Utvecklingen av internationella idrottsresultat under anti-dopingeran

Dopning har blivit en central och komplex fråga inom idrottsvärlden, vilken förtjänar allvarligt övervägande eftersom idrottsvetenskapare fortfarande strävar efter att förstå hur och varför det sker, samt hur det kan förebyggas. Sensationella avslöjanden av enskilda dopade i massmedia återspeglar allvaret i en oroande situation som påverkar de flesta idrottsgrenar.

Fall av dopning äventyrar trovärdigheten avseende idrottsprestationer, och segrare som lyfts fram i massmedia blir ifrågasatta och kontroversiella. Numera verkar vissa idrottsgrenar ha lyckats överskrida tänkta mänskliga gränser, ibland baserat på att ha passerat de legala gränserna. De ekonomiska intressena, trycket att uppnå bättre resultat, mediebevakningen av idrottstävlingar och, inte minst, den mänskliga naturen kan förklara delar av detta fenomen.

Det är tydligt att inom vissa discipliner, som friidrott eller cykling, kan mänsklig prestation inte förbättras i all oändlighet. Idag handlar idrott inte längre bara om idrott; eftersom idrott har blivit en industri, en affär, en anledning till politisk eller nationell stolthet, och dessa företeelser kan leda till att det anses ”rätt” att bryta mot regler för att vinna. Ibland tror sannolikt vissa idrottare, med ett nätverk av specialister bakom sig eller på egen hand, “att antidopingen inte kommer att fånga just mig”, och idrottssponsorer, reklamkontrakt och pengar gör dopingrisker värda att tas. Även risker för den egna hälsan (ibland med oåterkalleliga konsekvenser) spelar då inte längre någon roll.

Hur tjänar en idrottare mycket pengar? Från en viktig tävling och från sponsorer. Varifrån får arrangörer av idrottsevenemang betydande prispengar? Från sponsorer. Varför ger sponsorer betydande belopp i priser? För publicitet och för att associeras med en förstklassig idrottshändelse där de bästa idrottarna deltar. Vem tittar på en förstklassig idrottshändelse? Alla. Samma allmänhet som inte längre kommer att titta på idrott om inte idrottarna längre erbjuder nödvändig underhållning. Idrottarna idag kan i vissa avseenden liknas vid gladiatorerna från antikens Rom. Om människor gillar evenemanget i den moderna arenan säkerställs den kommersiella framgången för idrottsevenemanget och sponsorer är nöjda och kommer att finansiera framtida evenemang, vilket ger medel för arrangörerna att erbjuda betydande priser till idrottarna.

Dopningsfenomenet inom idrotten ökar och diversifieras, liksom de droger som används för dopning. Det pågår en ständig kapplöpning mellan de som uppfinner nya dopningsmetoder och organisationer som söker mer effektiva metoder för att upptäcka fuskare. Tyvärr är de i den första kategorin oftast ett steg före de senare.

Förbättring av vetenskapliga metoder för att upptäcka förbjudna dopingpreparat är självklart en nödvändighet men också en utmaning. Strängare lagstiftning med myndigheters medverkan krävs för att förhindra spridning, marknadsföring och användning av sådana substanser. Beslutsamma åtgärder krävs för att återställa fair play inom hela idrottsindustrin och sist men inte minst, etik och fair play-utbildning för unga idrottare

Enskilda idrottare riskerar att stämplas som fuskare genom ryktesspridning om doping, kanske till och med enbart för att de presterat oväntat bra – rykten som är svåra att motbevisa. Å andra sidan, när man undersöker stora datamängder kan den indirekta bevisningen för en hel population ibland starkt tal för att en enskild faktor (exempelvis doping) starkt talat för att idrottsresultaten påverkats. De statistiska sambanden kan vara för starka för att avfärdas, samtidigt som statistiska samvariationer inte är det samma som bevis. Att hitta balansen mellan välgrundade misstankar och allmän ryktesspridning är inte lätt, men genom att jämföra uppgifter från en rad olika källor kan man komma en bit på väg.

Analys av trender för idrottsresultat som indicier för förekomst av doping

Det är så väl dokumenterat att idrottsresultaten har förbättrats sedan starten av de moderna olympiska spelen 1896 att ett sådant uttalande kan tyckas vara en truism. Många faktorer har tillskrivits denna förbättring, inklusive förändringar i befolkningens storlek (om basen av pyramiden blir större kan också toppen bli högre) och friskhet, den ekonomiska utvecklingen, globalisering, teknologiska ingrepp och användning av modern träningslära. En märkbar, men hittills utmanande, faktor att bedöma är inflytandet av prestationshöjande läkemedel – doping – främst på grund av osäkerhet om graden och arten av deras (hemliga) användning inom elitidrottprogram och i vilken grad de bidrar till prestationsökning hos maximalt respek-tive submaximalt tränade. Bevis tyder på att systematiska dopingprogram genomfördes av östblocksländer, liksom i USA, under perioden 1950-talet till 1980-talet, i främst olika styrkeidrotter. Idrottare har påståtts ordineras olika läkemedel (ibland utan deras kännedom), som anabola steroider och andra hormoner, för att öka muskelmassan och därigenom idrottarnas prestation. Förbättrade prestationer i form av resultat och rekord av dessa program kan observeras i grafer som visar en gradvis förbättring, men mer spännande är prestationskurvor som visar en oväntad trend och toppar på 1980-talet, innan de sjunker tillbaka till dagens nivå om man samtidigt kan koppla detta till olika grader av doping.

Användningen av informationsteknologi inom idrotten har ökat avsevärt under de senaste åren. Sådana data har potentialen att påverka idrottsprestationen avsevärt och även dess relaterade vetenskaper. Till exempel ger den retrospektiva analysen av idrottsprestationsdata möjlighet att identifiera effekterna av olika teknologiska framsteg och regeländringar på världsrekordprestationer inom idrotter som spjutkastning (+95 % över 76 år), stavhopp (+86 % på 94 år) och 1-timmars cykling (+221 % på 111 år). På liknande sätt kan sådana longitudinella dataanalyser vara användbar ur ett anti-dopningsperspektiv. I detta sammanhang har det tidigare visats att de årliga världsrekordprestationerna ökar med uppkomsten av nya potenta dopningsmedel, såsom anabola steroider och erytropoietin.

Löpning

De lättaste idrottsgrenarna att analysera avseende dopingens inverkan på elitresultaten är löpgrenar, dels eftersom resultaten är dokumenterade under långa tider, dels eftersom de anges som diskreta variabler som lämpar sig väl för statistiska bearbetningar (mätbara, diskreta prestandamått som tid, längd och höjd är alltid lättast att använda). På populationsnivå är de mest lämpliga idrotter att undersöka de som har en stor global deltagarbas (många idrottare) och där en systematisk global dopingkontroll förelegat under längre tid och som gör att man kan skilja ett “före” versus ett “efter” scenarium. En sport som lämpar sig för indirekt analys är friidrott (löpning, kast och hopp), vilket ger något korrelativt att tänka på.

Faktorer som inverkan på världsrekord i löpning 1948-2012

Modeller som presenterats för att förklara prestationstrender inom olika sporter har använt olika tillväxtfunktioner med syftet att kvantifiera påverkande faktorer och så småningom förutsäga gränserna för mänskliga förmågor. Detta är möjligt genom exempelvis användning av ett prestationsförbättringsindex baserat på de årliga topp 25-prestationerna. I en undersökning sattes index till 100 år 1948 och visade att det år 2012 hade ökat i löpning till mellan 110,5 och 146,7 (herrarnas 100 m och maraton) procent av utgångsvärdet. Underliggande globala effekter svarade för majoriteten av alla förbättringar (16,2 till 46,7 %), med mindre påverkan som kunde tillskrivas en tillströmning av afrikanska löpare (3,6 till 9,3 %) och en 4-årig oscillation som uppstod till följd av olympiska spel (±0,2 till ±0,6 %). Prestanda minskade å andra sidan med införandet av obligatorisk, slumpmässig dopingtestning (-0,9 till -3,9 %), tillkomst av WADA (-0,5 till -2,5 %) och helt automatiserad tidtagning (-0,6 till -2,5 %).

100 meter i Olympiska spel

Tidsserier som visar genomsnittet av de 20 bästa idrottarna i världen analyserades med hjälp av polynomiska splinefunktioner och rullande medelvärden. Utmärkande förändringar i prestation över tid analyserades statistiskt med Welch’s t-test och med Cohen’s effektmått. För validering visades med exempel att analysen kan indikera effekten av införandet dopningstest på damernas kulstötning samt effekterna av marknads-introduktionen av erytropoietin (EPO) och införandet av erytropoietin och kontinuerlig erytropoietin-receptoraktiverare (CERA) tester på de 20 bästa manliga prestationerna på 5000 m.

Tidsserieanalysen för 100 m män visar en mycket signifikant minskning med över 0,1 s från 2006 till 2011 med en effektstorlek på 0,952 (motsvarande en stor effekt). Detta är ungefär hälften av effektstorleken som kan hittas för utvecklingen av 5000 m-prestationen under införandet av erytropoietin mellan 1991 och 1996. Medan herrarnas 200 m löpning visar en liknande utveckling, visar kvinnornas 100 m och 200 m löpning endast några mindre avvikelser.

Långdistanslöpning 1980-2013

Långdistanslöpning eliminerar många av svårigheterna att jämföra över tid eftersom banorna och loppen är desamma från år till år. De stora cykeltävlingarna, de så kallade “Grand Tours,” har visat en avmattning av prestationer under det senaste decenniet. Detta har tolkats som indirekt bevis på att nya antidopingsstrategier har minskat användningen av prestations-höjande substanser, snarare än att cyklisterna varit sämre tränade eller haft lägre ambitions-nivå. För att undersöka denna idé under mer kontrollerade förhållanden, vilket man finner anseende långdistanslöpning, analyserades hastighetstrenderna för världsklasslöpare på 5000 m, 10 000 m och maraton för män från 1980 till 2013. Man hämtade omfattande data från International Association of Athletics Federations, Association of Road Racing Statisticians och Track and Field All-time Performances data-baswebbplatser. De 40 bästa prestationerna i varje gren och år valdes ut för regressions-analys. För de tre distanserna noterades kumulativa prestationsförbättringar på 1990-talet fram till mitten av 2000-talet. Efter topphastighetsåren i mitten av 2000-talet har det varit begränsad förbättring på 5000 m och 10 000 m, och världsrekord som sattes under den tiden står fortfarande, vilket markerar den längsta perioden mellan nya rekord sedan början av 1940-talet. Världsrekordet för 5000 m sattes år 2004, medan världsrekordet för 10 000 m sattes år 2005; dessa rekord står sig fortfarande, vilket är den längsta pausen mellan världsrekord sedan 1940-talet.

Antalet idrottare under kvalificeringsgränsen för OS 2012 på 5000 m och 10 000 m verkar också ha stabiliserats sedan mitten av 2000-talet. På liknande sätt har antalet idrottare som springer maraton under 2 timmar och 10 minuter också stabiliserats. 2 timmar och 10 minuter valdes som en jämförbar standard för maraton eftersom den tiden anses generellt vara likvärdig eller något långsammare än A-standarden för kortare distanser enligt olika empiriska poängtabeller, poängsystem och tidsomvandlingsprogram. Dessutom förklarade året ensamt en stor del av variationen i hastighetstrenderna.

I linje med dessa övergripande modelluppskattningar hade 5000 m och 10 000 m signifikanta hastighetsökningar på 1990-talet medan maraton visade en ökning under hela tre årtionden. Särskilt 5000 m-hastighetstrenden planade ut från början av 2000-talet. Maraton- och 10 000 m-tider visar inte detta som en lika tydlig tendens. För 5000 m och 10 000 m finns en tydlig ökning av topprestationen från 1995 till slutet av 2010. Maraton visar emellertid ingen avmattning av den ökande hastigheten under den studerade perioden, och den relativa hastigheten för den snabbaste årliga tiden verkar inte vara en avvikelse. Grad av vilken de snabbaste tiderna var relativt snabba (jämfört med andra år) observerades under 2000-talet för 5000 m och 10 000 m. Regressionsanalyserna stödde dessa resultat som visade att de snabbaste relativa tiderna för 5000 m och 10 000 m varierade obetydligt under perioden. Även om hastighetstrenderna för 5000 m och 10 000 m ligger i linje med dem som ses i elitcykel-tävlingar, gör dock maratonstrenderna det inte.

Hastighets- och prestationstrenderna för de bästa 5000 m- och 10 000 m-löparna på bana visar på en period av ökad hastighet bland de snabbaste löparna fram till mitten av 2000-talet med en avmattning av hastigheten i antingen alla (5000 m) eller de snabbaste prestationerna (10 000 m) efter denna tidsperiod. För maraton visar alla indikatorer på hastighet en nästan linjär ökning i hastighet med ett ökat antal elitsprestationer under de tre årtionden som analyserats.

Resultaten från tidsserieanalysen avslöjar en trend med minskad tid inom kortdistanslöpning för män som började runt 2005/2006. Inom 100 m genomgick elitidrottare en stor effekt (0,952) under de senaste fem åren, vilket tydligt visas av båda metoderna: spline och glidande medelvärde. De senaste sex åren över 200 m medförde en effektstorlek på 0,481. Inom damernas friidrottssprint är en effekt också märkbar över 100 m. Men det glidande medelvärdet är på samma nivå i början och slutet av den betraktade perioden och över 200 m finns ingen effekt som är märkbar efter 2004. Dessa tydliga utvecklingar kan diskuteras som att vara kopplade till dopning, men det är viktigt att nämna förekomsten av andra möjliga eller ytterligare förklaringar.

När man analyserar herrarnas 100 m-prestation på olympisk nivå visar sig vinnarna (genomsnitt 86,36 kg) överträffat resten av finalisterna (77,72 kg) under de senaste trettio åren. Detta fenomen är också konsekvent när man jämför medaljvinnarna (80,45 kg) mot icke-medaljvinnarna. Det har således skett statistiskt signifikanta förbättringar under det senaste kvartsseklet inom elitprestationer på 100 m, både för män och kvinnor. En separat enkelriktad ANOVA jämförde tider för 100 m-finalen för män och kvinnor från olympiska spelen under de senaste 20 åren med Bonferroni-post hoc-analys vid behov. Det fanns betydande skillnader observerade för män och kvinnor. Post hoc-analys visade att herrarnas tider från 2012 var signifikant lägre än 1992 och 2000; med 2008 också lägre än 1992. Damernas tider från 2012 var lägre jämfört med 2000. Detta gäller inte bara medaljvinnarna i olympiska spelen, utan också deltagarna i finalerna som helhet.

Det anses att de anmärkningsvärda förbättringarna som observerades på 100 och 200 m i huvudsak beror på en enda idrottsmans prestation, Usain Bolt, som upprepade gånger bröt världsrekordet på dessa sprintdiscipliner år 2008 och 2009 genom att sänka gränserna med betydande koefficienter på 0,984 respektive 0,993. Eftersom den dramatiska nedgången av polynomlinjerna i stort sett beror på en idrottsmans prestation kan den inte tillskrivas en hel grupp idrottare. Detta fenomen har nyligen definierats som Usain Bolt-effekten och har tillskrivits längd och minskad styvhet som en följd av ökad markkontaktstid och lägre stegfrekvens, vilket båda resulterar i en fördel i relativ kraftutveckling och mekanisk effektivitet. Detta skulle inte stödja teorin om förbättring genom dopning, utan snarare den välkända möjligheten till “extrema avvikelser” som sällan förekommer i en normal fördelning av idrottare och kan märkbart förklara en förbättring i rekord.

En andra viktig aspekt är att Usain Bolt, idrottaren som dramatiskt har förbättrat både 100 och 200 m världsrekord, aldrig har testats positivt under anti-dopingkontroller, vare sig inom- eller utanför tävling, av några antidopningsmyndigheter. Tills motsatt bevis kan presenteras är detta den enda pålitliga bevis vi har för att världsrekorden slogs av en ärlig idrottare.

Resultat vid kvinnlig långdistanslöpning

Det är ett faktum att kvinnor har lägre naturliga grundnivåer av androgena hormoner jämfört med män och de borde därför faktiskt kunna dra relativt mer nytta av androgena steroid-interventioner relaterade till muskeltillväxt. Det är därför intressant att undersöka de 15 OS-grenarna i kvinnlig löpning och notera att 13 av världsrekorden har satts under eller före 1988. Vad som då är fascinerande är att oannonserade dopningskontroller endast började år 1988, vilket skulle innebära omedelbar avskräckning på grund av ökad risk för dopning (att bli avslöjad). Ytterligare korrelerande bevis på en förskjutning i dopningspraxis är den absolut massiva nedgången i damernas prestationer i friidrottslopp med fokus på snabbhet/styrka sedan slutet av 1980-talet.

Cykel

Om nyliga förbättringar i idrottsprestation har drivits av doping borde detta kunna avspegla sig genom att prestationerna i idrottsgrenar där man misstänker att doping är vanlig blir stabilare eller minskar när striktare antidoping tillämpas. I nyligen genomförda analyser av stora cykeltävlingar, inklusive Tour de France, Giro d’Italia och Vuelta A España, har exempelvis den genomsnittliga hastigheten stabiliserats eller minskat sedan införandet av förbättrade tekniker för att upptäcka användningen av exogent eytropoietin år 2005. Analyserna av cykelsporten påverkas dock också av varierande tävlingssträckor, nya areodynamiska cyklar och årliga förändringar i banor och väder – men dopingen och avsaknad av doping och dess sidoverkningar tycks vara den kanske viktigaste faktorn.

De massiva dopningsprogram som avslöjats inom professionell cykelsport antyder att cyklisternas prestationer, som uppnåddes under den kontroversiella “Epo-eran” (efter 1990), var överlägsna jämfört med vad deras föregångare presterade. Dessa prestationer undersöktes genom att utföra sex historiska studier som alla granskade arkivposter över vinnande cyklisters etapplopps- och tempoprestationer som demonstrerades i de tre europeiska Grand Tours (Tour de France, Giro d’Italia och Vuelta a España; 1903-2013), inklusive Lance Armstrongs segrar. Resultaten visade att alla cyklisters segrar under epo-åren inte utgör något undantag från den variation i hastighetsutveckling som observerats i de tre loppen över tiden, och ingen av deras prestationer visade sig vara extremfall. Detta gäller också för Armstrongs prestationer. Dessa resultat överensstämmer med resultaten av en metaanalys av erytropoietinstudier som redovisats, vilket indikerar att de ergogena effekterna av erytropoietin och bloddopning på cyklisternas aeroba prestationer och relaterade cykelhastigheter är överskattade. Avslutningsvis hävdades att iakttagelserna gör det ”överlägsna prestationer” antagandet osäkert. Man bör inse att argument som används i samtida diskussioner om effekterna av dopning inom cykelsport ofta involverar psykologiska fördomar, falska resonemang och påhitt.

Resultaten av två studier som undersökte de tre stora europeiska etapploppens historik tycks däremot stödja antagandet om överlägsna prestationer. Man undersökte genomsnittliga km/h-prestationer för cyklister som placerade sig femma i den totala ställningen i de tre touren under perioden 1990-2009. Det rapporterades att mellan 1990 och 2004 ökade cyklisternas hastighet med 0,16 km/h per år, och man observerade en minskning i hastighet med 0,22 km/h per år efter 2004. Man analyserade också genomsnittliga km/h-prestationer för cyklister som nådde de tio första platserna i den slutliga ställningen i elva europeiska lopp från 1892 till 2008, vilket inkluderade alla kända endagsklassiker samt de tre stora etapp-loppen. Man fann att i förhållande till före-erytropoietin-åren (1946–1992) visade cyklisternas prestationer under erytropoietin-åren (1993–2008) en signifikant förbättring av km/h med 6,4 procent. Slutligen kan 2-10 procent av skillnaderna i cyklisternas prestationer över åren i etapplopp och tempolopp tillskrivas andra, okända och kanske förväxlande variabler som vi ännu inte förstår. Dopning är således (bara) en av de variabler som påverkar dessa skillnader och bör ses tillsammans med andra prestationshöjande variabler, många av vilka relaterar till de omständigheter under vilka cyklister har utövat sin sport under åren. Dessa faktorer har alla bidragit till cyklisternas prestationer med åren, såsom mer gynn-samma väg- och terrängförhållanden, mindre krävande tävlingsprogram, ökad insikt från idrottsfysiologi med tillhörande sofistikerade och effektiva träningsregimer, förbättrad teknik för cyklar och tävlingsutrustning, ökad specialisering av cyklister och förbättringar inom näring och vätskeintag, vilket har lett till en förbättrad upprätthållande av cyklisternas energibalans under etapplopp. Dessutom har det inom en sociohistorisk analys av cykel-sporten beskrivits andra främjande faktorer som rör förändringar i lagorganisation och internteamdynamik, sponsorering, ekonomiska incitament och en allt djupare kommersialisering av sporten, vilket har lett till ökad hastighet i loppen från mitten av 1980-talet och framåt.

I ytterligare en artikel var målet att utvärdera medelhastighetsutvecklingen i de tre stora etapploppen inom cykelsporten för att empiriskt fastställa om utmärkt prestation inom professionell cykling på något sätt korrelerar med trenderna inom bloddopning och anti-dopning under mer än ett sekel av officiella cykeltävlingar. Data om medelhastigheten för vinnarna av Tour de France, Giro d’Italia och Vuelta a España sedan deras början samlades in. Ett linjärt samband har sedan beräknats mellan åren och medelhastigheten i km/h för varje enskilt stort cykeletapplopp, liksom för medelhastigheten för vinnarna av de tre stora cykeletapploppen under samma år. Trots att det hittades en mycket signifikant korrelation mellan åren och medelhastigheten för vinnarna av varje enskilt stort cykeletapplopp under samma år observerades ett antal differentiella trender. Enligt analysen finns det ingen korrelation mellan år och hastighet under den tidiga perioden av officiella cykeltävlingar, och detta kan troligen tillskrivas en stagnation i teknologisk utveckling (exempelvis var cyklar fortfarande mycket tunga och utrustade med en enda växel, eftersom den tvåväxlade växeln först dök upp 1933, producerad av Tullio Campagnolo). Under de följande åren, och mer specifikt under perioden 1926-1970, observerades en imponerande positiv trend, och detta kan förmodligen förklaras av stora framsteg inom teknologin för tävlingscyklar, förbättringar inom träning och näring på 1930-talet och 1940-talet, tillsammans med införandet av de första formerna av doping mellan 1950-talet och 1970-talet (amfetaminer och anabola medel). Det var också den tiden när Tommy Simpson kollapsade och dog när han klättrade uppför Mont Ventoux under den 13:e etappen av Tour de France 1967, en död som har tillskrivits användningen av amfetaminer. Det var först under det senaste decenniet som denna trend försvann och resultaten blev i stort sett planade ut. Detta sammanfaller med inrättandet av WADA och början på den moderna globaliseringen av anti-doping, vilket troligen har lett till betydande förändringar i dopningspraktiker. Dessa data tyder på att en förstärkt politik för anti-dopingtestning kan ha varit effektiv de senaste 15 åren för att minska användningen av prestationsoptimerande ämnen.

Kraftsporter

Maximal aerob och anaerob effekt är avgörande prestationsfaktorer inom de flesta idrottsdiscipliner. Många studier har publicerat effektdatabaser från elitidrottare under åren, särskilt inom löpning, cykling, rodd och längdskidåkning. En översikt definierar de nuvarande “världsrekorden” för de övre gränserna av mänsklig aerob och anaerob effekt. För närvarande kan VO2max-värden på 7,5 och 7,0 L/min hos manliga längdskidåkare respektive roddare, och/eller 90 mL/kg/min hos längdskidåkare, cyklister och löpare, beskrivas som de övre mänskliga gränserna för aerob effekt. Motsvarande värden för kvinnor ligger något under 5,0 L/min hos roddare och längdskidåkare och 80 mL/kg/min hos längdskidåkare och löpare. Extremt kraftfulla manliga idrottare kan nå 85 W/kg i hopprep (högsta vertikala effekt) och 36 W/kg i sprintlöpning (högsta horisontella effekt), cykling (ögonblicklig effekt under kraft-hastighetsmätning från stående position) och rodd (ögonblicklig effekt). På samma sätt kan deras kvinnliga motsvarigheter nå 70 W/kg i hopprep och 30 W/kg i sprintlöpning, cykling och rodd. De presenterade värdena kan tjäna som referensvärden för praktiker och forskare som arbetar med elitidrottare. Flera metodologiska överväganden bör dock tas i beaktande vid tolkningen av resultaten. Till exempel krävs kalibrerad utrustning och strikta procedurer för att säkerställa hög mätnoggrannhet och tillförlitlighet, och provtagningsfrekvensen för bedömning av anaerob effekt måste vara noggrant förutbestämd och mätt. Doping är också en potentiell förväxlingsfaktor vid tolkningen av de övre gränserna för mänsklig aerob och anaerob effekt.

Kula

Effekten av dopingpreparat på historiska prestationrekord inom sporten är öppen för tolkning och behöver empiriskt stöd. Prestanda inom som kula är främst relaterad till den kraft en idrottare kan producera. Kulstötning har som mål att “kasta” en kula så långt som möjligt under ett antal omgångar. Till skillnad från andra fältgrenar, som höjdhopp, har ingen dominerande kulteknik framträtt, med idrottare som föredrar antingen “glide” eller “spin” tekniker. Detta inslag antyder att kultekniken inte är en dominerande faktor och att historiska tekniska förändringar inte antas ha påverkat trenderna i den totala kultprestationen avsevärt. Detta förslag gör det till en idealisk uppgift att undersöka den evolutionära utvecklingen av idrottsprestationer under det senaste århundradet, eftersom få yttre ingripanden, förutom möjligtvis användningen och testningen av dopingpreparat, troligen har påverkat prestationen över tid. Kula är också en gammal idrottsgren där prestandadata finns i de tidigaste resultatlistorna från internationella tävlingar, vilket innebär att långa historiska trender i kultprestation kan undersökas. Dessa frågeställningar behandlades här genom att bedöma om en dubbel sigmoidmodell kunde detektera minskningar i idrottsprestationer som tillskrivs införandet av dopningstestprotokoll. Resultaten av kulstötand av de 25 bästa manliga och kvinnliga kultkastarna sedan slutet av 1800-talet modellerades med en dubbel sigmoid. Granskning av rådata visar följande:

prestanda i herrarnas kula verkar initialt utvecklas långsamt, medan damernas resultat tycks förbättras i en snabbare takt.

prestanda för både män och kvinnor tycks nå sin höjdpunkt under 1980-talet innan de avtar och planar ut.

höjdpunkten i damernas utveckling verkar vara mer uttalad än i herrarnas utveckling.

det påvisas prestandanedgångar som framträder under åren för första och andra världskrigen.

Förstafasens accelerationstoppar för herrarnas och damernas kulstötning nåddes 1981 respektive 1986, sammanfallande med framväxten av systematiska dopningsprogram. Prestanda i kula för män och kvinnor genomgick en andra fas av minskning på 5,3 m och 8,9 m år 1991 respektive 1994. Prestandamineringen för damernas kula var nästan dubbelt så stor som för männen, men mycket av denna skillnad berodde på minskad massa av kulan. Om man kontrollerar för förändringar i massa verkar prestationen i damernas kula minska i större utsträckning än för männen, baserat på råa energiberäkningar. Den dubbla sigmoidmodellen visar också en andra fas av minskning i kulprestationer. Denna datafunktion tillskrevs förbättrade dopningstestprotokoll och en följande minskning av dopning. Antagandet är att dopningstestprogrammen för kulstötare har varit framgångsrika och minskat användningen av dopning inom den sporten.

Den maximala andra fasen av prestandanedgången i damernas resultatutveckling förutsägs vara 70 procent mer än den förutsedda andra fasen av prestandanedgången hos männen. En anledning till denna stora variation är skillnaden i massa mellan mäns och kvinnors kula. Massan för damernas kulor (4 kg) är nästan hälften av männen (7,26 kg). Enligt Newtons andra rörelselag, om idrottaren kan generera en ökning av drivande impuls, kommer accelerationen av ett tyngre stöt att vara proportionellt mindre, och ökningen av projicerad distans kommer att vara mindre. Startvinkeln för stötarna antogs vara 38° och start höjden antogs vara 2,20 m för män och 2,07 m för kvinnor, eftersom dessa parametrar är typiska värden som observerats i elitprestationer inom kulstötning. Det kan ses att den förutsedda minskningen i damernas prestanda på grund av införandet av bättre dopningstestprotokoll är cirka 10,37 Ns eller 13,80 procent. Detta tal är fortfarande högre jämfört med mäns minskning av prestanda på 8,55 Ns eller 7,58 procent. Resultaten tyder på att anti-dopningsåtgärder har haft större effekt på kvinnors prestationer än mäns. Kvinnors fysiologi med konstgjort höjda testosteronnivåer kan förklara detta; de normala nivåerna av testosteron hos kvinnor är generellt flera gånger lägre än hos män. Början av denna andra fas av nedgång sammanfaller med de första testningsprocedurerna för anabola steroider vid Olympiska spelen i Montreal 1976. Åtta idrottare testade positivt för anabola steroider vid de olympiska spelen.

Den maximala prestandan i kulstötning år 2012 skulle nå 26,68 m i herrarnas tävling och 37,12 m i damernas tävling om andra fasen av den dubbla logistiska modellen uteslöts. Den underliggande globala utvecklingen av idrottsprestationer som modelleras i den första fasen av den dubbla logistiska modellen tycks fortfarande förbättras och kommer inte att nå 99,9 procent av det förutsagda taket förrän år 2167 i herrarnas tävling och 2183 i damernas kulstötning. Vid första anblicken kan det övre gränsen för damernas prestation i kulstötning verka orimlig. Dock, baserat enbart på Newtons andra rörelselag, kommer ett lättare skott att färdas längre om det drivs med samma kraft. I teorin, och med förbigående av luftmotstånd, kommer en kulstötare som stöta en 7,26 kg kula 26,68 m att stöta en 4 kg kula 48,42 m. Därför verkar en maximal prestation på 37,12 m i damernas tävling inte vara en oskälig förväntan. Det bör emellertid noteras att det finns en hög grad av osäkerhet när man extrapolerar gränser från någon modell som är baserad enbart på historiska prestandadata. Detta beror på att det är omöjligt att ta hänsyn till eventuella framtida faktorer och händelser som kan påverka prestationen.

Damernas diskus

Världsrekordet i damernas diskus på 76,80 m sattes år 1988. Trots ökade prispengar samt modern medicinsk och fysiologisk träningskunskap har de genomsnittliga bästa diskuskasten i världen de senaste 10 åren varit 68,29 m – en minskning på cirka 12,5 procent jämfört med genomsnittlig ledande diskuskastning för kvinnor under 1980-talet. Denna analys är nästan densamma när man undersöker andra snabbhets-/styrkegrenar inom damernas friidrott och jämför prestationerna över tid.

Baseboll

Anabola steroider har varit förbjudna för Major League Baseball (MLB)-spelare sedan 1991. Trots detta införde MLB inte någon övergripande testpolicy för doping förrän 2003. Dessutom var straffen för att testa positivt för något dopingpreparat vid den tiden inte betydande (10 matchers avstängning för första förseelsen, ett års avstängning för fjärde förseelsen och livstidsavstängning från MLB för femte förseelsen).

Med publiceringen av Mitchell-rapporten den 13 december 2007 och den omgivande mediebevakningen under åren före detta, blev dopingtestningen i MLB dock strängare (antalet olika anabola steroider som testades ökade, det obligatoriska antalet tester per säsong för varje spelare ökade från ett till två samt att slumpmässiga tester infördes) och straffen för att testa positivt blev hårdare. Mitchell-rapporten, som överlämnades till MBL:s styrande organ, identifierade 89 tidigare och dåvarande MLB-spelare som misstänktes ha dopat sig någon gång under sin karriär. Rapporten tillade också att på grund av bristande samarbete i utredningen fanns det spelare som troligen inte upptäcktes. “Steroideran” inom Major League Baseball (MLB) var således en tid då dopningstestning för prestations-optimerande droger (PED) inte utfördes rutinmässigt.

Det har undersökts om det fanns något samband mellan “steroideran” och antalet home runs (HR), slaggenomsnitt och isolerad kraft (ISO) hos MLB-spelare. Data om home runs, slaggenomsnitt och ISO från 1973 till 2012 samlades in och analyserades. Data från “steroideran” 1993-2002 jämfördes med tiden före “steroideran” 1973-1982, 1983-1992 och tiden efter “steroideran” 2003-2012. Det fanns ingen statistiskt signifikant ökning av antalet home runs (HR) som slogs av American League (AL), National League (NL) eller totalt inom MLB. Det fanns ingen statistiskt signifikant ökning av ISO eller högsta enskilda spelares HR-totals under “steroideran”. Det fanns däremot avsevärt fler spelare som slogs 40 eller fler HR per säsong under perioden 1993-2002 jämfört med de andra tidsperioderna. Under alla tidsperioder fanns det ingen signifikant förändring av slaggenomsnittet. Således fanns det enbart en signifikant ökning av spelare som slogs mer än 40 HR på en säsong under “steroideran” jämfört med före och efter denna tidsperiod.”

Förklaringar till förbättrade idrottsresultat över tid

Går man längre tillbaka i tiden kan förändringar i elitidrottens prestationer sedan 1890-talet däremot i första hand tillskrivas samhällsförändringar orsakade av den industriella revolutionen och globaliseringen som överlagts på årtusenden av mänsklig evolution. Den ekonomiska förändringen som följde på industrialiseringen ledde till en välfärdsutveckling som gjorde det möjligt för många, många fler att över huvud taget att delta i idrott.

Det kan finnas flera möjliga förklaringar till förbättrade resultat. För det första kan resultaten för 5000 m tolkas som konsekventa med hypotesen att förbättrad dopingtestning har begränsat elitidrottarnas förmåga att manipulera sitt syretransportsystem med EPO (eller andra tekniker för att förbättra syretransport under träning) sedan mitten av 2000-talet. Dessa observationer är också i stort överensstämmelse med nyliga hastighetstrender i elitcykeltävlingar. Denna tolkning kan också tillämpas på resultaten för 10 000 m, men endast när de snabbaste tiderna beaktas. Å andra sidan visar data för maraton att löphastigheten fortsätter att förbättras under samma tidsperiod tillsammans med fler totala elitprestationer och världsrekord.

Dessa observationer utmanar idén att hastighetsstabiliseringen som ses på 5000 m-bana och i de så kallade “Grand Tours” i cykling beror främst på bättre dopingstestning och minskad användning av prestationshöjande substanser. En andra möjlig tolkning är att världsklassprestationer håller på att stabiliseras och närmar sig en fysiologisk övre gräns, som har föreslagits för exempelvis (odopade) tävlande hundar och hästar. När det gäller maraton föreslår flera empiriska uppskattningar och fysiologiska modeller att rekordet är relativt långsamt jämfört med tider för 5000 m och 10 000 m och att det därför finns en förbättringspotential inom de fysiologiska ramarna. I detta sammanhang är det intressant att notera att topphastigheter inte har minskat för de kortare loppen utan endast stabiliserats.

Det tredje förslaget till tolkning fokuserar på de förändrade ekonomiska incitamenten inom professionell långdistanslöpning. Prispengarna för topprestationer i maraton har ökat. Specificerat var år 1980 den högsta totala prissumman för något maratonlopp 50 000 amerikanska dollar medan lite över två decennier senare det första miljonbeloppsloppet sprangs. Dessa incitament kan locka en starkare grupp av tävlande att “gå upp” och satsa på maraton och avstå från rekordförsök på kortare distanser. Detta leder till mer konkurrens-kraftiga lopp bland de främsta löparna på de stora maratonloppen, vilket ytterligare kan driva upp prestationsnivån.

Dessutom arrangeras nu de mest prestigefyllda maratonloppen på ett sätt som är utformat för världsrekordförsök, inklusive användningen av löpare som hjälper till att hålla tempot (”harar”). På samma sätt har användningen av farthållare varit utbredd i lopp på banan i många år, och många toppidrottare har bonusprogram och andra ekonomiska incitament från sponsorer som belönar snabba tider på kortare distanser än maraton, även om det inte leder till rekord.

En begränsning i analyser av detta slag utgörs av att man inte vet om förbättrade tränings-metoder eller utrustning (skor, banor med mera) kan ha bidragit till de trender som rapporteras. Dessutom, även om idéer om träning har förfinats, är det inte känt i vilken utsträckning dessa har antagits av elitidrottare, särskilt av de från Östafrika. Denna syn skiljer sig från de stora förbättringarna av utrustning inom cykelsporten, inklusive användningen av avancerade material och förbättrade aerodynamiska design för att konstruera snabbare cyklar där i princip alla har tillgång till materialförbättringarna i de professionella lagen och där lag från fattiga länder mycket sällan ingår.

En sista oro när ämnet doping tas upp är relaterad till det som kan kallas den kontinuerliga “katt-och-råtta”-leken mellan de som försöker upprätthålla reglerna med förbättrad testning och de som försöker kringgå dem. Detta har lett till spekulationer om att exempelvis idrottsutövare kan dosera erytropoietin i små mängder på ett sätt som uppnår höga prestandanivåer och ändå undviker positiva dopingtester. Det finns också omfattande spekulationer om användningen av mindre eller oidentifierade ämnen och så kallade designerpreparat, det vill säga analoger av förbjudna preparat där analogerna har samma effekt som de ursprungliga men ännu inte ingår i den vanliga analysarsenalen. Förespråkare för dessa åsikter har hävdat att medan doping anses vara utbredd är antalet positiva tester vid stora tävlingar ganska lågt. Motargumentet är att det låga antalet positiva resultat visar att testningen fungerar och avskräcker från doping.

Bristen på hårda data om den verkliga förekomsten av doping och hur den har påverkats eller inte har påverkats av förbättrad testning är okänd. Det är emellertid tydligt att anonyma frågeundersökningar tyder på att den verkliga förekomsten av doping är mycket högre (14-39 %) än den 1-2-procentiga andelen positiva tester föreslår. Detta är tydligt ett område inom idrottssociologi som kräver ökad uppmärksamhet. Det bör också noteras att sociologin kring dopingfenomenet tillsammans med de pågående incitamenten att dopa sig är komplex.

Prestationsgränser för löpning

Mänskliga övre prestandagränser inom 100-meterslöpning förblir föremål för debatt. Syftet med denna kommentar var att belysa sårbarheterna i prognoser baserade på historiska trender genom att belysa de mekaniska och fysiologiska begränsningar som är förknippade med mänsklig sprintprestation. Flera faktorer arbetar emot idrottaren med ökad sprintfart; exempelvis ökar luftmotstånd och bromskraft i varje steg samtidigt som markkontaktstiden vanligtvis minskar med ökande löpfart. Dessutom minskar muskelkraftproduktionen med ökad kontraktonshastighet.

Individuell kroppslängd (benlängd) begränsar kraftigt steglängden, vilket innebär att träning av senior sprinters med optimerad teknik främst måste riktas mot att förbättra stegfrekvensen. Mer muskelmassa innebär mer kraft och därmed större markreaktionskrafter vid sprint. Men när idrottaren blir tyngre ökar också energikostnaden för att accelerera den massan. Detta förklarar troligen varför kroppsmasseindex bland världsklassprinters visar låg variabilitet och genomsnitt 23,7 ± 1,5 och 20,4 ± 1,4 för manliga och kvinnliga sprinters, respektive. Utvecklingen av prestanda hos världsklassidrottare indikerar att cirka 8 procent förbättring från 18 års ålder representerar den nuvarande maximala tränbarheten för sprintprestationer. Dock är dopning en stor förväxlingsfaktor i samband med sådana analyser, och tillgänglig evidens tyder på att vi redan är mycket nära “citius slutet” av 100-meters sprintprestation.

Samtidigt med tidsminskningstrenden över 100 m för män noterade vi att fler idrottare från Västindien kom in på årliga topplistor över de 20 bästa. Därför kan förändrade förhållanden gällande träning för dessa idrottsutövargrupper bidra till de konstaterade utvecklingarna.

Förutsägelse av ytterligare förbättringar (år 2002)

Begränsningsfaktorer för toppidrottsprestation och de psykofysiologiska mekanismerna som är involverade förblir kontroversiella. Målet med en studie var att försöka förutsäga världsrekord (WR) för de närmaste tio åren inom fem löpgrenar. Förutsägelse togs fram med hjälp av datorstödda matematiska modeller. En polynom beräknades som den som bäst kunde approximera de WR som gällde de senaste decennierna och projicerats över perioden 2000-2010. De förutsedda värdena för år 2010 pekade på en förbättringstakt för de berörda WR som varierar mellan 0,2 och 10,3 procent, beroende på gren och kön. Författarna hävdade att dessa värden kan påverkas av användningen av bättre idrottsutrustning, bättre näring och träning och särskilt av effekterna av dopning och antidopingåtgärder.

Specifika dopingpreparat som förklaring till förbättrade löpresultat

Löpningsresultat i förhållande till hGH och IGF-1

Enligt en vanlig hypotes behöver idrottare först bekanta sig med de läkemedel de vill missbruka. Dess hantering är vanligtvis bara känd för medicinska ändamål. Så den dopningsrelaterade användningen av läkemedlet och dess integrering i träningsprocessen tar tid att optimeras. År 2008 är det år då man först noterade en betydande förändring över 100 m, men IGF-1 godkändes 2005. Intressant nog upptäckte man de första tecknen på en erytropoietineffekt 1992, även om det kom in på den amerikanska marknaden 1989. Dessutom visar undersökningen av antalet idrottare som sprang de 20 snabbaste tiderna varje år över 100 m en minskning från tio år 2005 till fyra år 2006 och elva idrottare sprang de snabbaste tiderna 2011. Det ansågs att denna progression illustrerar en långsam integration: IGF-1 missbruk började med ett litet antal idrottare och är nu integrerad i världseliten inom friidrottssprint. Inducerad av effekten som upptäcktes över 100 m för kvinnor misstänktes det att kvinnliga idrottare också använde IGF-1. Även så verkar det vara mindre fördelaktigt för kvinnor, eftersom det inte finns någon parallell effekt över 200 m. Dessutom försöker idrottare vanligtvis leverera topprestationer under olympiska spel.

För kvinnor över 100 m och 200 m, är 2008 – året för Olympiska spelen i Peking – det lägsta. Å andra sidan har männen sina kortaste löptiden år 2011 och det finns ett lokalt maximum år 2008 över 200 m. En studie visade att kvinnor svarade med en mindre ökning av IGF-1-nivåer, även om de fick en större dos av hGH jämfört med män. Hittills är det inte känt om behandling med IGF-1 leder till könsskillnader i den relaterade fysiologiska reaktionen. Däremot kan könsskillnader hittas för serumnivåerna av IGF-1.

IGF-1 skulle inte vara den enda dopningssubstans med olika effekter beroende på kön. Till exempel visar en analys av damernas och herrarnas kulstötning större effekter för kvinnliga kulstötare.

Anabola steroider och erytropoietin

Om man betraktar hela perioden från införandet av anabola steroider till början av utom tävlingstester, beräknades en effektstorlek på 3,482 för män från den tidigare effektens början 1961 till 1988 och 5,154 för kvinnor från 1966 till 1988. Franke och Berendonk nämnde att enorma effekter, särskilt hos kvinnliga idrottare, noterades på 1970-talet under de systematiskt organiserade dopningsansträngningarna i Östtyskland. Anabola steroider och erytropoietin är de mest kända dopningsämnena och de exemplen som presenterades redovisar enorma effektstorlekar. Anabola steroider hade en effekt på 3,177 under tio år i damernas kulstötning och erytropoiein 1,925 under en femårsperiod i herrarnas 5000 m. Båda missbrukades inom olika idrottsgrenar.

Numera är bloddopning, inklusive potentiellt missbruk av erytropoietin, utbrett bland idrottare oavsett framstegen inom testning. Detta överensstämmer väl med uppfattningen om att införandet av erytropoietintestning inte hade någon djupgående effekt. Jämfört med utom tävlingstestning för anabola steroider ledde detta till en tydlig minskning av prestationer som visas genom det aritmetiska medelvärdet av de 20 bästa idrottarna varje år. De beräknade effektstorlekarna för kortdistanslöpning från 2001 till 2011 är inte lika stora, men fortfarande tillräckligt stora för att uppmuntra andra idrottare att missbruka IGF-1. IGF-1 kan definitivt också vara effektivt när det gäller friidrott inom hoppgrenarna, även om analysen av längdhopp och höjdhopp inte visar några nyligen signifikanta utvecklingar, men ytterligare undersökningar kan vara nödvändiga. Således skulle den officiella introduktionen av det utvecklade testförfarandet för IGF-1 möjligen kunna förhindra spridningen av missbruk av IGF-1 inom professionell idrott.

Dessutom är det också tveksamt att påstå att användningen av hGH och/eller IGF-1 förklarar effekten på 100 m-prestationen mellan 2006 och 2011, eftersom det klart har erkänts att idrottare har missbrukat hGH för dess anabola effekter sedan början av 1980-talet, medan det första testet inte infördes förrän 2004. Därför är det mycket mer troligt att missbruket av hGH var vanligt före 2006, och inte efteråt. En identisk bedömning kan göras avseende möjligt missbruk av IGF-1, eftersom detta ämne dök upp på svarta marknaden långt tidigare än 2006.