottokyvyn muutosten perusteella.2

Myyttejä ja harhaluuloja

Tutkijat ovat olleet tietoisia suorituskykytestien rajallisuudesta sydän- ja hengityskunnon ennustamisessa jo yli 50 vuoden ajan. Tyypillisiä kommentteja ovat mm: ”keskivertolapsen pistemäärä suorituskykytesteissä riippuu suurelta osin ruumiinkoosta, eikä tästä testisarjasta ole apua työkyvyn tai aerobisen kapasiteetin ennustamisessa ”29 ja ”suorituskykytesti voi olla vain monimutkainen menetelmä pitkien tai lihavien oppilaiden tunnistamiseksi”.30 Olemme jakaneet nämä huolenaiheet tiedeyhteisön kanssa yli 30 vuoden ajan. Julkaisimme vuonna 1988 arvioinnin 20 metrin sukkulajuoksutestistä 11-14-vuotiailla pojilla ja raportoimme, että testisuorituksen ja tarkasti määritetyn maksimaalisen hapenottokyvyn välillä oli 29 prosentin yhteinen varianssi. Päättelimme, että testin käyttöä ei voitu pitää pätevänä korvikkeena hapenottohuipun suoralle määritykselle.31

Oletimme tuolloin, että suorituskykytestejä ei enää käytettäisi tieteellisessä tutkimuksessa, koska hengityskohtaisia online-analyysijärjestelmiä, uusia tekniikoita (kuten massaspektrometriaa ja telemetriaa) ja pitkälle kehitettyjä tilastollisia mallintamistekniikoita oli kehitetty. Päinvastoin, kiinnostus suorituskykytestejä kohtaan on herännyt uudelleen, erityisesti 20 metrin sukkulajuoksutestin tulosten perusteella tehtävän maksimaalisen hapenottokyvyn arvioinnin osalta. Yli miljoonalta lapselta kerättyjä tuloksia, jotka on kerätty eri maista ja erilaisista kulttuureista, on käytetty hapenottohuipun arvioimiseksi ja kansainvälisten sydän- ja hengityskuntonormien32 laatimiseksi sekä maiden välisten vertailujen tekemiseksi siitä, ketkä ovat kyvykkäimpiä lapsia.33 Jo kaksivuotiailta lapsilta saadut tulokset on muunnettu niin sanotuiksi referenssistandardeiksi esikouluikäisiä lapsia varten34 . Lisäksi, ja tämä on meille vakava huolenaihe, 20 metrin sukkulajuoksutesteissä saavutettua suorituskykyä on suositeltu arvioitaessa liikuntainterventioita;2 määritettäessä eurooppalaisia normiarvoja kunto- ja terveysprofiilien laatimista varten;35 kartoitettaessa ja seurattaessa kansainvälistä terveyttä ja kuntoa;36 määritettäessä metabolisia ja sydän- ja verisuonitauteihin liittyviä riskejä;37 ja yksilöitäessä yksittäisiä lapsia, jotka vaativat interventioita nykyisen ja tulevan terveytensä kohentamiseksi4 .

Sukkulajuoksutesti

20 metrin sukkulajuoksutesti ei ole sydän- ja verenkiertoelimistön kunnon mittari, vaan sillä mitataan henkilöiden halukkuutta ja kykyä juosta kahden 20 metrin etäisyydellä toisistaan sijaitsevan viivan välissä äänimerkkien tahdissa, jotka edellyttävät juoksunopeuden kasvattamista joka minuutti. Osallistujat juoksevat ryhmissä, kunnes he ovat haluttomia tai kykenemättömiä jatkamaan, ja suoritettujen sukkuloiden määrä muunnetaan ennusteeksi maksimaalisesta hapenottokyvystä ennusteyhtälön avulla. Tällä hetkellä on käytössä ainakin 17 erilaista ennusteyhtälöä, joiden avulla voidaan arvioida huippuhapenottokykyä 20 metrin sukkulajuoksutestin tulosten perusteella, ja tuloksena on huomattavan erilaisia arvioita huippuhapenottokyvystä.32 Julkaistujen tutkimusten äskettäinen meta-analyysi osoitti, että 51 prosenttia (18/35) testitulosten ja nuorten huippuhapenottokyvyn välisistä korrelaatiokertoimista selitti alle 50 prosenttia huippuhapenottokyvyn kokonaisvaihtelusta. Kirjoittajat päättelivät, että kriteerien validiteetti oli vain kohtalainen ja että ”testaajien on oltava tietoisia siitä, että 20 metrin sukkulajuoksutestin suorituspistemäärä on pelkkä arvio eikä suora sydän- ja hengityskunnon mittari.”38

Tuoreessa katsauksessa39 raportoitiin, että huippuhapenottokyky voidaan arvioida vain ± 10 ml:n tarkkuudella kilogrammaa kohden minuutissa 20 metrin sukkulajuoksun perusteella, mutta koska tämä vastaa noin 20-25 prosenttia tyypillisistä arvoista, testin rajoitukset ovat selvät. Vastaavasti testin heikko testin ja uusintatestin välinen luotettavuus näkyy 95 prosentin luottamusväleissä, jotka ovat ± 2,5 vaihetta neljästä kuuteen vaihetta käsittävissä testeissä.40 Suuret sukupuolierot testin suorituskyvyssä ovat yleisiä, mutta joissakin maissa raportoidut selittämättömät sukupuolierot teini-ikäisten suorituskyvyssä ovat jopa 95-100 prosenttia41 , mikä on yli kaksinkertainen verrattuna todelliseen sukupuolten väliseen eroon sydämen ja hengityselimistön kunnossa. Jos joissakin kulttuureissa teini-ikäiset tytöt eivät ole yhtä halukkaita kuin pojat juoksemaan julkisesti 20 metrin sukkulajuoksua, kunnes he ovat todella uupuneita, testisuoritukseen perustuvat julkaistut kansainväliset normit vaarantuvat.

Virheelliset menetelmät johtavat harhaanjohtaviin tulkintoihin. Esimerkkinä voidaan mainita väite, jonka mukaan sydän- ja verenkiertoelimistön kunto on laskenut merkittävästi vuodesta 1981 lähtien, mikä viittaa väestön terveydentilan merkittävään heikkenemiseen.42 Tämä väite perustui 20 metrin sukkulajuoksutestien poikkileikkausarvioihin, jotka koskivat maksimaalista hapenottokykyä. Suoraan päinvastoin, samalta ajanjaksolta kerätyt kansainväliset huippuhapenottokykytiedot eivät anna vakuuttavaa näyttöä siitä, että nuorten sydän- ja hengityskunto olisi heikentynyt.24,43-45 Meillä on Ison-Britannian ja Pohjois-Irlannin yhdistyneessä kuningaskunnassa 9-18-vuotiaiden nuorten sydän- ja hengityskuntoa koskevista mittauksista kattava laaja julkaistava tietokanta, joka kattaa yli 30 vuotta, ja siihen sisältyy yli 3 000 laboratoriossa tehtyä hapenottohuippumittausta.3,13 Voimme vahvistaa, että ainakaan vuodesta 1985 lähtien ei ole tapahtunut mitään havaittavaa muutosta samalta valuma-alueelta ja samoista kouluista tulevien poikien ja tyttöjen sydän- ja verenkiertoelimistön kunnossa.

20 metrin sukkulajuoksutestin puolestapuhujien mukaan selitys tälle väitetylle sydän- ja verenkiertoelimistön kunnon heikentymiselle on se, että nuorten rasvaisuus on lisääntynyt ajoittain huomattavasti. Tutkijat ovat väittäneet, että ”suora analyysi kuntoilun ja lihavuuden kausaalisesta yhteydestä osoittaa, että lihavuuden lisääntyminen selittää 35-70 prosenttia sydän- ja verenkiertoelimistön kunnon heikkenemisestä”.32 Koska rasva on suurelta osin metabolisesti inerttiä eikä se vaikuta sydän- ja verenkiertoelimistön kuntoon14 , ei ole olemassa mitään kausaalista kuntoilun ja lihavuuden yhteyttä. Ylimääräisen rasvamassan kantaminen 20 metrin sukkulajuoksujen aikana lisää kuitenkin yksilön työtä jokaisessa sukkulassa ja vaikuttaa haitallisesti hänen suorituskykyynsä testissä. Tätä puutetta tietojen tulkinnassa pahentaa entisestään se, että 20 metrin sukkulajuoksutestin hapenottohuippuarviot ilmaistaan suhteessa kehon massaan (millilitroina kilogrammaa kohden minuutissa) ja näin ollen rasvamassan sisällyttäminen nimittäjään.

Suhde-asteikollistaminen

Huippuhapenottohuippuarvojen suhde-asteikollisen laskennan virheellisyys osoitettiin jo 70 vuotta sitten.46 Kardiorespiratorisen kunnon ilmaiseminen suhdeluvulla skaalattuna huippuhapenottokykynä suosii kevyempiä nuoria (esimerkiksi kliinisesti alipainoisia tai myöhään kypsyneitä) ja rankaisee painavampia nuoria (esimerkiksi ylipainoisia tai pitkälle kypsyneitä). Tutkielmat ja viimeaikaiset poikkileikkaus- ja pitkittäisanalyysit yli 2000 juoksumatolla tehdystä maksimaalisen hapenottokyvyn määrityksestä ovat osoittaneet teoreettisesti ja empiirisesti, että nuorten maksimaalisen hapenottokyvyn suhteellisuusasteikolliselle mittaamiselle ei ole vankkaa tieteellistä perustetta eikä tilastollista oikeutusta.3,10,13,47

Suhteellisuusasteikollisen mittaamisen laajalle levinnyt virheellinen käyttö on hämärtänyt ymmärrystä nuorten sydän- ja hengityselimistön kunnosta. Suhdeasteikolliset huippuhapenottokykytiedot osoittavat, että poikien sydän- ja hengityskunto on vakaa 10-18 vuoden iässä ja tyttöjen arvot laskevat asteittain iän myötä. Kun taas tutkijat kontrolloivat asianmukaisesti kehon massaa, hapenottokyky kasvaa asteittain iän myötä molemmilla sukupuolilla.13 Lisäksi suhdelukuihin suhteutetut tiedot tulkitsevat väärin sydän- ja hengityskunnon ja terveysindikaattoreiden välisiä todellisia suhteita.3,46,48,49 Ajankohtaisena esimerkkinä voidaan mainita, että sydän- ja verisuonitautien riskitekijöiden ja suhdelukuihin suhteutetun hapenottokyvyn välisiä korrelaatioita raportoidaan ylipainoisilla ja liikalihavilla nuorukaisilla silloin, kun mikä tahansa yhteys heijastelee todennäköisemmin ylipainoisuutta tai liikalihavuuden statusta kuin sydän- ja hengityskuntoa.48 Hiljattain tehdyssä järjestelmällisessä katsauksessa korostettiin, että monissa artikkeleissa, joissa nuorten sydän- ja hengityskuntoa yhdistettiin terveyteen, ”ei otettu huomioon tärkeitä sekoittavia tekijöitä, kuten lihavuutta”.49 Esimerkiksi korkeampi huippuhapenottokyky suhteessa ruumiinpainoon liittyi alhaisempaan rasvapitoisuuteen, mutta näiden kahden muuttujan välillä ei ollut yhteyttä, kun huippuhapenottokykyä ei ilmaistu suhteessa ruumiinpainoon. Vastaavasti korkeampi huippuhapenottokyky näytti olevan yhteydessä alhaisempaan kokonaiskolesterolin ja suuritiheyksisten lipoproteiinien kolesteroliarvojen suhteeseen, mutta yhteys oli olemassa vain silloin, kun huippuhapenottokyky ilmaistiin suhteessa ruumiinpainoon.49 Katsausta koskevassa julkaistussa kommentissa huomautettiin, että lisäksi ruumiinpainon vaikutus suorituskykyyn kenttätesteissä, joiden validiteetti on heikko ja luotettavuus heikko, vaihtelee eri testeissä, ja se voi myös vaikuttaa väitettyjen yhteyksien suuruuteen terveysvaikutusten kanssa.50

Kliiniset punaiset liput

Sydän- ja verenkiertoelimistön kunnon ja terveyden välistä suhdetta sekoittaa entisestään niin sanottujen kliinisten punalippujen ilmaantuminen ja kasvava suosio, joiden avulla ”tunnistetaan lapset ja nuoret, jotka saattavat hyötyä primaari- ja sekundaaripreventio-ohjelmista sydän- ja verisuonitautien ennaltaehkäisyn alalla. ”4 Lapsille, nuorille ja nuorille aikuisille (8-18-vuotiaille), joiden arvioidut hapenottohuippuarvot ovat pienempiä, alle 42 ml kiloa minuutissa miehillä 42 ml kiloa minuutissa ja 35 ml kiloa minuutissa miehillä 35 ml kiloa minuutissa nuorilla 35 ml kiloa minuutissa nuorilla 35 ml kiloa minuutissa nuorilla ja nuorilla aikuisilla 35 ml kiloa minuutissa alle 42 ml kiloa kiloa minuutissa miehillä 35 ml kiloa minuutissa miehillä 35 ml kiloa minuutissa alle 35 ml/kg kg minuutissa miehillä alle 35 ml:n/kg kg minuutissa. Sydän- ja verenkiertoelimistön kunto kehittyy sukupuolen, iän ja kypsymisen sekä erilaisten morfologisten ja fysiologisten muuttujien mukaan, joiden muutosten ajoitus ja vauhti ovat yksilökohtaisia.1,13 Mielestämme esipuberteetti-, puberteetti- ja jälkipuberteetti-ikäisten nuorten luokittelu yhden ainoan hapenottohuippuarvon ja kehon massan välisen suhteen perusteella ei näin ollen ole perusteltua. Lisäksi kun huippuhapenottokyky ennustetaan testillä, jonka validiteettiin, luotettavuuteen ja kulttuuriin liittyy ongelmia, mittari muuttuu puolustuskelvottomaksi.

Johtopäätökset

Huippuhapenottokyvyn tiukka laboratorioarviointi on vakiintunut lähestymistapa, mutta tällä hetkellä ei ole olemassa validia ja toteuttamiskelpoista menetelmää, jonka avulla voitaisiin arvioida nuorten kardiorespiratorista kuntoa väestötasolla. Väitämme, että nuorten sydän- ja hengityskunnon arviointi 20 metrin sukkulajuoksutestin kaltaisten suorituskykytestien perusteella on kestämätöntä. Lisäksi kyseenalaistamme kehon massasuhteen skaalauksen käytön sydän- ja hengityskunnon ja terveyteen liittyvien muuttujien välisten yhteyksien tutkimiseen, ikään liittyvien normien käytön, kliinisten ”punalippujen” nimeämisen ja sydän- ja hengityskuntoa koskevien suorituskykytestien estimaattien käytön liikuntainterventioiden arvioinnissa.

Tieteentekijöillä on eettinen vastuu siitä, että he varmistavat, että heidän tutkimustensa perustana olevat menetelmät ovat tarkoituksenmukaisia. Heillä on myös moraalinen vastuu varmistaa, että tietojen tulkinta on asianmukaista. Julkaistuissa artikkeleissa tehdään edelleen tulkintoja nuorten maksimaalisesta hapenottokyvystä, jotka eivät perustu tiukkaan tieteelliseen näyttöön ja jotka on toistuvasti ja laajasti osoitettu virheellisiksi. Tällaisten tietojen levittäminen on omiaan antamaan väärää tietoa kliinisistä käytännöistä, johtamaan harhaan poliittisia lausuntoja ja ohjaamaan väärin suosituksia, joiden tarkoituksena on edistää nuorten terveyttä.

Kilpailevat intressit:

Ei ole ilmoitettu.

• Armstrong N, van Mechelen W, editors. Oxford textbook of children’s sport and exercise medicine. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press; 2017. http://dx.doi.org/10.1093/med/9780198757672.001.0001
• Lang JJ, Wolfe Phillips E, Orpana HM, Tremblay MS, Ross R, Ortega FB, et al. Field-based measurement of cardiorespiratory fitness to evaluate physical activity interventions. Bull World Health Organ. 2018 Nov 1;96(11):794-6. http://dx.doi.org/10.2471/BLT.18.213728 pmid: 30455535
• Welsman J, Armstrong N. Interpreting aerobic fitness in youth: the fallacy of ratio scaling. Pediatr Exerc Sci. 2019 May 1;31(2):184-90. http://dx.doi.org/10.1123/pes.2018-0141 pmid: 30332906
• Ruiz JR, Cavero-Redondo I, Ortega FB, Welk GJ, Andersen LB, Martinez-Vizcaino V. Kardiorespiratorisen kunnon raja-arvot sydän- ja verisuonitautiriskin välttämiseksi lapsilla ja nuorilla; minkä kuntotason pitäisi nostaa punainen lippu? Systemaattinen katsaus ja meta-analyysi. Br J Sports Med. 2016 Dec;50(23):1451-8. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2015-095903 pmid: 27670254
• Falk B, Klentrou P, Armstrong N, Rowland T, Kemper HCG. Lasten liikuntafysiologian lyhyt historia. Pediatr Exerc Sci. 2018 02 1;30(1):1-10. http://dx.doi.org/10.1123/pes.2017-0246 pmid: 29281949
• Armstrong N, McManus AM. Aerobinen kunto. In: Armstrong N, van Mechelen W, editors. Oxford textbook of children’s sport and exercise medicine. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press; 2017. s. 161-80. http://dx.doi.org/10.1093/med/9780198757672.001.0001
• Barker AR, Williams CA, Jones AM, Armstrong N. Nuorten maksimaalisen hapenottokyvyn toteaminen ramppipyörätestissä uupumukseen asti. Br J Sports Med. 2011 May;45(6):498-503. http://dx.doi.org/10.1136/bjsm.2009.063180 pmid: 19679577
• Falk B, Dotan R. Measurement and interpretation of maximum aerobic power in children. Pediatr Exerc Sci. 2019 Toukokuu 1;31(2):144-51. http://dx.doi.org/10.1123/pes.2018-0191 pmid: 30567470
• Welsman J, Bywater K, Farr C, Welford D, Armstrong N. Reliability of peak VO2) and maximum cardiac output assessed using thoracic bioimpedance in children. Eur J Appl Physiol. 2005 Jun;94(3):228-34. http://dx.doi.org/10.1007/s00421-004-1300-5 pmid: 15827735
• Armstrong N, Welsman J. Development of peak oxygen uptake from 11-16 years determined using both treadmill and cycle ergometry. Eur J Appl Physiol. 2019 Mar;119(3):801-12. http://dx.doi.org/10.1007/s00421-019-04071-3 pmid: 30627827
• Stavnsbo M, Resaland GK, Anderssen SA, Steene-Johannessen J, Domazet SL, Skrede T, et al. Reference values for cardiometabolic risk scores in children and adolescents: Ehdotus yhteisestä standardista. Atherosclerosis. 2018 Nov;278:299-306. http://dx.doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2018.10.003 pmid: 30477756
• Aadland E, Anderssen SA, Andersen LB, Resaland GK, Kolle E, Steene-Johannessen J. Aerobiset kynnysarvot huonon metabolisen terveyden määrittämiseksi lapsilla ja nuorilla. Scand J Med Sci Sports. 2019;23:240-50. http://dx.doi.org/10.1111/sms.13330 pmid: 30375665
• Armstrong N, Welsman J. Sex-specific longitudinal modelling of youth peak oxygen uptake. Pediatr Exerc Sci. 2019 May 1;31(2):204-12. http://dx.doi.org/10.1123/pes.2018-0175 pmid: 30449237
• Goran M, Fields DA, Hunter GR, Herd SL, Weinsier RL. Kehon kokonaisrasva ei vaikuta maksimaaliseen aerobiseen kapasiteettiin. Int J Obes Relat Metab Disord. 2000 Jul;24(7):841-8. http://dx.doi.org/10.1038/sj.ijo.0801241 pmid: 10918530
• Armstrong N, Welsman JR. Lasten ja nuorten aerobisen kunnon arviointi ja tulkinta. Exerc Sport Sci Rev. 1994;22(1):435-76. http://dx.doi.org/10.1249/00003677-199401000-00016 pmid: 7925551
• Vinet A, Mandigout S, Nottin S, Nguyen L, Lecoq A-M, Courteix D, et al. Kehonkoostumuksen, hemoglobiinipitoisuuden sekä sydämen koon ja toiminnan vaikutus sukupuolten välisiin eroihin maksimaalisessa hapenottokyvyssä esipuberteettilapsilla. Chest. 2003 Oct;124(4):1494-9. http://dx.doi.org/10.1378/chest.124.4.1494 pmid: 14555585
• Rowland T, Goff D, Martel L, Ferrone L. Influence of cardiac functional capacity on gender differences in maximum oxygen uptake in children. Chest. 2000 Mar;117(3):629-35. http://dx.doi.org/10.1378/chest.117.3.629 pmid: 10712984
• Winsley RJ, Fulford J, Roberts AC, Welsman JR, Armstrong N. Sukupuoliero maksimaalisessa hapenottokyvyssä esipuberteettisilla lapsilla. J Sci Med Sport. 2009 Nov;12(6):647-51. http://dx.doi.org/10.1016/j.jsams.2008.05.006 pmid: 18768359
• McNarry MA, Farr C, Middlebrooke A, Welford D, Breese B, Armstrong N, et al. Aerobinen toimintakyky ja lihaksen hapenpoistodynamiikka lasten ramppiharjoittelun aikana. Med Sci Sports Exerc. 2015 Sep;47(9):1877-84. http://dx.doi.org/10.1249/MSS.0000000000000609 pmid: 25551403
• Armstrong N. Development of the youth athlete. Oxford: Routledge; 2019. pp. 5-26.
• Armstrong N, Welsman JR. Huippuhapenottokyky suhteessa kasvuun ja kypsymiseen 11-17-vuotiailla ihmisillä. Eur J Appl Physiol. 2001 Oct;85(6):546-51. http://dx.doi.org/10.1007/s004210100485 pmid: 11718283
• Hildebrand M, Ekelund U. Assessment of physical activity. In: Armstrong N, van Mechelen W, editors. Oxford textbook of children’s sport and exercise medicine. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press; 2017. pp. 303-14.
• Schutte NM, Bartels M, de Gues EJC. Liikunnan ja fyysisen kunnon genetiikka. In: Armstrong N, van Mechelen W, editors. Oxford textbook of children’s sport and exercise medicine. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press; 2017. s. 293-302.
• Mountjoy M, Andersen LB, Armstrong N, Biddle S, Boreham C, Bedenbeck H-PB, et al. Kansainvälisen olympiakomitean konsensuslausuma nuorten terveydestä ja kunnosta liikunnan ja urheilun avulla. Br J Sports Med. 2011 Sep;45(11):839-48. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2011-090228 pmid: 21836168
• Armstrong N, Barker AR. Kestävyysharjoittelu ja nuoret huippu-urheilijat. Med Sport Sci. 2011;56:59-83. http://dx.doi.org/10.1159/000320633 pmid: 21178367
• Armstrong N. Paediatric physical activity and aerobic fitness. In: Draper N, Stratton G, editors. Physical activity: a multi-disciplinary approach. Oxford: Routledge; 2019. pp. 186-204.
• Armstrong N, Welsman JR, Kirby BJ. Pitkittäiset muutokset 11-13-vuotiaiden fyysisessä aktiivisuudessa. Acta Paediatr. 2000 Jul;89(7):775-80. http://dx.doi.org/10.1111/j.1651-2227.2000.tb00384.x pmid: 10943956
• Kemper HCG, Kopes LLJ. Onko fyysisellä aktiivisuudella merkitystä nuorten miesten ja naisten aerobisen tehon kannalta? Med Sport Sci. 2004;47:153-66. http://dx.doi.org/10.1159/000076202
• Cumming GR, Keynes R. A fitness performance test for school children and its correlation with physical working capacity and maximum oxygen uptake. Can Med Assoc J. 1967 May 6;96(18):1262-9. pmid: 6022304
• Shepard RJ. Fyysinen aktiivisuus ja kasvu. Chicago: Year Book Medical Publishers; 1982. s. 64.
• Armstrong N, Williams J, Ringham D. Peak oxygen uptake and progressive shuttle run performance in boys aged 11-14 years. Br J Phys Educ. 1988;19 Suppl 4:10-1.
• Tomkinson GR, Lang JJ, Tremblay MS, Dale M, LeBlanc AG, Belanger K, et al. Kansainväliset normatiiviset 20 m:n sukkulajuoksun arvot 1 142 026 lapselta ja nuorelta, jotka edustavat 50 maata. Br J Sports Med. 2017 Nov;51(21):1545-54. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2016-095987 pmid: 27208067
• Lang JJ, Tremblay MS, Léger L, Olds T, Tomkinson GR. Kansainvälinen vaihtelu lasten ja nuorten 20 metrin sukkulajuoksusuorituksissa: ketkä ovat 50 maan vertailun perusteella fitteimpiä? Systemaattinen kirjallisuuskatsaus ja kokonaistulosten yhdistäminen. Br J Sports Med. 2018 Feb;52(4):276. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2016-096224 pmid: 27650256
• Cadenas-Sanchez C, Intemann T, Labayen I, Peinado AB, Vidal-Conti J, Sanchis-Moysi J, et al.; PREFIT project group. Esikouluikäisten lasten fyysisen kunnon viitestandardit: PREFIT-projekti. J Sci Med Sport. 2019 Apr;22(4):430-7. http://dx.doi.org/10.1016/j.jsams.2018.09.227 pmid: 30316738
• Tomkinson GR, Carver KD, Atkinson F, Daniell ND, Lewis LK, Fitzgerald JS, et al. 9-17-vuotiaiden lasten ja nuorten fyysisen kunnon eurooppalaiset normiarvot: tuloksia 2 779 165 Eurofit-suorituksesta, jotka edustavat 30 maata. Br J Sports Med. 2018;52(22):1445-56. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2017-098253 pmid: 29191931
• Lang JJ, Tomkinson GR, Janssen I, Ruiz JR, Ortega FB, Léger L, et al. Making a case for cardiorespiratory fitness surveillance among children and youth. Exerc Sport Sci Rev. 2018 04;46(2):66-75. pmid: 29346159
• Lang JJ, Belanger K, Poitras V, Janssen I, Tomkinson GR, Tremblay MS. Systemaattinen katsaus 20 metrin sukkulajuoksusuorituksen ja lasten ja nuorten terveysindikaattoreiden väliseen suhteeseen. J Sci Med Sport. 2018 Apr;21(4):383-97. http://dx.doi.org/10.1016/j.jsams.2017.08.002 pmid: 28847618
• Mayorga-Vega D, Aguilar-Soto P, Viciana J. Criterion-related validity of the 20 m shuttle run test for estimating cardiorespiratory fitness: a meta-analysis. J Sports Sci Med. 2015 08 11;14(3):536-47. pmid: 26336340
• Tomkinson GR, Lang JJ, Blanchard J, Léger LA, Tremblay MS. 20 metrin sukkulajuoksu: arviointi ja tietojen tulkinta suhteessa nuorten aerobiseen kuntoon ja terveyteen. Pediatr Exerc Sci. 2019 Toukokuu 1;31(2):152-63. http://dx.doi.org/10.1123/pes.2018-0179 pmid: 30885058
• Ortega FB, Artero EG, Ruiz JR, Vicente-Rodriguez G, Bergman P, Hagströmer M, et al.; HELENA Study Group. Terveyskuntotestien luotettavuus eurooppalaisilla nuorilla. HELENA-tutkimus. Int J Obes. 2008 Nov;32(S5) Suppl 5:S49-57. http://dx.doi.org/10.1038/ijo.2008.183 pmid: 19011654
• Machado-Rodrigues AM, Leite N, Coelho-e-Silva MJ, Martins RA, Valente-dos-Santos J, Mascarenhas LPG, et al. Independent association of clustered metabolic risk factors with cardiorespiratory fitness in youth aged 11-17 years. Ann Hum Biol. 2014 May-Jun;41(3):271-6. http://dx.doi.org/10.3109/03014460.2013.856471 pmid: 24702626
• Tomkinson GR, Lang JJ, Tremblay MS. 19 korkean ja ylemmän keskitulotason maata edustavien lasten ja nuorten sydän- ja hengityskunnon ajallinen kehitys vuosina 1981-2014. Br J Sports Med. 2019 Apr;53(8):478-86. pmid: 29084727
• Freedson PS, Goodman TL. Hapenkulutuksen mittaaminen. In: Rowland TW, editor. Pediatric laboratory exercise testing. Champaign: Human Kinetics; 1993. pp. 91-114.
• Eisenmann JC, Malina RM. Hapen huippukulutuksen sekulaarinen kehitys Yhdysvaltojen nuorilla 1900-luvulla. Am J Hum Biol. 2002 Nov-Dec;14(6):699-706. http://dx.doi.org/10.1002/ajhb.10084 pmid: 12400029
• Armstrong N, Tomkinson G, Ekelund U. Aerobinen kunto ja sen yhteys urheiluun, liikuntaharjoitteluun ja tavanomaiseen fyysiseen aktiivisuuteen nuoruudessa. Br J Sports Med. 2011 Sep;45(11):849-58. http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2011-090200 pmid: 21836169
• Tanner JM. Painoa ja pinta-alaa kohti laskettujen standardien virheellisyys ja niiden suhde väärään korrelaatioon. J Appl Physiol. 1949 Jul;2(1):1-15. http://dx.doi.org/10.1152/jappl.1949.2.1.1 pmid: 18133122
• Welsman JR, Armstrong N. Interpreting exercise performance data in relation to body size. In: Armstrong N, van Mechelen W, editors. Paediatric exercise science and medicine. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press; 2008. pp. 13-21.
• Loftin M, Sothern M, Abe T, Bonis M. Expression of VO2 peak in children and youth, with special reference to allometric scaling. Sports Med. 2016 Oct;46(10):1451-60. http://dx.doi.org/10.1007/s40279-016-0536-7 pmid: 27139725
• Mintjens S, Menting MD, Daams JG, van Poppel MNM, Roseboom TJ, Gemke RJBJ. Cardiorespiratorinen kunto lapsuudessa ja nuoruudessa vaikuttaa tuleviin sydän- ja verisuonitautien riskitekijöihin: systemaattinen katsaus pitkittäistutkimuksiin. Sports Med. 2018 Nov;48(11):2577-605. http://dx.doi.org/10.1007/s40279-018-0974-5 pmid: 30144022
• Tarp J, Dalene KE, Steene-Johannessen J, Ekelund U. Comment on ”cardiorespiratory fitness in childhood and adolescence affects future cardiovascular risk factors: a systematic review of longitudinal studies”. Sports Med. 2019 Jan;49(1):159-61. http://dx.doi.org/10.1007/s40279-018-01035-z pmid: 30593650