VO2 max-i optimeerimine: teaduspõhised treeningintensiivsused, intervallistruktuurid ja mahujaotused

Sissejuhatus

Maksimaalne hapnikutarbimine ($\dot{V}\text{O}_2\text{max}$) on aeroobse vastupidavusvõime ja üldise kardiorespiratoorse võimekuse peamine määraja. Harrastussportlaste puhul — keda tavaliselt määratletakse kui indiviide, kelle esialgne võimekustase on kuni 55 mL·kg⁻¹·min⁻¹ meestel ja 49.5 mL·kg⁻¹·min⁻¹ naistel [1] — on tsentraalsete ja perifeersete kohastumiste jätkumiseks vajalik treeningu intensiivsuse ja mahu süsteemne progresseerumine. Treeningfüsioloogia kirjanduses on põhjalikult uuritud intervallistruktuuride, intensiivsustsoonide ja mikrotsükli mahujaotuste eraldiseisvaid ning kombineeritud mõjusid, et selgitada välja optimaalsed protokollid $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i kasvatamiseks.

Treeningu intensiivsustsoonid ja töörežiimid

Intervalltreeningu ülesehitused tagavad võrreldes tavapäraste pidevate vastupidavustreeningutega usaldusväärselt suurema $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i kasvu [1, 4, 6]. 37 uuringut ja 334 väheliikuvat kuni harrastustasemel aktiivset katsealust hõlmanud metaanalüüs leidis, et intervalltreeningu protokollid (≥3 päeva nädalas, ≥10 minutit kõrge intensiivsusega tööd intensiivsusel ≥80–85% $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$, töö ja taastumise suhtega vähemalt 1:1) andsid 6 kuni 13 nädala jooksul keskmiseks $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i tõusuks 0,51 L·min⁻¹ [1]. Seevastu pidev mõõduka intensiivsusega treening toob tavaliselt kaasa väiksema keskmise juurdekasvu (~0,40 L·min⁻¹ 20 nädala jooksul) koos suurema individuaalse varieeruvuse ja mittesoovitud vastuse (non-responder) määraga [1].

Hinnates intervalltreeningu eri modaliteete treenitud ja aktiivsete populatsioonide võrgustikmetaanalüüsides, ilmneb, et mitmed kõrge intensiivsusega lähenemised on tõhusad [4, 18]:

• Kordusspurditreening (RST – Repeated Sprint Training): Maksimaalsed pingutused kestusega ≤10 sekundit (tavaliselt 3–7 sekundit) lühikeste taastumispausidega (≤60 sekundit). RST näitas $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i paranemise efektisuuruseks $g = 1,04$ võrreldes tavapärase pideva treeninguga ($g = 0,29$) [4]. Märkimisväärseid paranemisi täheldati juba 2 nädala pikkustes sekkumistes, kui treeniti 3 korda nädalas [4].
• Kõrge intensiivsusega intervalltreening (HIIT – High-Intensity Interval Training): Submaksimaalsed kuni peaaegu maksimaalsed pingutused, mida sooritatakse 80–100% juures maksimaalsest võimekusest ($g = 1,01$ kontrollrühma suhtes) [4]. HIIT näitab tugevat järjepidevust kardiorespiratoorse võimekuse parandamisel nii tervete kui ka ülekaaluliste/rasvunud kohortide seas [6, 18].
• Spurdi-intervalltreening (SIT – Sprint Interval Training): Maksimaalsed supramaksimaalsed ("all-out") pingutused (tavaliselt 20–30 sekundit), mida liigendavad pikemad passiivsed või aktiivsed taastumisperioodid ($g = 0,69$) [4]. Kuigi SIT käivitab tervetel sportlastel tõhusalt metaboolseid kohastumisi ja rasvamassi vähenemist [6], väheneb selle mõju aeroobsele võimekusele, kui taastumisintervallid on valesti üles ehitatud [4].

Statistilised võrdlused näitavad, et RST, HIIT ja SIT vahel puuduvad olulised erinevused $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i netoparanemises ($p > 0,05$) [4]. Meta-regressioon üle intensiivsuse tertsiilide (~60–70%, ~80–92,5% ja ~100–250% $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$) kinnitab, et kõrge intensiivsusega treeninglõigud annavad absoluutse $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i samaväärse tõusu (+0,26 kuni +0,35 L·min⁻¹), nõudes samas mõõduka pideva treeninguga võrreldes oluliselt väiksemat treeningumahtu ja treeningukorra kestust [16].

Intervallistruktuuri ja töö-taastumise suhte optimeerimine

Intervalli arhitektuur — konkreetselt töölõigu kestus, taastumislõigu pikkus ning töö ja taastumise suhe (WRR – work-to-recovery ratio) — määrab treeningukorra jooksul $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i juures või selle lähedal veedetud aja.

Pikad vs. lühikesed HIIT-intervallid

Kõrge intensiivsusega intervallide määramisel mõjutab töölõigu kestus oluliselt kohastumise ulatust. Metaanalüütiliste andmete alagruppide analüüs näitab, et protokollid, mis kasutasid pikemaid intervallikestusi (nt 3–5 minutit intensiivsusel ≥85–90% $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$), saavutasid keskmise $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i paranemise 0,8 kuni 0,9 L·min⁻¹, ületades märgatavalt lühemaid lõike [1].

Kolmetasandiline meta-regressioonanalüüs tuvastas HIIT parameetritele ümberpööratud U-kujulise doosi-vastuse kõvera [4]:

• Optimaalne töökestus: Suurimad $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i kohastumised saavutatakse ligikaudu 140-sekundilise korduse töökestuse juures [4].
• Optimaalne töö ja taastumise suhe: WRR umbes 0,85 (mis vastab 140 sekundile tööle koos ~165-sekundilise taastumisega) maksimeerib aeroobsed kohastumised [4].

Taastumispiirangud SIT puhul

Supramaksimaalse spurdi-intervalltreeningu puhul on taastumise kestus kriitiline parameeter. Võrgustik-metaregressioon näitas, et sportlaste $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i paranemine kaotab statistilise olulisuse, kui taastumisintervallid ületavad 97 sekundit [4]. Kõige tõhusamad SIT mudelid hoiavad spurdikestuse ≤30 sekundi juures ja taastumise rangelt alla 97 sekundi, tehes 3 treeningut nädalas 3 kuni 6 nädala jooksul [4].

Treeningu iganädalane intensiivsuse jaotus: polariseeritud vs. püramidaalne

Vastupidavusspordi teaduses standardiseeritakse treeningu jaotust vere laktaadi ja ventilatoorsete markerite põhjal määratletud kolmetsoonilise mudeli abil [8]:

1. Tsoon 1 (Madala intensiivsusega treening, LIT): Alla esimese ventilatoorse läve ($\text{VT}_1$) / vere laktaat $<2\text{ mmol·L}^{-1}$.
2. Tsoon 2 (Mõõduka intensiivsusega treening, MIT): $\text{VT}_1$ ja $\text{VT}_2$ vahel / vere laktaat $2–4\text{ mmol·L}^{-1}$ (lävetsoon).
3. Tsoon 3 (Kõrge intensiivsusega treening, HIT): Üle teise ventilatoorse läve ($\text{VT}_2$) / vere laktaat $>4\text{ mmol·L}^{-1}$.

Jaotusmudelite võrdlus

• Polariseeritud mudel (POL): Suunab ligikaudu 75–80% mahust 1. tsooni, minimaalselt 2. tsooni (0–5%) ja 15–20% 3. tsooni [8].
• Püramidaalne mudel (PYR): Suunab >70% 1. tsooni, kusjuures 2. ja 3. tsoonis on osakaalud kahanevad [8].
• Lävemudel (THR): Suunab kogumahust >40% 2. tsooni [8].

Süstemaatilised ülevaated kinnitavad, et nii polariseeritud kui ka püramidaalsed mudelid tagavad parema $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i tõusu, submaksimaalse ökonoomsuse ja eraldistardist soorituse võrreldes läverõhuliste jaotustega [8, 9]. Võrreldes POL-i ja PYR-i võistlussportlastel ja harrastajatel, on üldised erinevused $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i kohastumises ebaolulised (standardiseeritud keskmine erinevus [SMD] = -0,06, $p = 0,68$) [12].

Kuid individuaalsete osalejate andmete metaanalüüsid näitavad sportlaste tasemel lahknevust ($p < 0,05$, SMD = -0,63) [12]:

• Kõrgelt treenitud võistlussportlased saavad polariseeritud jaotusest marginaalselt suuremat füsioloogilist kasu [12].
• Harrastussportlased saavutavad samaväärse või parema arengu püramidaalse jaotuse korral [12], mis võimaldab teha rohkem ühtlases tempos tempo-/lävetreeningu mahtu (2. tsoon), säilitades samal ajal kõrge intensiivsusega intervallide stiimuli.

Nende mudelite järjestikune periodiseerimine (nt 8 nädalat püramidaalset treeningut, millele järgneb 8 nädalat polariseeritud treeningut) on samuti näidanud suurt tõhusust samaaegseks läve ja $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i parandamiseks [9]. Märkimisväärne on see, et treeningu jaotuse jälgimisel tuleb arvestada mõõtmismetoodikaga: intensiivsuse kvantifitseerimine südame löögisageduse abil kipub pingutuse kiirete muutuste puhul maha jääma ja alahindab 3. tsooni osakaalu võrreldes võimsuse, tempo või subjektiivse tajutava pingutusega [9].

Periodiseerimine ja doosi-vastuse kaalutlused

Periodiseerimise struktuurid — sealhulgas lineaarsed, pöördlineaarsed ja lainelised formaadid — parandavad harrastussportlaste rühmades usaldusväärselt $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$-i, jooksuökonoomsust ja laktaadiläve võimsust [14]. Jalgratturite uuringutes, kus võrreldi periodiseerimismudeleid, mis kasutasid 4×16 min (2. tsoon), 4×8 min (2./3. tsoon) ja 4×4 min (3. tsoon) mesotsükleid, andis lineaarne progresseerumine püsiva võimsuse osas suurema positiivselt reageerijate osakaalu (87%) võrreldes pöördlineaarse (63%) ja lainelise (56%) mudeliga [14].

Doosi-vastuse vaatenurgast näitavad Bayesi võrgustikmetaanalüüsid, et intervalltreening annab aktiivsetes populatsioonides märkimisväärseid paranemisi laias täiendava doosi vahemikus (mõõdetuna MET-min/nädalas), kusjuures esialgne $\dot{V}\text{O}_2\text{max}$ või vanus ei toimi selgete moderaatoritena [18]. Kõrgelt treenitud kohortides tuleb aga intervalltreeningu mahtu hoolikalt jälgida; intervalltreeningu treeningimpulsi (IT S TRIMP) monitoorimine on kriitiline, sest liigne kõrge intensiivsusega maht ilma piisava madala intensiivsusega baasita võib edasisi kohastumisi pärssida [15, 20]. Harrastussportlastele tuleb kasuks esialgse madala intensiivsusega mahu vundamendi rajamine, et tagada lihas-skeletisüsteemi valmisolek enne kõrge intensiivsusega intervallsessioonide sageduse suurendamist [15].