Kombinace HIIT a souvislého tréninku pro zvýšení VO2 max

Kombinace vysoce intenzivního intervalového tréninku (HIIT) s vytrvalostním cvičením nízké intenzity přináší výrazné zlepšení maximální spotřeby kyslíku ($ ext{VO}_2 ext{ max}$), ideální poměr však do značné míry závisí na výchozí trénovanosti [1, 14]. U netrénovaných až rekreačně aktivních jedinců zvyšuje $ ext{VO}_2 ext{ max}$ podobně téměř jakákoli kombinace souvislého aerobního cvičení a intervalového tréninku, přičemž vyšší intenzita představuje především časově efektivní stimul [11, 14]. U dobře trénovaných a elitních vytrvalostních sportovců vedou strukturované kombinace, které vyhrazují zhruba 75 až 80 % tréninkového času cvičení v nízké intenzitě a 15 až 20 % vysoce intenzivním intervalům – známé jako polarizovaný trénink –, k většímu nárůstu $ ext{VO}_2 ext{ max}$ než modely zaměřené převážně na prahovou intenzitu [1, 2, 3]. Tato výhoda polarizovaného přístupu u trénovaných sportovců je však patrná především v krátkodobých blocích do 12 týdnů a nepromítá se soustavně do lepšího výkonu v časovkách nebo vyššího výkonu na laktátovém prahu [1].

Zóny tréninkové intenzity a distribuční modely

Pro systematické porovnání tréninkových kombinací využívají sportovní vědci třízónový model intenzity definovaný fyziologickými ukazateli [8]:

• Zóna 1 (nízká intenzita): Pod prvním ventilačním nebo laktátovým prahem ($ ext{VT}_1/ ext{LT}_1$), kde $ ext{LT}_1$ obvykle nastává okolo 52 % maximálního aerobního výkonu nebo 65 % až 70 % funkčního prahového výkonu (FTP) [8].
• Zóna 2 (střední/prahová intenzita): Mezi $ ext{LT}_1/ ext{VT}_1$ a druhým prahem ($ ext{LT}_2/ ext{VT}_2$ neboli maximálním ustáleným stavem laktátu), končící přibližně u koncentrace laktátu v krvi 4 mmol/l [8].
• Zóna 3 (vysoká intenzita): Nad $ ext{LT}_2$, zahrnující intenzity blížící se nebo převyšující $ ext{VO}_2 ext{ max}$ [8].

Intervalové modality v Zóně 3 se dále dělí na tradiční HIIT (intervaly okolo 100 % $ ext{VO}_2 ext{ max}$), sprintový intervalový trénink (SIT; supramaximální úsilí >100 % $ ext{VO}_2 ext{ max}$ v délce 10–30 sekund s pauzou 4–4,5 minuty) a trénink opakovaných sprintů (RST; sprinty $\le$10 sekund s pauzou $\le$60 sekund) [18].

To, jak sportovci tyto zóny kombinují, vytváří různé modely distribuce tréninkové intenzity (TID) [3, 8]:

• Polarizovaný (POL): Vyhrazuje přibližně 75–80 % (až 80–90 %) tréninkového objemu Zóně 1, méně než 10 % Zóně 2 a 15–20 % Zóně 3 [2, 8].
• Pyramidový (PYR): Vyhrazuje 60–70 % (nebo 75–85 %) Zóně 1, 15–25 % Zóně 2 a 5–10 % Zóně 3 [4, 8].
• Prahový (THR): Vyhrazuje přibližně 45–50 % Zóně 1, 45–50 % Zóně 2 a 5–10 % Zóně 3 [3].

Adaptace u netrénovaných a mírně aktivních dospělých

U mladých, zdravých dospělých reaguje $ ext{VO}_2 ext{ max}$ pozitivně na širokou škálu tréninkových intenzit a jejich kombinací [14]. V analýze 28 krátkodobých až střednědobých tréninkových studií (4–8 týdnů) neprokázal nárůst $ ext{VO}_2 ext{ max}$ žádný statisticky významný vztah k intenzitě tréninku, dávce v jednotlivých trénincích, výchozí aerobní zdatnosti ani celkovému objemu [14].

Rozdělení tréninku do tří tercilů intenzity (~60–70 %, ~80–92,5 % a ~100–250 % $ ext{VO}_2 ext{ max}$) přineslo srovnatelné absolutní zvýšení maximální spotřeby kyslíku (+0,29 l/min, +0,26 l/min a +0,35 l/min) [14]. Vysoce intenzivní intervaly dosáhly těchto zisků s výrazně nižší délkou tréninkových jednotek i celkovým objemem, což u méně trénovaných jedinců staví vysokou intenzitu především do role časově úsporné strategie, nikoli výhradně nadřazeného přístupu [14]. Zlepšení výchozí aerobní zdatnosti má přitom zásadní klinický význam – každé zvýšení $ ext{VO}_2 ext{ max}$ o 1 MET ($3,5\text{ ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) je spojeno s 10% až 25% snížením rizika kardiovaskulárních onemocnění a celkové úmrtnosti [14].

Přímá porovnání jednotlivých modalit také ukazují, že zatímco 8 týdnů HIIT může vyvolat větší relativní nárůst $ ext{VO}_2 ext{ max}$ než souvislé cvičení střední intenzity (15 % vs. 9 %) [11], souvislý trénink i sprintové intervalové protokoly generují po 6 týdnech podobné zvýšení hladiny oxidačních enzymů ve svalech [11].

Kombinace pro dobře trénované a elitní sportovce

Jakmile se výkonnost sportovce posune na národní či mezinárodní úroveň, distribuce tréninkové intenzity se stává rozhodujícím faktorem [1, 3, 18]. Vysoce trénovaní jedinci již mají velmi dobře vyvinutý kardiovaskulární i svalový systém, takže další nárůst $ ext{VO}_2 ext{ max}$ je pouhým souvislým tréninkem střední intenzity obtížné stimulovat [3, 13].

Metaanalýza 17 studií ($n=437$) prokázala, že polarizovaná distribuce je při zvyšování vrcholové spotřeby kyslíku nadřazená ostatním tréninkovým modelům (standardizovaný rozdíl průměrů, $\text{SMD}=0,24,p=0,040$) [1]. Tato převaha byla obzvláště výrazná u vysoce trénovaných sportovců ($\text{SMD}=0,46,p=0,01$) a u intervencí trvajících méně než 12 týdnů ($\text{SMD}=0,40,p=0,01$) [1]. V devítitýdenní randomizované studii s dobře trénovanými vytrvalostními sportovci (výchozí ${\text{VO}}_2\text{peak}$ $62,6\text{ ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) vedl polarizovaný trénink k 11,7% nárůstu ${\text{VO}}_2\text{peak}$ ($+6,8\text{ ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), čímž překonal modely založené na vysokém objemu v nízké intenzitě, na prahovém tréninku i na samotných intervalech [19]. Rychlost a výkon při koncentraci laktátu v krvi 4 mmol/l se rovněž zlepšily po polarizovaném (+8,1 %) a na HIIT zaměřeném (+5,6 %) tréninku, zatímco prahový a vysokoobjemový trénink žádné významné zisky v klíčových výkonnostních parametrech nepřinesly [19].

Podobně devítitýdenní studie u závodních cyklistů zjistila, že polarizovaná distribuce zlepšila $ ext{VO}_2 ext{ max}$ o 11,7 % ve srovnání s 3,5 % ve skupině zaměřené na prahový trénink, a to společně s větším nárůstem výkonu na úrovni $ ext{VO}_2 ext{ max}$ (+8,1 %) i výkonu v časovce (+5,1 %) [5]. Přehledové práce zkoumající distribuce s ~81 % nízké intenzity, ~3 % prahu a ~15 % vysoké intenzity rovněž zaznamenaly konzistentní zlepšení ekonomiky pohybu v rozmezí 1 % až 8,1 % [20].

Při zařazování HIIT do programu elitního sportovce hrají zásadní roli parametry poměru práce a odpočinku [13]. U sportovců na národní úrovni vedl HIIT k výraznějšímu zvýšení $ ext{VO}_2 ext{ max}$ oproti konvenčnímu tréninku tehdy, když intervaly odpočinku trvaly $\ge$2 minuty a intenzita v pauze zůstala nízká ($\le$40 %) [13]. Z hlediska kardiovaskulárních adaptací vyvolaly intervaly typu $4\times 4$ minuty na 90–95 % maximální tepové frekvence s 3minutovým aktivním odpočinkem o 10 % větší nárůst tepového objemu než dlouhý, pomalý souvislý běh [11].

Doplňující se fyziologické mechanismy

Kombinace souvislého cvičení nízké intenzity s vysoce intenzivními intervaly funguje proto, že každá z těchto modalit stimuluje aerobní adaptaci prostřednictvím odlišných molekulárních a fyziologických drah [11]:

• Signalizace na buněčné úrovni: Vysokoobjemový souvislý vytrvalostní trénink aktivuje hlavní regulátor mitochondriální biogeneze, PGC-1$\alpha$, převážně prostřednictvím dráhy vápník/kalmodulin-dependentní proteinkinázy (CaMK), zatímco vysoce intenzivní intervalový trénink signalizuje primárně přes dráhu 5'-AMP-aktivované proteinkinázy (AMPK) [11].
• Enzymatická kapacita: Sprintové intervaly v Zóně 3 výrazně zvyšují aktivitu klíčových mitochondriálních enzymů, včetně citrátsyntázy (+36 %), malátdehydrogenázy (+29 %) a sukcinátdehydrogenázy (+65 %) [11].
• Požadavky na aerobní základ: Polarizovaná i pyramidová distribuce spoléhají na velký objem tréninku pod ${\text{LT}}_1$ (>75 % celkového času), který rozvíjí mitochondriální hustotu, kapacitu oxidace tuků a ekonomiku pohybu bez nadměrné akumulace autonomní únavy [4, 6].

Periodizace v průběhu sezóny

Ačkoli polarizované bloky vedou ke krátkodobému vrcholu $ ext{VO}_2 ext{ max}$, sportovci obvykle nezůstávají u polarizovaného modelu po celý rok [6, 8]. Studie sekvenční periodizace ukazují, že přechod z pyramidové distribuce během všeobecné základní fáze na polarizovanou distribuci v předzávodní fázi přináší větší zlepšení $ ext{VO}_2 ext{ max}$ i běžeckého výkonu na 5 km (+1,5 %) než udržování neměnného modelu po celou dobu [8]. Dlouhodobé sledování elitních veslařů potvrzuje, že sportovci k tomuto posunu přistupují přirozeně – v přípravě budují vysoký základní objem a před závody koncentrují intenzitu do polarizované distribuce [6].

Specifické využití si navíc zachovává i trénink s převahou prahové intenzity. U ultrávytrvalostních běžců sice polarizovaný trénink zlepšil $ ext{VO}_2 ext{ max}$ a metabolismus tuků, prahový trénink byl však efektivnější pro zachování neuromuskulárních funkcí, maximální volní kontrakce a rychlosti rozvoje síly (RFD) [6]. Během delších více měsíčních makrocyklů se jako vysoce účinný ukázal také pyramidový trénink, který vedl k většímu zlepšení běžeckého výkonu na 10 km než převážně prahový trénink (2,7 % vs. 0,4 %) [5].

Limity a úskalí

Ačkoli polarizovaný trénink vykazuje u dobře trénovaných skupin statisticky významnou výhodu pro zvýšení $ ext{VO}_2 ext{ max}$ a $ ext{VO}_2\text{peak}$, tento přínos je spojen s podstatnými omezeními [1]:

• Chybějící převaha v ostatních výkonnostních parametrech: V souhrnných výsledcích metaanalýz neprokázal polarizovaný trénink žádnou statisticky významnou výhodu oproti jiným distribucím v časovkách, v čase do vyčerpání ani v rychlosti či výkonu na druhém laktátovém/ventilačním prahu [1].
• Časové omezení: Zjištěná převaha polarizované distribuce pro vrcholovou spotřebu kyslíku se projevuje především v krátkých intervencích do 12 týdnů; existuje podstatně méně důkazů o trvalých rozdílech v dlouhodobých víceletých blocích [1].
• Specifičnost populace: U netrénovaných a rekreačně aktivních skupin je přesný poměr intervalového a souvislého tréninku mnohem méně podstatný než pravidelnost a konzistence, jelikož k aerobní adaptaci dochází spolehlivě napříč širokým spektrem kombinací intenzit [14].