Kas pulssreservi tsoonid vastavad tegelikele metaboolsetele lävedele?

Pulssreservi (HRR) valemid, mis arvutatakse Karvoneni meetodil, annavad metaboolsete tööintensiivsuste kohta ligikaudse populatsioonipõhise hinnangu, kuid sageli ei kattu need täpselt individuaalsete ventilatoorsete ja vere laktaadilävedega [2, 17]. Kuigi rühmakeskmised näitavad seaduspäraseid mustreid, varieeruvad individuaalsed lävesüdame löögisagedused sõltuvalt treenitusest, soost ja tervislikust seisundist suuresti [8, 11, 19]. Rangelt standardsetele HRR-i protsentidele toetumine viib sportlased ja kliinilised patsiendid sageli treenima kavandatust kõrgemasse või madalamasse metaboolsesse tsooni [8, 14, 17].

Kolme domeeniga metaboolne mudel

Vastupidavusfüsioloogia jagab kehalise koormuse kahe füsioloogilise piirpunkti abil kolmeks peamiseks metaboolse intensiivsuse domeeniks [19]:

1. Mõõdukas domeen (Moderate): Koormused, mis jäävad alla esimese ventilatoorse läve (VT1) või esimese laktaadiläve (LT1) [19]. Selles vahemikus püsib vere laktaaditase baastaseme lähedal (sageli defineeritud kui tõus alla 0,5 mM üle baastaseme) ja rasvade oksüdatsioon on kõrge [5, 17].
2. Raske domeen (Heavy): Koormused esimese metaboolse läve (LT1/VT1) ja teise metaboolse läve vahel (LT2/VT2, kriitiline võimsus või kriitiline kiirus) [19]. Vere laktaaditase tõuseb üle baastaseme (tavaliselt määratletud tõusuna $\ge$1,5 mM üle baastaseme), kuid stabiliseerub ühtlase koormuse korral, lähenedes maksimaalsele laktaadi püsiseisundile (MLSS) [3, 17].
3. Äärmuslik domeen (Severe): Koormused teise metaboolse läve ja maksimaalse hapnikutarbimise ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) vahel, mida iseloomustab lakkamatu laktaaditaseme tõus ja kiire väsimuse teke [3, 19].

Eliitvastupidavussportlased suunavad tavaliselt ligikaudu 80% oma treeningumahust mõõdukasse domeeni (2. tsoon ja madalam), et optimeerida rasvade ainevahetust, arendada mitokondrite efektiivsust ja säästa lihaste glükogeeni [5].

Keskmised HRR-i väärtused vs. individuaalne varieeruvus

Karvoneni valem arvutab sihtp हमले pulsi, liites teatud osa pulssreservist puhkeoleku pulsile: $\text{Sihtpulss}={\text{HR}}_{\text{rest}}+\text{intensiivsuse osakaal}\times ({\text{HR}}_{\text{max}}-{\text{HR}}_{\text{rest}})$ [2]. Puhkeoleku pulsi arvessevõtmine aitab peegeldada parasümpaatilist baastoonust, kuid standardsed protsenditsoonid lahknevad sageli otsestest füsioloogilistest mõõtmistest [2].

Kontrollitud rattakatsetes näitavad rühmakeskmised HRR-i ja metaboolsete markerite vahel mõistlikku kattuvust. 33 aeroobselt treenitud meesratturi kohordis (keskmine $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 62,1 $\pm$ 4,6 ml·kg⁻¹·min⁻¹) vastasid füsioloogilised tähised järgmistele keskmistele väärtustele [3]:

• VT1: 184 $\pm$ 36 W (66 $\pm$ 9% HRR) [3]
• MLSS ($n=14$ alarühm): 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]

Astmeliste koormustestide (koormuse tõus 25 W·min⁻¹) põhjal kujunes viis treeningutsooni: R0 (53–62% HRR), R1 (62–71% HRR), R2 (74–86% HRR), R3 (86–99% HRR) ja R3+ (100% HRR) [3].

Ulatuslikud metaanalüüsi andmed näitavad aga, et individuaalsed lävepunktid hajuvad nende keskmiste väärtuste ümber dramaatiliselt [17]. 25 uuringut ja 412 jooksjat hõlmanud metaanalüüsis ulatusid individuaalsed pulsisagedused füsioloogiliste lävede juures äärmuslikult laiadesse vahemikesse [17]:

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

Sellise hajuvuse tõttu võib meelevaldse sihi, näiteks 75% HRR määramine asetada ühe jooksja kindlalt allapoole LT1 mõõdukasse domeeni, samal ajal kui teine satub kaugele üle LT1 raskesse domeeni [17, 19]. Saavutamaks ilma laboratoorse testimiseta 95% kindlus, et treenitakse rangelt allpool LT1 läve, peab sportlane püsima alla 65% HRR-i (ehk alla 70% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17].

Pulssreservi valemite ja metaboolsete lävede lahknevuse põhjused

Mitmed tegurid selgitavad, miks valemipõhised pulssreservi mudelid ei kattu reaalsete vere laktaadi- ja gaasivahetuslävedega:

1. Maksimaalse pulsi (${\text{HR}}_{\text{max}}$) prognoosimise olemuslik viga

Standardsed vanusel põhinevad maksimaalse pulsi valemid sisaldavad viga suurusjärgus $\pm$10 kuni 12 lööki minutis [2]. Meyer ja kolleegid täheldasid juba 1999. aastal, et treeningu määramine fikseeritud tasemel 85% ${\text{HR}}_{\text{max}}$-st viis selleni, et individuaalsed treeninguintensiivsused hajusid vahemikus 87% kuni 116% sportlaste individuaalselt mõõdetud anaeroobsest lävest [2].

2. Aeroobne treenitus ja lävede mittelineaarsed nihked

Aeroobse võimekuse ja läve asukoha vaheline seos ei ole treenitustasemete lõikes ühetaoline [11]. 863 osalejaga koondanalüüsis ilmnes hapnikutarbimisel ventilatoorse läve juures hapnikutarbimise reservi suhtes (VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$) U-kujuline kõver [11]. Madalaim punkt oli ligikaudu 43% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ juures inimestel, kelle $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ oli umbes 40 ml·kg⁻¹·min⁻¹, samas kui keskmine VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ tõusis ligikaudu 75%-ni madalaima ja kõrgeima $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ väärtusega osalejatel [11].

3. Soolised erinevused

Fikseeritud sihtläved ei käitu eri sugude puhul identselt [19]. 165 harrastusjooksjaga uuringus näitasid naisjooksjad LT1 juures meestega võrreldes oluliselt kõrgemat suhtelist pulssi, $\dot{V}{\text{O}}_2$ taset ja jooksukiirust ($p<0,001$), mis rõhutab, et standardsed pulsisihtmärgid peegeldavad sugudevahelist metaboolset koormust ebatäpselt [19].

4. Kliinilised populatsioonid ja kronotroopne inkompetentsus

Lahknevus fikseeritud pulsijuhiste ja füsioloogiliste lävede vahel on eriti drastiline kliinilistes rühmades [8, 14]. 350 osalejaga uuringus liigitasid standardsed ravijuhistel põhinevad intensiivsusalad VT1 südamehaigetel mõõduka intensiivsuse asemel kõrgeks intensiivsuseks 67,1% (varasemad juhised) ja 79,6% (2020. aasta ESC juhised) juhtudest, samas kui tervetel istuva eluviisiga inimestel oli kattuvus 90% ja võistlussportlastel 93,9% [8].

Samamoodi olid 18 kroonilise südamepuudulikkusega patsiendi puhul 40–70% HRR-i põhjal tuletatud sihtpulsid mõõdetud lävedest oluliselt kõrgemad, tekitades ohu määrata raske või äärmuslik koormus üle ventilatoorse läve või respiratoorse kompensatsiooni punkti [14]. Mõõdetud ${\text{HR}}_{\text{max}}$ oli neil patsientidel 12% madalam kui vanuse põhjal prognoositud väärtused, isegi pärast standardsete beetablokaatorite korrektsioonide rakendamist [14].

Praktilised alternatiivid ja tugipunktid

Kui otsene gaasianalüüs (VT1/VT2 mõõtmine) või vere laktaadi analüüs pole kättesaadav, pakuvad mitmed alternatiivid võimalust kalibreerida intensiivsust tegelike füsioloogiliste üleminekute järgi:

• Tajutav pingutus (RPE): Erineva treenitustasemega rühmades, alates vähese treenitusega inimestest kuni tipptreinuteni, ilmneb VT järjepidevalt keskmise Borgi RPE väärtuse 12,5 $\pm$ 0,93 juures, hoolimata suurtest erinevustest absoluutses töövõimes [11].
• Südame löögisageduse varieeruvus (HRV): Mittelineaarne HRV analüüs trendivaba fluktuatsioonianalüüsi abil (DFA $\alpha 1$) jälgib fraktaalsete korrelatsiooniomaduste muutusi, mis langevad madala koormuse ~1,5-lt umbes 0,75-ni VT1/LT1 lähedal [22, 23]. Eliittriatleetidel ja meesjooksjatel näitas künnis DFA $\alpha 1=0,75$ väga head kokkulangevust LT1 ja VT1-ga, kusjuures keskmised erinevused olid vaid 1,7 kuni 2,0 lööki minutis [22, 23].
• Soorituspõhised tugipunktid: Harrastusjooksjatel annavad fikseeritud kiirusepõhised hinnangud LT1 ja LT2 tuvastamisel väiksema vea kui ainuüksi pulss või RPE, ehkki maksimaalse kiiruse hindamine otsese mõõtmise asemel suurendab läve määramise viga [19].