হার্ট রেট রিজার্ভ জোন কি প্রকৃত মেটাবলিক থ্রেশহোল্ডের সাথে মেলে?

কারভোনেন পদ্ধতির মাধ্যমে নির্ণয় করা হার্ট রেট রিজার্ভ (HRR) ফর্মুলা সামগ্রিক জনগোষ্ঠীর ক্ষেত্রে মেটাবলিক কাজের তীব্রতার একটি আনুমানিক ধারণা দেয়, তবে এটি প্রায়শই ব্যক্তির সুনির্দিষ্ট ভেন্টিলেটরি ও ব্লাড ল্যাকটেট থ্রেশহোল্ডের সাথে হুবহু মেলে না [2, 17]। দলের গড় মানে সুনির্দিষ্ট প্যাটার্ন দেখা গেলেও, ফিটনেস লেভেল, লিঙ্গ এবং শারীরিক স্বাস্থ্যভেদে থ্রেশহোল্ড হার্ট রেট ব্যক্তির ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয় [8, 11, 19]। কঠোরভাবে স্ট্যান্ডার্ড HRR শতাংশের ওপর নির্ভর করার কারণে ক্রীড়াবিদ ও ক্লিনিক্যাল রোগীরা প্রায়ই তাদের কাঙ্ক্ষিত মেটাবলিক ডোমেনের চেয়ে বেশি বা কম তীব্রতায় প্রশিক্ষণ নিয়ে থাকেন [8, 14, 17]।

তিনটি মেটাবলিক ডোমেনের মডেল

এন্ডুরেন্স এক্সারসাইজ ফিজিওলজিতে কাজের আউটপুটকে দুটি শারীরবৃত্তীয় সীমারেখার মাধ্যমে তিনটি প্রাথমিক মেটাবলিক ইনটেনসিটি ডোমেনে ভাগ করা হয় [19]:

1. মডারেট ডোমেন (Moderate Domain): প্রথম ভেন্টিলেটরি থ্রেশহোল্ড (VT1) বা প্রথম ল্যাকটেট থ্রেশহোল্ডের (LT1) নিচের তীব্রতার কাজ [19]। এই ডোমেনে রক্তের ল্যাকটেট বেসলাইনের কাছাকাছি থাকে (প্রায়শই বেসলাইন থেকে 0.5 mM-এর কম বৃদ্ধি হিসেবে সংজ্ঞায়িত) এবং ফ্যাট অক্সিডেশন বেশি থাকে [5, 17]।
2. হেভি ডোমেন (Heavy Domain): প্রথম মেটাবলিক থ্রেশহোল্ড (LT1/VT1) এবং দ্বিতীয় মেটাবলিক থ্রেশহোল্ডের (LT2/VT2, ক্রিটিক্যাল পাওয়ার বা ক্রিটিক্যাল ভেলোসিটি) মধ্যবর্তী তীব্রতার কাজ [19]। রক্তের ল্যাকটেট বেসলাইনের চেয়ে বৃদ্ধি পায় (সাধারণত বেসলাইনের চেয়ে $\ge$1.5 mM বৃদ্ধি ধরা হয়), তবে একটানা প্রচেষ্টার সময় তা স্থিতিশীল থাকে এবং ম্যাক্সিমাল ল্যাকটেট স্টেডি স্টেটের (MLSS) কাছাকাছি পৌঁছায় [3, 17]।
3. সিভিয়ার ডোমেন (Severe Domain): দ্বিতীয় মেটাবলিক থ্রেশহোল্ড এবং ম্যাক্সিমাল অক্সিজেন আপটেকের ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) মধ্যবর্তী কাজের তীব্রতা, যা ল্যাকটেটের অনিয়ন্ত্রিত বৃদ্ধি এবং দ্রুত ক্লান্তির দ্বারা চিহ্নিত [3, 19]।

এলিট এন্ডুরেন্স অ্যাথলেটরা সাধারণত তাদের মোট প্রশিক্ষণের প্রায় 80% মডারেট ডোমেনে (জোন 2 বা তার নিচে) ব্যয় করেন, যাতে ফ্যাট মেটাবলিজম উন্নত হয়, মাইটোকন্ড্রিয়াল কার্যক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং পেশির গ্লাইকোজেন সাশ্রয় হয় [5]।

গড় HRR মান বনাম ব্যক্তিগত তারতম্য

কারভোনেন ফর্মুলায় রেস্টিং হার্ট রেটের সাথে হার্ট রেট রিজার্ভের একটি ভগ্নাংশ যোগ করে টার্গেট হার্ট রেট নির্ণয় করা হয়: $\text{Target HR}={\text{HR}}_{\text{rest}}+\text{intensity fraction}\times ({\text{HR}}_{\text{max}}-{\text{HR}}_{\text{rest}})$ [2]। রেস্টিং হার্ট রেট বিবেচনায় নেওয়ায় তা বেসলাইন প্যারাসিমপ্যাথেটিক টোন প্রতিফলিত করতে সাহায্য করে, তবুও সাধারণ শতাংশভিত্তিক জোনগুলো প্রায়শই সরাসরি শারীরবৃত্তীয় পরিমাপের সাথে মেলে না [2]।

সাইক্লিংয়ের ওপর নিয়ন্ত্রিত ট্রায়ালগুলোতে দেখা গেছে যে, গ্রুপ অ্যাভারেজ বা গড় মান HRR এবং মেটাবলিক মার্কারগুলোর মধ্যে বেশ ভালো মিল প্রদর্শন করে। 33 জন অ্যারোবিকভাবে প্রশিক্ষিত পুরুষ সাইক্লিস্টের একটি দলে (গড় $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 62.1 $\pm$ 4.6 ml·kg⁻¹·min⁻¹), শারীরবৃত্তীয় মার্কারগুলোর গড় মান ছিল নিম্নরূপ [3]:

• VT1: 184 $\pm$ 36 W (66 $\pm$ 9% HRR) [3]
• MLSS ($n=14$ সাবগ্রুপ): 256 $\pm$ 31 W [3]
• VT2: 298 $\pm$ 36 W (88 $\pm$ 6% HRR) [3]
• $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 390 $\pm$ 34 W (100% HRR) [3]

গ্রেডেড এক্সারসাইজ টেস্টের (25 W·min⁻¹ র‍্যাম্প) ওপর ভিত্তি করে পাঁচটি ট্রেনিং জোন চিহ্নিত করা হয়: R0 (53–62% HRR), R1 (62–71% HRR), R2 (74–86% HRR), R3 (86–99% HRR), এবং R3+ (100% HRR) [3]।

তবে বিস্তৃত মেটা-অ্যানালাইসিসের ডেটা দেখায় যে, ব্যক্তিগত থ্রেশহোল্ডের অবস্থান এই গড় মানগুলো থেকে নাটকীয়ভাবে ভিন্ন হতে পারে [17]। 25টি গবেষণা এবং 412 জন দৌড়বিদের ওপর পরিচালিত একটি মেটা-অ্যানালাইসিসে দেখা গেছে, শারীরবৃত্তীয় থ্রেশহোল্ডে ব্যক্তিগত হার্ট রেটের সীমা ছিল অত্যন্ত বিস্তৃত [17]:

• LT1 সীমা: 65% থেকে 90% HRR (বা 69% থেকে 94% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]
• LT2 সীমা: 73% থেকে 95% HRR (বা 80% থেকে 98% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]

এই বিশাল পার্থক্যের কারণে, 75% HRR-এর মতো একটি নির্দিষ্ট টার্গেট নির্ধারণ করলে দেখা যেতে পারে যে একজন দৌড়বিদ LT1-এর নিচে মডারেট ডোমেনে নিরাপদে আছেন, অথচ অন্য আরেকজন LT1 পার হয়ে হেভি ডোমেনে চলে গেছেন [17, 19]। ল্যাবরেটরি টেস্ট ছাড়া পুরোপুরি LT1-এর নিচে ব্যায়াম করার 95% নিশ্চয়তা পেতে হলে একজন অ্যাথলেটকে অবশ্যই 65% HRR-এর নিচে (বা 70% ${\text{HR}}_{\text{max}}$-এর নিচে) থাকতে হবে [17]।

HR ফর্মুলা ও মেটাবলিক থ্রেশহোল্ডের মধ্যে গরমিলের কারণসমূহ

ফর্মুলাভিত্তিক HR রিজার্ভ মডেলগুলো বাস্তব সময়ের ব্লাড ল্যাকটেট এবং গ্যাস-এক্সচেঞ্জ থ্রেশহোল্ডের সাথে না মেলার পেছনে বেশ কয়েকটি কারণ রয়েছে:

১. ${\text{HR}}_{\text{max}}$ অনুমানে অন্তর্নিহিত ত্রুটি

বয়সের ভিত্তিতে সর্বোচ্চ হার্ট রেট (${\text{HR}}_{\text{max}}$) অনুমানের স্ট্যান্ডার্ড সমীকরণগুলোতে $\pm$10 থেকে 12 bpm পর্যন্ত ভুলের সম্ভাবনা থাকে [2]। 1999 সালে মেয়ার এবং তার সহকর্মীরা লক্ষ্য করেন যে, নির্দিষ্ট 85% ${\text{HR}}_{\text{max}}$-এ ব্যায়াম নির্ধারণ করলে ক্রীড়াবিদদের ব্যক্তিগতভাবে পরিমাপ করা অ্যানারোবিক থ্রেশহোল্ডের তুলনায় ব্যায়ামের তীব্রতা 87% থেকে 116% পর্যন্ত ভিন্ন হতে পারে [2]।

২. অ্যারোবিক ফিটনেস এবং নন-লিনিয়ার থ্রেশহোল্ড পরিবর্তন

অ্যারোবিক সক্ষমতা এবং থ্রেশহোল্ডের অবস্থানের সম্পর্ক সব ফিটনেস স্তরে একরকম থাকে না [11]। 863 জন অংশগ্রহণকারীর ওপর করা একটি সমন্বিত গবেষণায় দেখা গেছে, অক্সিজেন আপটেক রিজার্ভের সাপেক্ষে VT-তে অক্সিজেন আপটেক (VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$) একটি U-আকৃতির কার্ভ প্রদর্শন করে [11]। যাদের $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ প্রায় 40 ml·kg⁻¹·min⁻¹, তাদের ক্ষেত্রে এই সর্বনিম্ন বিন্দুটি ছিল প্রায় 43% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$, যেখানে সর্বনিম্ন এবং সর্বোচ্চ $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ মানসম্পন্ন অংশগ্রহণকারীদের ক্ষেত্রে গড় VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ বেড়ে প্রায় 75%-এ পৌঁছায় [11]।

৩. লিঙ্গভিত্তিক পার্থক্য

নির্দিষ্ট টার্গেট থ্রেশহোল্ড নারী ও পুরুষের ক্ষেত্রে একইভাবে কাজ করে না [19]। 165 জন বিনোদনমূলক দৌড়বিদের একটি দলে, পুরুষ দৌড়বিদদের তুলনায় নারী দৌড়বিদরা LT1-এ উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি আপেক্ষিক হার্ট রেট, $\dot{V}{\text{O}}_2$ এবং দৌড়ের গতি প্রদর্শন করেছেন ($p<0.001$), যা স্পষ্ট করে যে সবার জন্য একই HR টার্গেট নির্ধারণ করলে লিঙ্গভেদে মেটাবলিক চাপের ভুল মূল্যায়ন হয় [19]।

৪. ক্লিনিক্যাল জনগোষ্ঠী এবং ক্রোনোট্রপিক ইনকম্পিটেন্স

ক্লিনিক্যাল রোগীদের ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট HR টার্গেট গাইডলাইন এবং শারীরবৃত্তীয় থ্রেশহোল্ডের মধ্যকার পার্থক্য আরও বেশি স্পষ্ট [8, 14]। 350 জনের ওপর পরিচালিত একটি গবেষণায় দেখা গেছে, গাইডলাইনভিত্তিক তীব্রতার ডোমেনগুলো হৃদরোগীদের ক্ষেত্রে VT1-কে মডারেট ইনটেনসিটির পরিবর্তে হাই ইনটেনসিটি হিসেবে ভুল শ্রেণিবদ্ধ করেছে 67.1% (আগের গাইডলাইন) এবং 79.6% (2020 ESC গাইডলাইন) ক্ষেত্রে; অথচ সুস্থ কিন্তু নিষ্ক্রিয় ব্যক্তিদের মধ্যে সঠিকতার হার ছিল 90% এবং প্রতিযোগিতামূলক অ্যাথলেটদের ক্ষেত্রে 93.9% [8]।

একইভাবে, 18 জন ক্রনিক হার্ট ফেইলিউরের রোগীর ক্ষেত্রে 40–70% HRR থেকে প্রাপ্ত টার্গেট হার্ট রেট তাদের পরিমাপকৃত থ্রেশহোল্ডের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল, যা তাদের ভেন্টিলেটরি থ্রেশহোল্ড বা রেসপিরেটরি কমপেনসেশন পয়েন্টের উপরে অত্যন্ত ভারী বা মারাত্মক তীব্রতার ব্যায়ামের ঝুঁকিতে ফেলে [14]। স্ট্যান্ডার্ড বিটা-ব্লকার সমন্বয় করার পরেও এই রোগীদের পরিমাপকৃত ${\text{HR}}_{\text{max}}$ বয়স-ভিত্তিক অনুমানের চেয়ে 12% কম ছিল [14]।

বাস্তবসম্মত বিকল্প ও পরিমাপক

সরাসরি মেটাবলিক কার্ট টেস্ট (VT1/VT2 পরিমাপ) বা ব্লাড ল্যাকটেট বিশ্লেষণ সম্ভব না হলে বাস্তব শারীরবৃত্তীয় পরিবর্তনের সাথে সামঞ্জস্য রাখতে বেশ কয়েকটি বিকল্প পদ্ধতি ব্যবহার করা যেতে পারে:

• পারসিভড এক্সারশন (RPE): কম ফিটনেস থেকে শুরু করে উচ্চ প্রশিক্ষিত ব্যক্তি—সবার ক্ষেত্রেই অ্যাবসোলিউট কাজের তীব্রতায় বিশাল পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও VT সাধারণত প্রায় 12.5 $\pm$ 0.93 বোর্গ RPE-তে ঘটে থাকে [11]।
• হার্ট রেট ভ্যারিয়েবিলিটি (HRV): ডিট্রেন্ডেড ফ্লাকচুয়েশন অ্যানালিসিস (DFA $\alpha 1$) ব্যবহার করে নন-লিনিয়ার HRV বিশ্লেষণ ফ্র্যাক্টাল কোরিলেশনের পরিবর্তন ট্র্যাক করে, যা কম কাজের তীব্রতায় ~1.5 থেকে শুরু করে VT1/LT1-এর কাছাকাছি 0.75-এ নেমে আসে [22, 23]। এলিট ট্রায়াথলেট এবং পুরুষ দৌড়বিদদের মধ্যে DFA $\alpha 1=0.75$ থ্রেশহোল্ডটি LT1 ও VT1-এর সাথে অত্যন্ত ঘনিষ্ঠ মিল দেখিয়েছে, যেখানে গড় পার্থক্য ছিল মাত্র 1.7 থেকে 2.0 bpm [22, 23]।
• পারফরম্যান্স অ্যাঙ্কর: অপেশাদার দৌড়বিদদের ক্ষেত্রে শুধুমাত্র হার্ট রেট বা RPE-এর তুলনায় নির্দিষ্ট গতির ওপর ভিত্তি করে করা অনুমান LT1 ও LT2 নির্ধারণে কম ত্রুটি দেখায়, যদিও সর্বোচ্চ গতি সরাসরি পরিমাপ না করে অনুমান করলে থ্রেশহোল্ডে ভুলের পরিমাণ বেড়ে যায় [19]।