Performance Determinants in Short (68 km) and Long (121 km) Mountain Ultra-Marathon Races

Abstract

Background Standard performance parameters measured during a laboratory test have been shown to be related to mountain ultra-marathon performance up to a competition length of 75 km. It is not known if a similar relationship exists for longer races.

Objective This study aimed to investigate the association between laboratory-based performance parameters and performance times in a short (68 km) and a long (121 km) mountain ultra-marathon.

Materials and Methods Eleven male finishers of the short race and seven male finishers of the long race were investigated. Participants performed an incremental exercise test to exhaustion in the 2 weeks prior to the event. During the event, the heart rate was monitored and finishing times were registered.

Results The maximal oxygen consumption and the oxygen uptake at the ventilatory thresholds 1 and 2 were related to performance time during the short run (~12h; r = –0.764 up to r = –0.782; p < 0.05), but there was no correlation during the long race (~28h; r = –0.107 to 0.357; p > 0.05).

Conclusions This study shows that physical fitness parameters established in a laboratory setting determine competition completion times in ultra-mountain marathon events lasting for ~12 h. During longer races, i. e. ~28 h, other factors not established in the present investigation, such as experience, race strategy, coping with pain and fatigue resistance, may be important for performance.

Zusammenfassung

Hintergrund Die Wettkampfleistung während Berg-Ultramarathons mit kurzen Wettkampflängen bis zu 75 km steht in Zusammenhang mit den im Labor bestimmten Leistungsparametern (z. B. mit der maximalen Sauerstoffaufnahme). Es ist nicht bekannt, ob längere Wettkämpfe eine ähnliche Beziehung aufweisen.

Fragestellung Die Studie zielte darauf ab, den Zusammenhang zwischen laborbasierten Leistungsparametern und den Laufzeiten eines kurzen (68 km) und eines langen (121 km) Berg-Ultramarathons zu untersuchen.

Material und Methoden 11 männliche Teilnehmer der kurzen und 7 männliche Teilnehmer der langen Laufstrecke wurden untersucht. Alle Teilnehmer absolvierten in den 2 Wochen vor dem Wettkampf einen Ausbelastungstest am Laufband. Während des Marathons wurden die Herzfrequenz aufgezeichnet und die Endzeiten registriert.

Ergebnisse Die maximale Sauerstoffaufnahme und die Sauerstoffaufnahme an den Belastungsschwellen 1 und 2 korrelierten mit der Laufzeit während des kurzen Wettkampfs (~12h; r = –0,764 bis r = –0,782; p < 0,05), zeigten aber keine Korrelation während des langen Berg-Ultramarathons (~28 h; r = –0,107 bis 0,357; p > 0,05).

Schlussfolgerung Diese Studie zeigt, dass die im Labor bestimmten Leistungsparameter mit der Wettkampfzeit bei Berg-Ultramarathon-Events mit einer Dauer von ~12 h in Zusammenhang stehen. Bei längeren Laufzeiten, d. h. ~28 h, scheinen andere Faktoren, die in der vorliegenden Untersuchung nicht bestimmt wurden, wie zum Beispiel Erfahrung, Rennstrategie, Umgang mit Schmerzen und Ermüdungsresistenz, für die Leistung ausschlaggebend zu sein.

Key words

trail running - eccentric exercise - fatigue - exercise testing - muscle damage - endurance running

Schlüsselwörter

Berglauf - exzentrische Muskelarbeit - Ermüdung - Leistungsdiagnostik - Muskelkater - Muskelschädigung

^* Corresponding author.

• References

• 1 Zanchi D, Viallon M, Le Goff C. et al. Extreme Mountain Ultra-Marathon Leads to Acute but Transient Increase in Cerebral Water Diffusivity and Plasma Biomarkers Levels Changes. Front Physiol 2016; 7: 664 . doi:10.3389/fphys.2016.00664
• 2 Savoldelli A, Fornasiero A, Trabucchi P. et al. The Energetics during the World’s Most Challenging Mountain Ultra-Marathon-A Case Study at the Tor des Geants(R). Front Physiol 2017; 8: 1003 . doi:10.3389/fphys.2017.01003
• 3 Vernillo G, Savoldelli A, Zignoli A. et al. Influence of the world’s most challenging mountain ultra-marathon on energy cost and running mechanics. Eur J Appl Physiol 2014; 114: 929-939 . doi:10.1007/s00421-014-2824-y
• 4 Fornasiero A, Savoldelli A, Fruet D. et al. Physiological intensity profile, exercise load and performance predictors of a 65-km mountain ultra-marathon. J Sports Sci 2018; 36: 1287-1295 . doi:10.1080/02640414.2017.1374707
• 5 Gergele L, Venet F, Ravelojaona M. et al. Mountain ultra-marathon finishers exhibit marked immune alterations similar to those of severe trauma patients. Intensive Care Med 2018; 44: 382-383 . doi:10.1007/s00134-017-5013-8
• 6 Balducci P, Clemencon M, Trama R. et al. Performance Factors in a Mountain Ultramarathon. Int J Sports Med 2017; 38: 819-826 . doi:10.1055/s-0043-112342
• 7 Mrakic-Sposta S, Gussoni M, Moretti S. et al. Effects of Mountain Ultra-Marathon Running on ROS Production and Oxidative Damage by Micro-Invasive Analytic Techniques. PLoS One 2015; 10: e0141780 . doi:10.1371/journal.pone.0141780
• 8 Millet GY, Banfi JC, Kerherve H. et al. Physiological and biological factors associated with a 24h treadmill ultra-marathon performance. Scand J Med Sci Sports 2011; 21: 54-61 . doi:10.1111/j.1600-0838.2009.01001.x
• 9 Gatterer H, Schenk K, Wille M. et al. Race performance and exercise intensity of male amateur mountain runners during a multistage mountain marathon competition are not dependent on muscle strength loss or cardiorespiratory fitness. J Strength Cond Res 2013; 27: 2149-2156 . doi:10.1519/JSC.0b013e318279f817
• 10 Burtscher M, Förster H, Burtscher J. Superior endurance performance in aging mountain runners. Gerontology 2008; 54: 268-271 . doi:10.1159/000148649
• 11 Howley ET, Bassett DR, Welch HG. Criteria for maximal oxygen uptake: review and commentary. Med Sci Sports Exerc 1995; 27: 1292-1301
• 12 Wasserman K, Hansen J, Sue D. et al. Principles of Exercise Testing and Interpretation. 5th. edition. Aufl. Philadelphia: Lippincott Williams&Wilki; 2011
• 13 Schenk K, Faulhaber M, Gatterer H. et al. Ski mountaineering competition: fit for it?. Clin J Sport Med 2011; 21: 114-118 . doi:10.1097/JSM.0b013e31820f903e
• 14 Wardenaar FC, Hoogervorst D, Versteegen JJ. et al. Real-Time Observations of Food and Fluid Timing During a 120 km Ultramarathon. Front Nutr 2018; 5: 32 . doi:10.3389/fnut.2018.00032
• 15 Hotfiel T, Freiwald J, Hoppe MW. et al. Advances in Delayed-Onset Muscle Soreness (DOMS): Part I: Pathogenesis and Diagnostics. Sportverletz Sportschaden 2018; 32: 243-250 . doi:10.1055/a-0753-1884
• 16 Byrne C, Eston R. The effect of exercise-induced muscle damage on isometric and dynamic knee extensor strength and vertical jump performance. J Sports Sci 2002; 20: 417-425 . doi:10.1080/026404102317366672
• 17 Knechtle B, Knechtle P, Rosemann T. Race performance in male mountain ultra-marathoners: anthropometry or training?. Percept Mot Skills 2010; 110: 721-735 . doi:10.2466/PMS.110.3.721-735
• 18 Knechtle B, Knechtle P, Rosemann T. et al. Predictor variables for a 100-km race time in male ultra-marathoners. Percept Mot Skills 2010; 111: 681-693 . doi:10.2466/05.25.PMS.111.6.681-693
• 19 Thurber C, Dugas LR, Ocobock C. et al. Extreme events reveal an alimentary limit on sustained maximal human energy expenditure. Science Advances 2019; 5: eaaw0341 . doi:10.1126/sciadv.aaw0341
• 20 Takayama F, Aoyagi A, Nabekura Y. Pacing strategy in a 24-hour ultramarathon race. International Journal of Performance Analysis in Sport 2016; 16: 498-507 . doi:10.1080/24748668.2016.11868904
• 21 Saugy J, Place N, Millet GY. et al. Alterations of Neuromuscular Function after the World’s Most Challenging Mountain Ultra-Marathon. PLoS One 2013; 8: e65596 . doi:10.1371/journal.pone.0065596
• 22 Millet GY, Lepers R, Maffiuletti NA. et al. Alterations of neuromuscular function after an ultramarathon. J Appl Physiol (1985) 2002; 92: 486-492 . doi:10.1152/japplphysiol.00122.2001
• 23 Millet GY. Can neuromuscular fatigue explain running strategies and performance in ultra-marathons?: the flush model. Sports Med 2011; 41: 489-506 . doi:10.2165/11588760-000000000-00000
• 24 Stuempfle KJ, Hoffman MD, Weschler LB. et al. Race diet of finishers and non-finishers in a 100 mile (161 km) mountain footrace. J Am Coll Nutr 2011; 30: 529-535 . doi:10.1080/07315724.2011.10719999