HIIT ir tolygaus krūvio derinimas VO2 max rodikliui didinti

Didelio intensyvumo intervalinių treniruočių (HIIT) derinimas su mažo intensyvumo tolygiu ištvermės krūviu ženkliai pagerina maksimalų deguonies suvartojimą (${\text{VO}}_2\text{ max}$), tačiau idealus derinys labai priklauso nuo pradinio treniruotumo lygio [1, 14]. Netreniruotiems ar laisvalaikiu sportuojantiems asmenims beveik bet koks nepertraukiamo aerobinio krūvio ir intervalinių treniruočių derinys ${\text{VO}}_2\text{ max}$ didina panašiai, o intensyvumas leidžia pasiekti norimą stimulą taupant laiką [11, 14]. Gerai treniruotiems ir elitiniams ištvermės sportininkams struktūruoti deriniai, kuriuose maždaug 75–80 % treniruočių laiko skiriama mažo intensyvumo pratimams, o 15–20 % – didelio intensyvumo intervalams (vadinamasis poliarizuotas treniravimasis), užtikrina didesnį ${\text{VO}}_2\text{ max}$ prieaugį nei modeliai, kuriuose dominuoja slenkstinis intensyvumas [1, 2, 3]. Vis dėlto šis poliarizuoto modelio pranašumas treniruotiems asmenims labiausiai pasireiškia trumpalaikiuose, trumpesniuose nei 12 savaičių cikluose ir ne visada lemia geresnius atskiro starto lenktynių rezultatus ar didesnę galią ties laktato slenksčiu [1].

Treniruočių intensyvumo zonos ir pasiskirstymo modeliai

Norėdami sistemiškai palyginti pratimų derinius, sporto mokslininkai naudoja trijų zonų intensyvumo sistemą, apibrėžiamą fiziologiniais rodikliais [8]:

• 1 zona (žemas intensyvumas): Žemiau pirmojo ventiliacinio arba laktato slenksčio (${\text{VT}}_1/{\text{LT}}_1$), kur ${\text{LT}}_1$ paprastai pasiekiamas ties maždaug 52 % maksimalios aerobinės galios arba 65–70 % funkcinės slenkstinės galios (FTP) [8].
• 2 zona (vidutinis / slenkstinis intensyvumas): Tarp ${\text{LT}}_1/{\text{VT}}_1$ ir antrojo slenksčio (${\text{LT}}_2/{\text{VT}}_2$ arba maksimalios laktato pusiausvyros būsenos), pasibaigianti ties maždaug 4 mmol/l kraujo laktato koncentracija [8].
• 3 zona (didelis intensyvumas): Virš ${\text{LT}}_2$, apimanti intensyvumą, artimą ${\text{VO}}_2\text{ max}$ arba jį viršijantį [8].

Intervalų metodai 3 zonoje toliau skirstomi į tradicinį HIIT (atkarpas ties maždaug 100 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$), sprinto intervalų treniruotes (SIT; viršmaximalias pastangas >100 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$, trunkančias 10–30 sekundžių su 4–4,5 minučių poilsiu) ir kartotinio sprinto treniruotes (RST; sprintus $\le$10 sekundžių su poilsiu $\le$60 sekundžių) [18].

Kaip sportininkai derina šias zonas, lemia skirtingus treniruočių intensyvumo pasiskirstymo modelius (TID) [3, 8]:

• Poliarizuotas (POL): Maždaug 75–80 % (ir iki 80–90 %) treniruočių apimties skiriama 1 zonai, mažiau nei 10 % – 2 zonai ir 15–20 % – 3 zonai [2, 8].
• Piramidinis (PYR): 60–70 % (arba 75–85 %) skiriama 1 zonai, 15–25 % – 2 zonai ir 5–10 % – 3 zonai [4, 8].
• Slenkstinis (THR): Maždaug 45–50 % skiriama 1 zonai, 45–50 % – 2 zonai ir 5–10 % – 3 zonai [3].

Adaptacija netreniruotų ir vidutiniškai aktyvių suaugusiųjų organizme

Jaunų, sveikų suaugusiųjų ${\text{VO}}_2\text{ max}$ teigiamai reaguoja į įvairius pratimų intensyvumus ir jų derinius [14]. Išanalizavus 28 trumpalaikių ir vidutinės trukmės treniruočių tyrimus (4–8 savaičių), ${\text{VO}}_2\text{ max}$ prieaugis neparodė jokio statistiškai reikšmingo ryšio su treniruočių intensyvumu, treniruotės doze, pradine aerobine forma ar bendra apimtimi [14].

Padalijus treniruotes į tris intensyvumo trečdalius (~60–70 %, ~80–92,5 % ir ~100–250 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$), gautas panašus absoliutus maksimalaus deguonies suvartojimo padidėjimas (atitinkamai +0,29 l/min, +0,26 l/min ir +0,35 l/min) [14]. Didesnio intensyvumo intervalai šiuos prieaugius leido pasiekti su žymiai mažesne treniruotės doze ir bendra apimtimi, todėl mažiau treniruotoms populiacijoms didelio intensyvumo pratimai pirmiausia yra laiko atžvilgiu efektyvi, o ne išimtinai pranašesnė strategija [14]. Bazinio aerobinio pajėgumo gerinimas yra kliniškai reikšmingas, nes kiekvienas ${\text{VO}}_2\text{ max}$ padidėjimas 1 MET ($3,5\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) siejamas su 10–25 % mažesniu mirtingumu nuo širdies ir kraujagyslių ligų bei visų kitų priežasčių [14].

Tiesioginiai atskirų metodų palyginimai taip pat rodo, kad nors 8 savaičių HIIT gali lemti didesnį santykinį ${\text{VO}}_2\text{ max}$ padidėjimą nei nepertraukiamas vidutinio intensyvumo krūvis (15 % prieš 9 %) [11], tiek nepertraukiamos tolygios treniruotės, tiek sprinto intervalų protokolai per 6 savaites sukelia panašų raumenų oksidacinių fermentų kiekio padidėjimą [11].

Deriniai gerai treniruotiems ir elitiniams sportininkams

Sportininkų treniruotumui artėjant prie nacionalinio ir tarptautinio lygio, treniruočių intensyvumo pasiskirstymas tampa lemiamu veiksniu [1, 3, 18]. Labai gerai treniruotų asmenų širdies ir kraujagyslių bei raumenų sistemos jau yra puikiai išvystytos, todėl tolesnį ${\text{VO}}_2\text{ max}$ augimą vien vidutinio intensyvumo nepertraukiamu krūviu paskatinti tampa sunkiau [3, 13].

17 tyrimų ($n=437$) metaanalizė parodė, kad poliarizuotas pasiskirstymas yra pranašesnis už kitus treniruočių modelius siekiant padidinti maksimalų deguonies suvartojimą ($\text{SMD}=0,24,p=0,040$) [1]. Šis pranašumas buvo ypač ryškus tarp gerai treniruotų sportininkų ($\text{SMD}=0,46,p=0,01$) ir taikant intervencijas, kurios truko mažiau nei 12 savaičių ($\text{SMD}=0,40,p=0,01$) [1]. 9 savaičių atsitiktinių imčių tyrime su gerai treniruotais ištvermės sportininkais (pradinis ${\text{VO}}_2\text{peak}$ – $62,6\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) poliarizuotas treniravimasis lėmė 11,7 % ${\text{VO}}_2\text{peak}$ padidėjimą ($+6,8\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ir pranoko didelės apimties žemo intensyvumo, slenkstinio bei vien intervalais grįstus modelius [19]. Greitis ir galia ties 4 mmol/l kraujo laktato koncentracija taip pat pagerėjo po poliarizuotų (+8,1 %) ir į HIIT orientuotų (+5,6 %) treniruočių, o slenkstinis bei didelės apimties treniravimasis neparodė reikšmingo pagrindinių pajėgumo rodiklių pagerėjimo [19].

Panašiai 9 savaičių tyrime su plento dviratininkais nustatyta, kad poliarizuotas pasiskirstymas pagerino ${\text{VO}}_2\text{ max}$ 11,7 %, palyginti su 3,5 % grupėje, orientuotoje į slenkstinį intensyvumą; taip pat užfiksuotas didesnis galios ties ${\text{VO}}_2\text{ max}$ (+8,1 %) ir atskiro starto lenktynių rezultatų (+5,1 %) prieaugis [5]. Apžvalgose, nagrinėjančiose pasiskirstymą su ~81 % žemo intensyvumo, ~3 % slenkstinio ir ~15 % didelio intensyvumo treniruočių, taip pat pastebėtas nuoseklus darbo ekonomiškumo pagerėjimas nuo 1 % iki 8,1 % [20].

Įtraukiant HIIT į elito sportininko programą, darbo ir poilsio santykio parametrai daro įtaką aerobinei adaptacijai [13]. Nacionalinio lygio sportininkams HIIT reikšmingai labiau padidino ${\text{VO}}_2\text{ max}$, palyginti su įprastomis treniruotėmis, kai poilsio intervalai buvo $\ge$2 minutės, o poilsio intensyvumas išliko mažas ($\le$40 %) [13]. Vertinant širdies ir kraujagyslių adaptacijas, tokie intervalai kaip $4\times 4$ minutės ties 90–95 % maksimalaus širdies susitraukimų dažnio su 3 minučių aktyviu poilsiu lėmė 10 % didesnį sistolinio tūrio pagerėjimą nei ilgas, lėtas nepertraukiamas bėgimas [11].

Papildantys fiziologiniai mechanizmai

Mažo intensyvumo tolygaus krūvio derinimas su didelio intensyvumo intervalais veikia todėl, kad kiekvienas metodas skatina aerobinę adaptaciją per skirtingus molekulinius ir fiziologinius kelius [11]:

• Pirminis signalų perdavimas: Didelės apimties nepertraukiamas ištvermės krūvis aktyvina pagrindinį mitochondrijų biogenezės reguliatorių PGC-1$\alpha$, daugiausia per nuo kalcio ir kalmodulino priklausomos proteinkinazės (CaMK) kelią, o didelio intensyvumo intervalinės treniruotės signalus perduoda daugiausia per 5'-AMP aktyvuojamos proteinkinazės (AMPK) kelią [11].
• Fermentinis pajėgumas: 3 zonos sprinto intervalai pastebimai padidina pagrindinių mitochondrijų fermentų, įskaitant citrato sintazę (+36 %), malato dehidrogenazę (+29 %) ir sukcinato dehidrogenazę (+65 %), aktyvumą [11].
• Aerobinės bazės poreikis: Tiek poliarizuotas, tiek piramidinis pasiskirstymas remiasi didele pratimų apimtimi žemiau ${\text{LT}}_1$ (>75 % viso laiko), kad išvystytų mitochondrijų tankį, riebalų oksidacijos pajėgumą ir judėjimo ekonomiškumą, nesukeliant perteklinio autonominės nervų sistemos nuovargio [4, 6].

Periodizacija sezono metu

Nors poliarizuoti ciklai padeda pasiekti trumpalaikį ${\text{VO}}_2\text{ max}$ piką, sportininkai nebūtinai laikosi poliarizuoto modelio ištisus metus [6, 8]. Nuoseklios periodizacijos tyrimai rodo, kad perėjimas nuo piramidinio pasiskirstymo bendrojo pasirengimo fazėje prie poliarizuoto priešvaržybinėje fazėje užtikrina didesnį ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ir 5 km bėgimo rezultatų pagerėjimą (+1,5 %) nei statiško pasiskirstymo išlaikymas viso sezono metu [8]. Ilgalaikė elitinių irkluotojų stebėsena patvirtina, kad sportininkai natūraliai taiko šį poslinkį: pasirengimo etape kaupia didelę bazinę apimtį, o prieš varžybas intensyvumą koncentruoja į poliarizuotus modelius [6].

Be to, treniruotės, kuriose dominuoja slenkstinis intensyvumas, išlaiko specifinę naudą. Nustatyta, kad ultraištvermės bėgikams poliarizuotas treniravimasis pagerino ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ir riebalų apykaitą, tačiau slenkstinis treniravimasis buvo pranašesnis siekiant išlaikyti neuroraumeninę funkciją, maksimalų valingą susitraukimą ir jėgos vystymo greitį [6]. Ilgesniuose kelių mėnesių makrocikluose piramidinis treniravimasis taip pat pasirodė labai efektyvus ir lėmė didesnį 10 km bėgimo rezultatų pagerėjimą nei slenkstinis treniravimasis (2,7 % prieš 0,4 %) [5].

Apribojimai ir išlygos

Nors gerai treniruotų sportininkų grupėse poliarizuotas treniravimasis rodo statistiškai reikšmingą pranašumą didinant ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ir ${\text{VO}}_2\text{peak}$, šis privalumas turi svarbių išlygų [1]:

• Nėra bendro pranašumo kitiems rezultatų rodikliams: Apibendrinti metaanalizės rezultatai parodė, kad poliarizuotas treniravimasis neturėjo statistiškai reikšmingo pranašumo prieš kitus modelius vertinant atskiro starto lenktynių laiką, laiką iki visiško išsekimo ar greitį / galią ties antruoju laktato / ventiliaciniu slenksčiu [1].
• Laiko apribojimai: Pastebėtas poliarizuoto pasiskirstymo pranašumas piko deguonies suvartojimui pasireiškia trumpalaikėse, mažiau nei 12 savaičių trunkančiose intervencijose; trūksta įrodymų, patvirtinančių išliekantį pranašumą ilgesniuose kelerių metų cikluose [1].
• Populiacijos specifiškumas: Netreniruotų ir laisvalaikiu sportuojančių asmenų grupėse tikslus intervalinių ir tolygių treniruočių santykis yra daug mažiau svarbus nei nuoseklus treniruočių tęstinumas, nes bendra aerobinė adaptacija lengvai pasiekiama esant įvairiems intensyvumo deriniams [14].