VO2 max treening algajatele vs. treenitud sportlastele

Sissejuhatus

Maksimaalne hapnikutarbimine ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) tähistab kardiorespiratoorse süsteemi maksimaalset võimet hapnikku transportida ning perifeersete lihaste suutlikkust seda kurnava koormuse ajal ära kasutada. Kuigi aeroobse võimekuse algtase määrab kohastumuste ulatuse ja ajakulu, panevad pikaajalise arengu piirid paika treeningu struktuursed muutujad: intensiivsus, intervallide ülesehitus ja makrotasandi mahujaotus.

Teadustõendid näitavad, et $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i paranemist reguleerivad füsioloogilised mehhanismid erinevad treenimata indiviidide ja kõrgel tasemel vastupidavussportlaste vahel märkimisväärselt [1, 4, 15]. Treeningukordade sageduse, töö ja taastumise suhete ning iganädalase intensiivsuse jaotuse manipuleerimise mõistmine on teaduspõhiste vastupidavusprogrammide koostamisel esmatähtis.

Intensiivsus ning tsentraalsed vs. perifeersed kohastumused

Igapäevaselt istuva eluviisiga ja harrastussportlaste populatsioonides kohastub aeroobne võimekus laias treeninguintensiivsuste vahemikus. Noorte tervete täiskasvanute seas läbi viidud 28 uuringu metaregressioon näitas, et treeninguintensiivsuse ja $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i muutuste vahel puudus oluline doosi-vastuse suhe; sarnaseid absoluutseid tulemusi täheldati nii madala kuni mõõduka (60–70% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0,29\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$), kõrge (80–92,5% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0,26\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) kui ka supramaksimaalse (100–250% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0,35\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) intensiivsuse tertsiiilides [15]. Siiski saavutati kõrgematel intensiivsustel need kardiorespiratoorsed kohastumused oluliselt väiksema treeningukorra kestuse ja kumulatiivse treeningumahu juures [15].

Vaatamata treenimata katsealuste sarnasele summaarsele $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i tõusule eri intensiivsuste lõikes, erinevad nende spetsiifilised füsioloogilised tegurid:

• Tsentraalne hemodünaamika: Kõrge intensiivsusega intervalltreening (HIIT) ligikaudu 95% maksimaalse südame löögisageduse juures tõi kaasa märgatavalt suurema $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i ($+4\text{ kuni }5\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), südame minutimahu ($+3\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ja löögimahu ($+15\text{ml}\cdot {\text{löök}}^{-1}$) kasvu võrreldes mõõduka intensiivsusega pideva treeninguga (MICT) 70% maksimaalse pulsi juures [17].
• Perifeersed mitokondriaalsed kohastumused: Pidev mõõduka intensiivsusega treening stimuleerib teistsuguseid perifeerseid ainevahetusradasid. Mitokondriaalne energiavoog hakkab glütseroolfosfaadi süstiku kaudu kompleksist I mööda minema umbes 40% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i juures (Complex I max), vahetades fosfaadi-hapniku (P/O) efektiivsuse ATP kiirema katalüütilise sünteesi vastu [17]. Mahult võrdsustatud MICT tagab tõendatult paremad perifeersed mitokondriaalsed kohastumused ja madalama vere laktaadisisalduse samadel suhtelistel koormustel, samas kui sprindi-intervalltreening (SIT) tõstab eelistatult $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i ja tippvõimsust [17].
• Mahu vähenev piirtulundus algajatel: Treenimata indiviididel kutsuvad minimaalsed efektiivsed doosid esile märkimisväärseid kohastumusi: üksainus 4-minutiline kõrge intensiivsusega intervall 3 korda nädalas andis ligikaudu 10% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i kasvu, mis oli võrdväärne tulemusega, mis saavutati protokolliga, kus sooritati neli 4-minutilist lõiku treeningu kohta [17].

Laiemates istuva eluviisiga populatsioonides andsid intervalltreeningu protokollid (mis nõudsid $\ge 10$ kumulatiivset minutit treeningukorras intensiivsusel $\ge 80\text{--}85\%\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) 37 uuringu lõikes keskmiseks kogukasvuks $0,51\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ [1]. Võrdluseks andis 20-nädalane standardiseeritud pideva vastupidavustreeningu katse 483 istuva eluviisiga täiskasvanul (55–75% esialgsest $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-ist, 30–50 min, 3 päeva nädalas) keskmiseks kasvuks umbes $0,40\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$, kusjuures individuaalne varieeruvus oli suur (7% osalejatest näitas $\le 0,10\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ ja 8% $\ge 0,70\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ kasvu) [1].

Intervallide ülesehitus: tööintervallide kestused ja taastumissuhted

Võistlus- ja treenitud sportlastel ei piisa ainuüksi pidevast treeningust edasiste $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i kohastumuste saavutamiseks [4]. 51 uuringut ja 1261 sportlast hõlmanud võrgustik-metaanalüüs näitas, et korduvsprinditreening (RST; NMA efekti suurus $g=1,04$), kõrge intensiivsusega intervalltreening (HIIT; $g=1,01$) ja sprindi-intervalltreening (SIT; $g=0,69$) ületavad kõik märkimisväärselt pidevat treeningut ($g=0,29$) ja tavapäraseid kontrolltreeninguid $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i arendamisel [4].

+-----------------------------------------------------------------------------------------+
| Intervalli tüüp   | Tööintervall   | Töö ja taastumise suhe (WRR) / puhkus | Minimaalne ajaraam |
+-------------------+----------------+---------------------------------------+--------------------+
| HIIT              | ~140 sekundit  | WRR 0,85 (~165 s taastumist)          | 3–6 nädalat (3x/n) |
| Pikk HIIT         | >= 240 sek     | 1:1 kuni 2:1 WRR                      | 6–13 nädalat (3x/n)|
| SIT               | <= 30 sekundit | < 97 sekundit taastumist              | 3–6 nädalat (3x/n) |
| RST               | 3–7 sekundit   | <= 60 sekundit taastumist             | 2 nädalat (3x/n)   |
+-----------------------------------------------------------------------------------------+

Kõrge intensiivsusega intervalltreening (HIIT)

Sportlaste kohortide kolmetasandiline metaregressioon tuvastas HIIT-i parameetrite puhul pööratud U-kujulise doosi-vastuse suhte, näidates optimaalseks tööintervalli kestuseks 140 sekundit koos töö ja taastumise suhtega (WRR) 0,85 (mis vastab 140 s tööle ja 165 s taastumisele) [4]. Neid parameetreid kasutanud protokollid sagedusega 3 korda nädalas 3–6 nädala jooksul tagasid sportlastel suurima $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i tõusu [4].

Pikematel intervallidel on samuti selged funktsionaalsed eelised. Harrastussportlastest täiskasvanutel läbi viidud uuringute alarühmas saavutati pikemate tööintervallidega suurem juurdekasv, ligikaudu $0,8\text{ kuni }0,9\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ [1]. Aktiivsetel ja treenitud inimestel andsid $\ge 4$-minutilised töölõigud 2% suurema eraldistardi tulemuse paranemise ja 4% suurema maksimaalse aeroobse võimsuse (MAP) kasvu võrreldes SIT-protokollidega [6].

Sprindi-intervalltreening (SIT) ja korduvsprinditreening (RST)

Kuigi nii SIT (maksimaalsed sprindid $\le 30$ s) kui ka HIIT parandavad märkimisväärselt kardiorespiratoorset võimekust nii kliinilistes kui ka sportlaste kohortides (SMD = 1,54) [5], näitavad sportlastele spetsiifilised metaregressioonid, et SIT-i esilekutsutud $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i paranemine muutub statistiliselt ebaoluliseks, kui taastumisintervallid ületavad 97 sekundit [4].

Korduvsprinditreening (3–7 s maksimaalsed sööstud $\le 60$ s taastumisega) vajab treenitud inimestel märkimisväärse $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i tõusu saavutamiseks vaid 2 nädalat 3 treeninguga nädalas [4]. Kuigi HIIT ja SIT annavad tervetel katsealustel sarnaseid maksimaalse hapnikutarbimise koondmuutusi, on HIIT tõhusam kardiorespiratoorse võimekuse parandamisel ülekaalulistel populatsioonidel (SMD = -0,97), samas kui SIT vähendab treenitud kohortides tõhusamalt rasvamassi (WMD = 5,85) [5]. Lisaks on HIIT-il SIT-i ees mõõdukas eelis maksimaalse aeroobse võimsuse/kiiruse suurendamisel (ES = 0,70) [6].

Iganädalased mahujaotused: polariseeritud vs. püramidaalne mudel

Makrotasandil jaotavad vastupidavustreeningu programmid treeningumahu kolme erinevasse intensiivsustsooni, mis on määratletud vere laktaadisisalduse ja ventilatoorsete lävede järgi:

• 1. tsoon (madala intensiivsusega treening, LIT): Alla esimese ventilatoorse läve (${\text{VT}}_1$) või vere laktaaditase $<2\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ ($<70\text{--}75\%{\text{HR}}_{max}$) [7, 14, 20].
• 2. tsoon (mõõduka intensiivsusega / lävitreening, MIT): ${\text{VT}}_1$ ja ${\text{VT}}_2$ vahel või vere laktaaditase $2\text{--}4\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ [7, 20].
• 3. tsoon (kõrge intensiivsusega treening, HIT): Üle teise ventilatoorse läve (${\text{VT}}_2$) või vere laktaaditase $>4\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ ($>85\%{\text{HR}}_{max}$) [7, 14, 20].

Intensiivsustsoonide jaotused vastupidavusmudelites:

Polariseeritud (POL): [======= 1. tsoon: 75-80% =======] [Z2: 0-5%] [== 3. tsoon: 15-20% ==]
Püramidaalne (PYR):   [====== 1. tsoon: 70-75% ======] [== Z2: 15-20% ==] [= 3. tsoon: 5-10% =]
Lävipõhine (THR):     [==== 1. tsoon: ~50% ====] [======== 2. tsoon: >40% ========] [= Z3: <10% =]

Polariseeritud treeningu dünaamika

Polariseeritud treeninguintensiivsuse jaotus (POL; ~75–80% 1. tsoon, 0–5% 2. tsoon, 15–20% 3. tsoon) on efektiivne näitajate $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ ja ökonoomsuse lühiajaliseks parandamiseks [7]. 17 uuringu metaanalüüsis ($n=437$) osutus polariseeritud treening teistest jaotustest paremaks $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$-i parandamisel (SMD = 0,24, $p=0,040$), kusjuures seda mõju vedasid alla 12 nädala kestnud sekkumised (SMD = 0,40) ja kõrge treenitusega sportlased (SMD = 0,46) [10]. Siiski ei kandunud see paremus üle statistiliselt olulisteks erinevusteks eraldistardi tulemustes, kurnatuseni jõudmise ajas ega lävivõimsuses/-kiiruses, kui seda võrreldi teiste struktureeritud jaotustega [10].

9-nädalases randomiseeritud uuringus, kus võrreldi polariseeritud, lävipõhist, suure mahuga madala intensiivsusega ja ainult intervallidel põhinevaid mudeleid 48 hästi treenitud sportlasel, saavutas polariseeritud rühm 11,7% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$-i tõusu koos paremate tulemustega maksimaalses kiiruses ja kurnatuseni jõudmise ajas [11, 20].

Püramidaalne jaotus ja tippspordi praktikad

Püramidaalne treening (PYR; ~70–75% 1. tsoon, 15–20% 2. tsoon, 5–10% 3. tsoon) on vastupidavusaladel endiselt laialdaselt kasutusel [7, 19]. Vaatlusuuringud näitavad, et tippvastupidavussportlased veedavad järjepidevalt 75–85% oma kogunädalasest mahust 1. tsoonis [20]. Näiteks treenisid Norra juunioride murdmaasuusatajad jaotusega 75% 1. tsoonis, 5–10% 2. tsoonis ja 15–20% 3. tsoonis, samal ajal kui olümpiatasemel raskekaalu sõudjatel oli vastav jaotus 77,3% 1. tsoonis, 16,9% 2. tsoonis ja 5,8% 3. tsoonis [20].

Staatiliste polariseeritud ja püramidaalsete jaotuste otsesed võrdlused näitavad paljudes tingimustes samaväärseid funktsionaalseid tulemusi:

• 16-nädalane mahult võrdsustatud uuring hästi treenitud jooksjatel ei näidanud polariseeritud ja püramidaalse rühma vahel olulisi erinevusi $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i, laktaadiläve kiiruse ega 5 km eraldistardi tulemuste paranemises [11].
• 13 uuringu ($n=348$) individuaalsete osalejate andmetega võrgustik-metaanalüüs kinnitas, et üldises sooritusvõime pingereas puuduvad polariseeritud ja püramidaalsete mudelite vahel erinevused, kuigi võistlussportlased kippusid reageerima veidi paremini polariseeritud ja harrastussportlased püramidaalsele jaotusele [11].
• Poolpika triatloni (Half-Ironman) distantsiks valmistuvatel triatleetidel lõpetasid polariseeritud ja püramidaalsed rühmad keskmiselt vaid 2-sekundilise vahega, kusjuures kumulatiivne 2. tsooni maht korreleerus positiivselt poolpika triatloni ja jooksuetapi sooritusega [14].
• Süstemaatilised ülevaated kinnitavad, et staatiliste, isoleeritud mudelitena hinnates ei ole kumbki — ei püramidaalne ega polariseeritud treening — teisest järjekindlalt parem [13].

2. kuni 5. taseme (Tier 2–5) sportlaste kohortides pakuvad polariseeritud ja püramidaalsed jaotused $\ge 12$ nädalat kestvate sekkumiste jooksul paremaid kohastumusi kui lävimudelid 3.+ taseme (hästi treenitud kuni maailmaklassi) sportlastele, samas kui madalama taseme sportlased kogevad sarnaseid aeroobseid kohastumusi kõigi struktureeritud jaotuste puhul [19]. Lisaks püsivad lävikohastumused (${\text{VT}}_2$/${\text{LT}}_2$) tugevad kõigi mudelite puhul, eeldusel et sportlased säilitavad minimaalse 3. tsooni osakaalu vahemikus 8% kuni 26% (kusjuures $\ge 6\%$ näib olevat kohustuslik) [19].

Periodiseerimine ja makrotsükli integratsioon

Selle asemel, et säilitada staatilist jaotust aastaringselt, toetavad tõendid intensiivsusjaotuste muutmist treeninguplokkide lõikes. 60 hästi treenitud meesjooksjaga (esialgne $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$: $67\pm 4\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) läbi viidud 16-nädalases randomiseeritud kontrollitud uuringus andis üleminek 8-nädalaselt püramidaalselt plokilt 8-nädalasele polariseeritud plokile (PYR $\to$ POL) püsiva treeningukoormuse juures suuremad kohastumused kui staatiline PYR, staatiline POL või POL $\to$ PYR järjestus [12].

Optimaalne hooajaline periodiseerimise struktuur:

Ettevalmistav faas        -->   Võistluseelne faas       -->   Võistlusfaas
Suur maht, madal intensiivsus   Püramidaalne jaotus            Polariseeritud jaotus
(>80% 1. tsooni baas)           (LIT + lävimaht)               (LIT + siht-kõrge intensiivsus)

Üleminek PYR $\to$ POL tõi kaasa suhtelise $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$-i ~3,0% kasvu, kiiruse ~1,7% tõusu vere laktaaditasemel $2\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ (${\text{vBLa}}_2$), kiiruse ~1,5% tõusu vere laktaaditasemel $4\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ (${\text{vBLa}}_4$) ja 5 km eraldistardi tulemuse ~1,5% paranemise [12].

See järjestus ühtib tippspordi vastupidavusprogrammides täheldatud makrotsükli ülesehitusega: vundamenti laduv suure mahuga madala intensiivsusega baastreening üldettevalmistavas faasis, üleminek püramidaalsele jaotusele lävivastupidavuse arendamiseks võistluseelses faasis ning lõpetamine polariseeritud jaotusega, et optimeerida maksimaalset aeroobset võimsust ja $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$-i vahetult enne võistlusi [12].