HIIT ir jėgos treniruotės: kaip jas derinti tarpusavyje?

Interferencijos fenomenas ir šiuolaikinis požiūris

Lygiagretus treniravimas (angl. concurrent training, CT) – vienalaikis jėgos pratimų ir ištvermės lavinimo integravimas į treniruočių programą – istoriškai buvo laikomas iš esmės prieštaraujančiu maksimalios raumenų jėgos, hipertrofijos ir galingumo vystymui [4]. Ankstyvosios konceptualios paradigmos, tokios kaip Docherty ir Sporer pasiūlytas modelis, teigė, kad interferencija pasiekia piką, kai didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT, esant 95–100 % $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) derinamos su vidutinio ir didelio pakartojimų skaičiaus jėgos treniruotėmis ($\ge 10$ maksimalių pakartojimų [RM]) [2].

Vis dėlto šiuolaikinė fizinių krūvių fiziologija šį požiūrį iš esmės pakoregavo. Metaanalizės duomenys, vertinantys treniruotus komandinių sporto šakų atletus, rodo, kad jėgos treniruočių derinimas su HIIT pagrįstu kondicionavimu gali reikšmingai padidinti apatinės kūno dalies maksimalią jėgą, palyginti su vien tik jėgos treniruotėmis (vidutinis skirtumas: 4,20 kg, 95 % PI: nuo 0,71 iki 7,68, $p=0,02$), nekenkiant apatinės kūno dalies galingumo adaptacijoms (standartizuotas vidutinis skirtumas: 0,08, 95 % PI: nuo -0,23 iki 0,39, $p=0,62$) [1]. Šios išvados paneigia prielaidą, kad didelio intensyvumo aerobinis treniravimas neišvengiamai slopina neuroraumeninę adaptaciją [1, 2].

Molekulinė signalizacija ir tarpląstelinės sąveikos hipotezė

Vienkartinis jėgos treniruotės krūvis griaučių raumenų baltymų sintezės (angl. muscle protein synthesis, MPS) greitį ankstyvuoju atsigavimo laikotarpiu (1–5 val.) padidina iki 2,7 karto, palyginti su ramybės būsena, o šis padidėjimas išlieka 24–48 valandas [11]. Šį anabolinį atsaką daugiausia lemia rapamicino taikinio žinduolių ląstelėse kompleksas 1 (mTORC1), kuris skatina nuo kepurėlės priklausomą transliacijos iniciaciją, fosforilindamas tolesnius efektorius, įskaitant p70S6 kinazę 1 (S6K1) ir eukariotų iniciacijos veiksnio 4E rišantį baltymą 1 (4E-BP1) [10, 11]. Kai mTORC1 farmakologiškai blokuojamas rapamicinu, ankstyvas krūvio sukeltas MPS padidėjimas žmogaus organizme visiškai išnyksta, o perkrovos sukelta hipertrofija graužikų modeliuose nuslopinama maždaug 95 % [11].

Klasikinis molekulinis interferencijos modelis teigė, kad ištvermės krūvis aktyvuoja 5'-adenozinmonofosfatu aktyvuojamą proteinkinazę (AMPK) per padidėjusį tarpląstelinio AMP kiekį, kurį generuoja adenilatkinazė [6, 12]. Fosforilinta AMPK veikia kaip energijai jautrus neigiamas mTORC1 reguliatorius, tiesiogiai fosforilindamas Raptor subvienetą ir didindamas tuberozinės sklerozės komplekso 2 (TSC2) aktyvumą, taip slopindamas tolesnį p70S6K fosforilinimą ir transliacijos iniciaciją [6, 12]. Kartu AMPK skatina mitochondrijų biogenezę per peroksisomų proliferatoriaus aktyvuoto receptoriaus gama koaktyvatoriaus 1-alfa (PGC-1$\alpha$) transkripciją ir stimuliuoja autofagiją per ULK1 fosforilinimą [12].

Jėgos pratimai                         Didelio intensyvumo ištvermė
       │                                           │
   Akt aktyvacija                             AMPK aktyvacija
       │                                      │           │
  TSC2 slopinimas                     TSC2 aktyvacija  Raptor slop.
       │                                      └───┬───────┘
       ▼                                          ▼
 mTORC1 aktyvacija   ◄─────────────────── mTORC1 slopinimas
       │
p70S6K1 ir 4E-BP1 fosforilinimas
       │
Nuo kepurėlės priklausoma transliacija ir MyoPS

Nepaisant šio teorinio antagonizmo, empiriniai tyrimai rodo, kad praktinėmis treniruočių sąlygomis molekulinė interferencija nėra absoliuti kliūtis [2, 9]. Tyrimai, kuriuose nagrinėjama laisvai gyvenančių asmenų miofibrilių baltymų sintezė (angl. myofibrillar protein synthesis, MyoPS) ir ūmi signalizacija po krūvio, rodo, kad nei ankstyvojo atsigavimo mTORC1 signalizacija, nei integruoti MyoPS rodikliai nesusilpnėja, kai jėgos treniruotės derinamos su HIIT arba vidutinio intensyvumo tolygiosiomis treniruotėmis (angl. moderate-intensity continuous training, MICT) [2]. Žmogaus griaučių raumenyse atlikus jėgos pratimus, po kurių iškart sekė HIIT (10 $\times$ 1 minutė esant 90 % maksimalaus širdies susitraukimų dažnio), nustatyta reikšmingai didesnė mTOR fosforilinacija (Ser2448) ir padidėjęs PGC-1$\alpha$ mRNR variantų kiekis, palyginti su vien tik jėgos pratimais, nors raumenų irimo žymuo MuRF-1 taip pat buvo padidėjęs [9].

Be to, AMPK aktyvacija ištvermės krūvio metu priklauso nuo intensyvumo: Rose et al. pademonstravo ryškią AMPK fosforilinaciją esant 85 % $\dot{V}{\text{O}}_{2\text{peak}}$, palyginti su 35 % $\dot{V}{\text{O}}_{2\text{peak}}$, tuo tarpu vidutinio intensyvumo važiavimas dviračiu esant ~65 % $\dot{V}{\text{O}}_{2\text{peak}}$ ištvermės treniruotiems asmenims neaktyvavo griaučių raumenų AMPK [7]. Kadangi treniruotumo lygis ištobulina ir nuslopina molekulinius signalinius kelius – netreniruotiems asmenims būdingi bendri transkripciniai atsakai, o treniruotiems atletams – specifinės, fenotipui būdingos adaptacijos, – faktinė interferencijos išraiška labai priklauso nuo atleto pasirengimo, apimties ir treniruotės atlikimo [7].

Ūmus liekamasis nuovargis prieš lėtinę molekulinę adaptaciją

Dabartiniai įrodymai rodo, kad interferencijos efektą daugiausia lemia ūmus liekamasis neuroraumeninis ir metabolinis nuovargis, o ne nuolatinis lėtinis molekulinis nesuderinamumas [2]. Kai didelio intensyvumo ištvermės krūviai išeikvoja raumenų glikogeną, sukelia periferinį nuovargį arba fizinio krūvio sukeltus raumenų pažeidimus, vėlesnė jėgos generacija ir jėgos treniruočių metu pasiekiama tūrio apkrova (angl. volume-load) sumažėja [2, 4].

Naujausi Vechin et al. modeliai rodo, kad labai didelio intensyvumo intervaliniai formatai, tokie kaip sprinto intervalinės treniruotės (angl. Sprint Interval Training, SIT, ~180 % maksimalios aerobinės galios) ir kartotinių sprintų treniruotės (angl. Repeated Sprint Training, RST, ~140 % maksimalios aerobinės galios), pasižymi neuroraumeninio rekrutavimo profiliais ir glikolitiniais poreikiais, analogiškais $\ge 10$ RM jėgos serijoms [2]. Šie sprinto intervalų protokolai neslopina neuroraumeninių adaptacijų fiziškai aktyvioms moterims, regbio ar ledo ritulio žaidėjams [2]. Kadangi MICT, HIIT ir SIT skatina panašias periferines oksidacines adaptacijas (tokias kaip mitochondrijų biogenezė ir kapiliarų angiogenezė), specialistai turi didelį lankstumą rinkdamiesi kondicionavimo formatus, ribojančius pernelyg didelį nuovargį [2].

Kondicionavimo modalumas: mechaninis stresas ir raumenų pažeidimai

Aerobinio krūvio pobūdis iš esmės lemia ilgalaikių intervencijų metu stebimos interferencijos laipsnį [4, 5]. Esminė Wilson et al. metaanalizė, apėmusi 21 tyrimą ir 422 efektų dydžius, nustatė reikšmingus skirtumus, priklausančius nuo modalumo: lygiagretūs jėgos ir bėgimo protokolai lėmė reikšmingą hipertrofijos ir jėgos adaptacijų sumažėjimą, o jėgos treniruotės, suderintos su važiavimu dviračiu, šiems rodikliams nekenkė [4].

Šis neatitikimas visų pirma yra mechaninio pobūdžio: bėgimas apima didelės smūginės apkrovos pėdos kontaktus su danga ir ekscentrines stabdymo fazes, kurios sukelia didesnius raumenų pažeidimus ir pailgina struktūrinio atsigavimo trukmę [5]. Priešingai, važiavimas dviračiu ir darbas su rogutėmis (pvz., stūmimas) yra daugiausia koncentriniai veiksmai su mažu ekscentriniu stresu, pasižymintys mechaniniu profiliu, kuris nepadidina jėgos treniruočių sukeltos struktūrinės raumenų traumos [5].

Ištvermės treniruočių apimties parametrai taip pat pasižymi dozės ir atsako priklausomybe nuo interferencijos. Wilson et al. pranešė apie reikšmingas neigiamas koreliacijas tarp ištvermės treniruočių dažnumo ($r=-0,26$ – $-0,35$) bei trukmės ($r=-0,29$ – $-0,75$) ir hipertrofijos, jėgos bei galingumo prieaugio, tuo tarpu kūno riebalų masės mažėjimas tiesiogiai koreliavo su santykiniu ištvermės intensyvumu ($r=-0,60,p<0,05$) [4]. Todėl didesnio intensyvumo, trumpesnės trukmės intervalinis darbas dažnai yra laiko atžvilgiu efektyvesnis būdas pasiekti fizinio parengtumo ir kūno kompozicijos tikslus, kartu ribojant bendrą ištvermės apimtį [4].

Pratimų eiliškumas ir treniruočių planavimas

Kai jėgos treniruotės ir aerobinis kondicionavimas atliekami tą pačią dieną arba tos pačios treniruotės metu, eiliškumas sesijos viduje turi įtakos tiek tolesnei signalizacijai, tiek svorių kėlimo rezultatams [2, 6].

Ikiklinikiniuose modeliuose, vertinančiuose tos pačios dienos lygiagrečias treniruotes su 1 valandos poilsio intervalu, jėgos pratimų atlikimas prieš ištvermės krūvį (RE-EE) reikšmingai padidino pagrindinių anabolinių taikinių – p70S6K, ribosominio baltymo S6 ir 4E-BP1 – fosforilinimą, o atvirkštinė seka (EE-RE) šių žymenų nepadidino [6]. Svarbu tai, kad abi pratimų sekos vienodai padidino mitochondrijų kvėpavimo grandinės kompleksų baltymų (MTCO1, UQCRC2, ATP5A) kiekį, o tai rodo, kad jėgos treniruotės atlikimas pirmiausia išsaugo anabolinę signalizaciją neslopinant mitochondrijų biogenezės [6].

Žmonių atletų tyrimuose atlikta metaanalizės pogrupių analizė rodo, kad vidinė pratimų tvarka (jėga prieš ištvermę ar po jos) neturi statistiškai reikšmingo poveikio treniruotų komandinių sporto šakų žaidėjų fizinio pajėgumo parametrams [1]. Vis dėlto, remiantis ūmaus liekamojo nuovargio hipoteze, rekomenduojama didelio intensyvumo aerobines treniruotes atlikti po jėgos treniruočių arba atskirti šiuos du modalumus į skirtingus treniruočių langus, kad sunkių jėgos serijų metu nesumažėtų aukšto slenksčio motorinių vienetų rekrutavimas [2, 9].

Praktinės rekomendacijos interferencijai mažinti

Norint suderinti didelio intensyvumo aerobinį kondicionavimą su jėgos treniruotėmis ir kartu išsaugoti jėgą, galingumą bei raumenų masę, specialistams rekomenduojama taikyti šias moksliškai pagrįstas strategijas:

1. Valdykite ištvermės krūvių dažnumą ir trukmę: apribokite ištvermės treniruočių dažnumą ir trukmę iki minimalios dozės, reikalingos kondicionavimo tikslams pasiekti, nes abu parametrai neigiamai koreliuoja su jėgos ir hipertrofijos adaptacijomis [4].
2. Teikite pirmenybę veikloms su dominuojančiu koncentriniu darbu: kai įmanoma, vietoj didelio smūginio poveikio bėgimo rinkitės važiavimą dviračiu, irklavimą ar apsunkintų rogučių stūmimą, taip sumažindami ekscentrinius raumenų pažeidimus ir paspartintą struktūrinį nuovargį [4, 5].
3. Atlikite jėgos treniruotes prieš kondicionavimą: tos pačios dienos treniruotėse maksimalių svorių jėgos pratimus atlikite prieš HIIT, SIT ar tolygųjį ištvermės krūvį, kad ūmus liekamasis nuovargis nesumažintų mechaninės apkrovos ir nepažeistų anabolinių signalinių kaskadų [2, 6].
4. Taikykite sprinto intervalinius formatus (SIT / RST): integruokite SIT (~180 % maksimalios aerobinės galios) arba RST (~140 % maksimalios aerobinės galios), kad sukeltumėte širdies ir kraujagyslių bei metabolines adaptacijas taikydami neuroraumeninio rekrutavimo modelius, kurie papildo jėgos treniruotes [2].
5. Atskirkite treniruotes, kai tai įmanoma: jei grafikas leidžia, atskirkite didelio intensyvumo kondicionavimo ir jėgos treniruotes keliomis valandomis arba suplanuokite jas skirtingomis dienomis, kad normalizuotųsi metaboliniai pokyčiai ir raumenys spėtų atsigauti [9].
6. Optimizuokite mitybą: palaikykite bazinį paros baltymų suvartojimą ~1,6 g/kg per dieną, paskirstytą per valgymus ~0,25 g/kg porcijomis jaunesniems asmenims ir ~0,40 g/kg vyresnio amžiaus sportininkams, akcentuodami leucino turtingus šaltinius, kad palaikytumėte mTORC1 aktyvaciją ir kompensuotumėte lygiagrečią katabolinę signalizaciją [9, 10].