Hög puls och mjölksyra hos arbetande islandshästar

Vilken arbetskapacitet har egentligen en islandshäst? Vad är mest belastande, hög hastighet i olika gångarter eller vikten av en tung ryttare?

Fyra olika studier om islandshästens fysiologi presenteras i avhandlingen, Physiological responses to exercise in the Icelandic horse, vid SLU (Sveriges lantbruksuniversitet). Det är första gången som den populära rasen islandshäst studeras när det gäller påverkan av arbete, som till exempel ridmomentet under avelsvärderingen eller ett tävlingslopp i flygande pass.

Guðrún Stefánsdóttir har studerat islandshästars förmåga kring fyra olika frågeställningar; effekter av ridmomentet i avelsvärderingen, skillnaden i arbetsbelastning mellan tölt och trav, effekter av passlopp och effekter av ryttarens vikt.

Hingstarna klarade hårdare jobb

Hur islandshästen belastas under ridmomentet under avelsvärderingen har undersökts inom forskningen.Foto: Guðrún Stefánsdóttir

I den första studien undersöktes ston och hingstar, totalt 266 hästar, i samband med avelsvärderingen på Island. Efter ridmomentet, som reds på en sträcka av 2,9 km med en medelhastighet på 17,8 km/h, mätte Guðrún Stefánsdóttir puls, mjölksyra och röda blodkroppar hos hästarna. 

De flesta hästarna i studien hade hög genomsnittlig puls och arbetade över mjölksyratröskeln. Guðrún Stefánsdóttir kunde även konstatera att hingstarna, trots att de reds i högre hastighet, hade lägre puls och mjölksyrakoncentration än stona.
Dessutom fann hon att hingstarna hade högre andel röda blodkroppar i blodet, som vittnar om syrebärande kapacitet, än de ston som deltog. Kunskapen kan användas för att utveckla träningsprogram i syfte att förbättra islandshästarnas arbetskapacitet.

Genom blodprov uppmättes mjölksyranivån hos hästarna. Foto: Guðrún Stefánsdóttir

Till skillnad från andra hästraser kan islandshäst röra sig i upp till fem olika gångarter. Förutom skritt, trav och galopp, kan de också tölta (en 4-taktig gångart utan svävningsfas) samt i vissa fall springa i pass.

I den andra studien ville Guðrún Stefánsdóttir jämföra hur krävande islandshästens tölt är jämfört med trav. Åtta hästar deltog och de reds i såväl långsam som snabb trav respektive tölt.

Mätningarna gav svar att tölten möjligtvis är mer arbetskrävande än trav men det behövs fler studier för att ännu bättre förstå hur till exempel hästarnas skicklighet och fysiska form påverkar och också hur underlaget, tempot och distansen påverkar.

Flygande pass krävande tävlingsform

I den tredje studien mätte Guðrún Stefánsdóttir belastningen hos islandshästar när de tävlar i snabb passgång, så kallad ”flygande pass”. Det är den äldsta tävlingsformen man känner till på Island och som fortfarande utövas. Tävlingar i flygande pass rids över 100 meter och hastigheten ligger på cirka 10 m/s.

Inom studien simulerades passlopp för nio hästar som alla har tävlat inom grenen. Såväl puls som mjölksyrakoncentration var hög efter genomförda lopp, och det var uppenbart att hästar med hög anaerob (syrefri) kapacitet kunde prestera bättre i flygande pass. Efter varje lopp behövde hästarna mer än 30 minuter på sig för att återhämta puls, andning, mjölksyrakoncentration och temperatur.

Hur påverkas islandshästar av ryttarens tyngd? Inom studien användes blyvikter för att öka på vikten. Foto: Sveinn Ragnarsson

Islandshästen är en relativt liten häst, cirka 140 cm hög och 350 kg tung, men rids oftast av vuxna personer. Det har inom sporten diskuterats om hästarna påverkas negativt av en lång och kanske även tung ryttare.  

Den fjärde studien i Guðrún Stefánsdóttirs avhandling handlar därför om hur hästarna påverkas av ryttarnas tyngd. Hästarna reds med olika vikt, från 20 procent av sin kroppsvikt och upp mot 35 procent.

Det var samma ryttare som red och viktökningen gjordes med blyvikter som sattes fast på sadeln.

Mätningarna visade att visst ökade puls och mjölksyrakoncentration i takt med ökad vikt hos ryttaren, och ett intressant fynd var att hästens ryggmuskulatur verkade spela en roll.  Ju bättre utvecklad ryggen var, desto tyngre ryttare kunde de bära innan de nådde sin mjölksyratrsökel. Det här kan betyda att hästar med ”smal” rygg möjligen inte kan arbeta lika länge i vissa (högre) hastigheter som hästar med lite bredare rygg.

Läs mer om de fyra delstudierna kring islandshästens arbete under Veta mer-fliken.

Forskningsprojekt: Physiological responses to exercise in the Icelandic horse,  Guðrún Stefánsdóttir, institutionen för husdjurens utfodring och vård, SLU

Forskningen är finansierad av: The Stock Protection Fund of the Icelandic horse, The Developmental Fund of the Icelandic Horse Breeding, The Pálmi Jónsson Natural Conservation Fund, Holar University College, Iceland och Institute for Experimental Pathology at Keldur.

Fyra studier om islandshästens arbete

Islandshästen har, sedan den kom till Island med människan för ca 1000 år sedan, använts som rid- och packdjur. Sedan ungefär 65 år tillbaka sker också ett målmedvetet internationellt avelsarbete för att utveckla den som ridhäst.

Viktiga mål är att hästarna under ridning skall röra sig lätt, i ren takt och med långa steg och höga frambensrörelser i de olika gångarterna och dessutom kunna visa gångarterna i olika hastigheter.

1. Effekter av ridmomentet i avelsvärderingen

Ett ridmoment ingår därför i avelsvärderingen av såväl hingstar som ston. I den här studien undersöktes det arbetsfysiologiska svaret hos 266 privatägda islandshästar som deltog i en avelsvärdering på Island. Momentet tog i genomsnitt drygt 9 min att utföra och hästarna avverkade under den tiden en sträcka på 2,9 km med en medelhastighet på 17,8 km/h.

Den genomsnittliga vikten på ryttare (plus sadel) var 27,5 procent av hästarnas kroppsvikt. Medelpulsen var 184 slag/min, toppulsen 224 slag/min och mjölksyrakoncentrationen efter ridmomentet 18 mmol/l. Mer än en tredjedel av ridmomentet utfördes vid en puls över 200 slag/min. Hingstar hade lägre puls och mjölksyrakoncentration än ston trots att de reds i högre hastighet. Hingstar hade också en högre andel röda blodkroppar i blodet (indikator på syrebärande kapacitet) än ston.

Åldern (variation från 4 till 11 år) hade nästan ingen betydelse för det arbetsfysiologiska svaret men 4-åringar hade lägre andel röda blodkroppar än äldre hästar. Det fanns ett positivt samband mellan hästarnas poäng för ridbarhet och mjölksyrasvaret och andelen röda blodkroppar, d.v.s. poängen för ridbarhet ökade med mjölksyrakoncentrationen och andelen röda blodkroppar efter ridmomentet.

Sammanfattningsvis visar studien att ridmomentet i avelsvärderingen för islandshästar är ett högintensivt arbete och att stor aerob kapacitet kan påverka bedömningen i positiv riktning. Den här kunskapen bör användas för att utveckla träningsprogram som utvecklar islandshästars aeroba kapacitet.

2. Jämförelse mellan tölt och trav i tre hastigheter

Det behövs i allmänhet mer träning för att få en islandshäst att tölta i ren takt med lätthet och balans en längre sträcka med ryttare än att trava och det har därför föreslagits att tölt kan vara en mer fysiskt krävande gångart än trav, men det har hittills inte undersökts. I den här studien har det arbetsfysiologiska svaret i trav och tölt jämförts hos åtta välutbildade skolhästar (ålder 13-18 år) på Holar University College.

Jämförelsen gjordes på en sträcka om 642 m och i samma hastighet. Tre olika hastigheter undersöktes, från ”långsam” trav och tölt (3 m/s) till en hastighet då traven kan betraktas som ”ganska snabb” (5 m/s, nära gränsen för vad många islandshästar klarar i trav, men tölta kan de göra snabbare).

Hästarna gjorde testen två gånger, med två olika ryttare. Ryttarna hade instruktioner att rida med så lite hjälper som möjligt. Viktbelastningen (ryttare plus sadel) motsvarade i genomsnitt 27,5 procent av hästarnas kroppsvikt. Resultaten visade att hästarna inte bildade någon större mängd mjölksyra i någon av gångarterna så länge hastigheten var lägre än 5 m/s men att mjölksyratröskeln överskreds något vid den högsta hastigheten.

Studien visade också att om det fanns några statistiska skillnader mellan trav och tölt i det arbetsfysiologiska svaret så var de mycket små, nästan försumbara. Det skillnader som observerades pekade dock alla i samma riktning, d.v.s. att tölt krävde mer arbete och kanske mer anaerobt arbete (mjölksyrabildande).
Dessa observationer är också logiska, eftersom studien visade att stegfrekvensen var högre i tölt än i trav (94 steg/min i trav jämfört med 106 steg/min i tölt), d.v.s. fler muskelkontraktioner måste göras i tölt än i trav.

3. Effekter av ett simulerat passlopp

I den här studien simulerades ett lopp i 100 m flygande pass. Nio hästar som tränats för passtävlingar användes. Alla hästar utom en hade också sedan flera år tidigare passrekord noterade i den internationella tävlingsdatabasen (i stamboken, www.worldfengur.com) och 14 dagar innan studien gjordes deltog alla hästar i en riktig passtävling. Det simulerade loppet genomfördes två gånger med två olika ryttare (vikt inklusive sadel motsvarande 28,1 procent av kroppsvikten) och med 3 dagars vila mellan.
I denna typ av passtävling har ekipagen två försök att få en godkänd tid på 100 m (loppet har flygande start, d.v.s. ekipagen har 50 m på sig fram till startlinjen att accelerera och komma in i rätt gångart). Alla hästar i studien lyckades att få minst ett godkänt försök.

Hastigheten under loppen var 10,4 m/s och det gick lika snabbt i det andra försöket som i det första. Medelpulsen under loppen var 98 procent av hästarnas observerade maxpuls och mjölksyrakoncentrationen var 12 mmol/l efter det första försöket och 18 mmol/l efter det andra. Det fanns ett negativt samband mellan hästarnas mjölksyrakoncentration under det simulerade loppet och deras rekord i den internationella tävlingsdatabasen, d.v.s. ju bättre rekord (kortare tid på 100 m) desto högre mjölksyrakoncentration i loppet.

Andelen röda blodkroppar i blodet var ganska låg (ca 44 %) om man jämför med andra kapplöpningshästar (som kan ha över 60 procent). De här resultaten visar att det är den anaeroba kapaciteten (den som sker utan syre) som är avgörande för passhästens prestation. Att snabba hästar bildar mycket mjölksyra är logisk eftersom de snabbaste muskelfibrerna får sin energi från en metabolisk process som innebär att mjölksyra bildas.
Studien visade också att hästarnas maxpuls sjönk med stigande ålder, d.v.s. maxpulsen sjönk med 8 slag/min för varje 5 års ökning i åldern. Hög ålder skulle därför kunna påverka prestationen negativt (förmågan att arbeta aerobt, d.v.s. med god syreförsörjning) men våra resultat antyder dock att detta inte behöver vara en begränsning eftersom anaerob energiförsörjning verkar vara viktig. Detta antagande kan man också finna stöd för i medelåldern på de tio bästa hästarna i de fem senaste världsmästerskapen, som är 13 år, och från en annan studie där tränare uppger att den bästa ålder för en passhäst är mellan 11 och 16 år.

Hästarna i den här studien behövde mer än 30 minuter på sig för att återhämta puls, andning, mjölksyrakoncentration och rektaltemperatur. Sammanfattningsvis visar studien att ett 100 m passlopp är ett högintensivt arbete och att förmågan att rekrytera snabba muskelfibrer och bilda mycket mjölksyra är viktigt för prestationsförmågan.

4. Effekter av ryttarens vikt på det arbetsfysiologiska svaret

Det har i olika sammanhang diskuterats hur mycket en islandshäst egentligen orkar bära men det har hittills inte funnits några studier på det. I den här studien fick åtta hästar genomföra ett arbetstest där ryttaren och sadelns vikt succesivt ökades (med hjälp av blyvikter) från 20 procent av hästens kroppsvikt, till 25, 30 och 35 procent. I ett sista steg av testet togs vikterna bort och hästen bar 20 procent en andra gång.

Detta steg utfördes för att bedöma i vilken utsträckning arbetstestet visade effekten av den akuta viktsbelastningen (varje stegökning) och inte den ackumulerade effekten av hela testet. Det avslutande steget visade också att mätvärden som puls och andel röda blodkroppar (som i stor utsträckning speglar den akuta arbetsbelastningen) gick tillbaka till samma nivå som i början av testet. Åtta välutbildade skolhästar från Holar University College användes och alla viktsbelastningar testades i tölt (5,4 m/s) under 642 m med 5 min paus mellan (för påsättning av vikter och blodprovstagning).

Pulsen ökade linjärt med ökad viktsbelastning och mjölksyrakoncentrationen ökade exponentiellt. Det här mönstret är känt sedan tidigare från liknande tester på andra hästar men där man istället för att öka vikten som hästarna bär vanligtvis ökar hastigheten.
Den intensitet (hastighet eller annan belastning) där man observerar en snabb ansamling av mjölksyra i blodet (vid 4 mmol/l) brukar kallas för mjölksyratröskeln. Arbetets intensitet avgör hur länge arbetet kan pågå och arbeten under mjölksyratröskeln kan i teorin pågå i flera timmar (sedan kan mentala aspekter sätta stopp tidigare). Arbeten vid eller över mjölksyratröskeln kan inte pågå i flera timmar (snarare minuter) utan återhämtning, eftersom musklernas arbetsförmåga påverkas av bland annat mjölksyrabildningen. Hur fort musklerna påverkas beror bland annat på hur vältränad individen är men också på andra individuella egenskaper.

I den här studien kunde vi skatta en mjölksyratröskel i form av en viktsbelastning. Vid viktsbelastningen 22,7 procent nådde hästarna i genomsnitt 4 mmol/l men det var en stor individuell variation (17- 27,5 procent). Det fanns ingen koppling mellan hästarnas storlek och mjölksyratröskeln men formen på ryggen verkade spela roll. Ju smalare över ryggen desto lägre mjölksyratröskel.

Det var nog inte bara vikten i sig som gjorde att mjölksyrakoncentrationen ökade med ökad viktsbelastning. Hästarna minskade också steglängden och för att hålla samma hastighet måste sålunda stegfrekvensen öka. Det innebär att hästarna gjorde fler och snabbare muskelkontraktioner vilket också kan öka mjölksyrabildningen. Hästarna hade återhämtat puls och andning inom 30 minuter men mjölksyrakoncentrationen var fortfarande något högre än före testet.

Hästarnas koncentration av två specifika muskelenzymer (CK och AST, som kan användas som indikatorer på muskelskada) mättes före och 2 dagar efter testet. Resultaten visade inga signifikanta effekter av arbetet. Alla hästar genomgick också en klinisk undersökning både före och 2 dagar efter testet och inga nya, större kliniska fynd gjordes dagarna efter testet.

Sammanfattningsvis visade studien att denna grupp av hästar klarade testet bra och att de kunde arbeta med huvudsakligen aerob energiförsörjning upp till en viktsbelastning om 22,7 procent men att den individuella variationen var stor. Hästens storlek verkade inte vara avgörande för det arbetsfysiologiska svaret men eventuellt kan en välutvecklad ryggmuskulatur vara viktig för att en islandshäst skall kunna bära tyngre ryttare under en längre tid.

Hur påverkas islandshästen av arbete?

Physiological responses to exercise in the Icelandic horse  - Guðrún Stefánsdóttir, avhandling, institutionen för husdjurens utfodring och vård, SLU 2015-09-10