VO2 max treniruotės: kaip suderinti intervalus ir lengvas treniruotes?

Trijų zonų intensyvumo modelis

Norint kiekybiškai įvertinti ištvermės treniruočių krūvio pasiskirstymą, reikalingas objektyvus fiziologinis modelis. Sporto moksle visuotinai remiamasi trijų zonų sistema, pagrįsta metaboliniais ir kvėpavimo slenksčiais [1, 6]:

• 1 zona (mažo intensyvumo treniruotės, LIT): žemiau pirmojo ventiliacinio slenksčio (VT1) arba pirmojo laktato slenksčio (LT1), atitinkanti laktato koncentraciją kraujyje <= 2,0 mmol/l. Šioje srityje dominuoja oksidacinis metabolizmas [1, 6].
• 2 zona (slenkstinės treniruotės, ThT): tarp VT1/LT1 ir antrojo ventiliacinio/laktato slenksčio (VT2/LT2), atitinkanti laktato koncentraciją kraujyje nuo 2,0 iki 4,0 mmol/l [1, 6].
• 3 zona (didelio intensyvumo treniruotės, HIT): virš VT2/LT2, pasižyminti nepastovios būsenos laktato kaupimusi kraujyje (> 4,0 mmol/l) ir širdies susitraukimų dažniu, viršijančiu 90 % maksimalaus [1, 6].

Remiantis šiomis ribomis, susiformavo trys pagrindinės treniruočių intensyvumo pasiskirstymo (TID) struktūros [1, 6]:

1. Poliarizuota treniruotė (POL): apie 75–80 % bendros treniruočių apimties skiriama 1 zonai, mažiau nei 10 % (dažniausiai ~5 %) – 2 zonai ir 15–20 % – 3 zonai [1, 6].
2. Piramidinė treniruotė (PYR): didžioji apimties dalis sutelkiama 1 zonoje, mažėjanti dalis – 2 zonoje, o mažiausia – 3 zonoje [6].
3. Slenkstinė treniruotė (THR): didelė apimties dalis (> 35 %) perkeliama į 2 zoną, siekiant lavinti laktato slenksčio greitį ir galią [1].

Elito ištvermės sportininkai lygumų slidinėjime, bėgime ir dviračių sporte istoriškai treniruotes grindžia didelės apimties mažo intensyvumo baze [6, 8]. Pavyzdžiui, nacionalinio lygio bėgikų retrospektyvinė analizė parodė, kad 96 % treniruočių buvo atliekamos žemiau laktato slenksčio (< 4 mmol/l) [6]. Pamatinis Stepheno Seilerio darbas patvirtino, kad elito sportininkai, atliekantys 10–14 treniruočių per savaitę, paprastai laikosi 80:20 pasiskirstymo (80 % apimties 1 zonoje ir maždaug dvi didelio intensyvumo treniruotės per savaitę), kad maksimaliai padidintų adaptaciją ir kartu suvaldytų vegetacinės nervų sistemos stresą [8].

Poliarizuotas prieš piramidinį ir slenkstinį pasiskirstymą

Metaanalizių rezultatai

Išsamioje 17 atsitiktinių imčių ir kontroliuojamų tyrimų metaanalizėje (n = 437) buvo įvertintas poliarizuotų treniruočių veiksmingumas, palyginti su kitais TID modeliais [1]. Rezultatai atskleidžia skirtingas fiziologinių ir darbingumo parametrų adaptacijas:

• Pikinė deguonies apykaita (VO2peak / VO2max): poliarizuotos treniruotės lėmė statistiškai reikšmingai didesnį VO2peak pagerėjimą, palyginti su kitais TID (standartizuotas vidurkių skirtumas [SMD] = 0,24, 95 % PI [0,01, 0,48], p = 0,040, I² = 0 %) [1]. Vis dėlto šis pranašumas ryškiausias buvo trumpesnėse nei 12 savaičių intervencijose (SMD = 0,40, p = 0,01) ir tarp gerai treniruotų sportininkų (SMD = 0,46, p = 0,01) [1].
• Laiko testo (angl. time-trial) rezultatai: POL neparodė reikšmingo pranašumo prieš kitus TID uždaro ciklo laiko testuose (SMD = -0,01, 95 % PI [-0,28, 0,25], p = 0,92, n = 221) [1].
• Laikas iki išsekimo (TTE): tarp POL ir alternatyvių modelių reikšmingo skirtumo nepastebėta (SMD = 0,30, 95 % PI [-0,20, 0,79], p = 0,24, n = 66) [1].
• Greitis / galia ties VT2/LT2: adaptacijos ties antruoju slenksčiu tarp skirtingų pasiskirstymo modelių buvo lygiavertės (SMD = 0,04, 95 % PI [-0,21, 0,29], p = 0,75, n = 253) [1].

Šias išvadas patvirtina 2024 m. Nøst et al. sisteminė apžvalga, patvirtinanti, kad trumpalaikis poliarizuotas pasiskirstymas (75–80 % LIT ties < 2 mmol/l ir 15–20 % HIT ties > 4 mmol/l) veiksmingai didina VO2max, VO2peak ir darbo ekonomiškumą įvairiose sportininkų populiacijose [3]. Ankstesniame reikšmingame atsitiktinių imčių tyrime (Stöggl ir Sperlich, 2014) poliarizuotos treniruotės lėmė didesnį VO2peak, laiko iki išsekimo ir slenkstinio greičio pagerėjimą, palyginti su vien tik slenkstinėmis arba vien tik didelės apimties mažo intensyvumo programomis [6].

Molekulinis ir ląstelinis pagrindimas

Fiziologinis pranašumas, gaunamas derinant didelę 1 zonos apimtį su tiksliniu 3 zonos darbu, kyla iš vienas kitą papildančių signalinių kelių, reguliuojančių mitochondrijų biogenezę [1]:

• Didelės apimties mažo intensyvumo krūvis (1 zona): ilgalaikiai mažo intensyvumo raumenų susitraukimai sukelia nuolatinį kalcio srautą į miocitus, aktyvuodami nuo kalcio/kalmodulino priklausomą proteinkinazę (CaMK) ir pasroviui veikiančius transkripcijos koaktyvatorius [1].
• Didelio intensyvumo intervalinis krūvis (3 zona): stiprus metabolinis sutrikdymas greitai išeikvoja ląstelių ATP, padidindamas AMP ir ATP santykį bei aktyvuodamas 5' AMP aktyvuojamą proteinkinazę (AMPK) [1].

Vienalaikis CaMK ir AMPK signalinių kelių stimuliavimas sukelia sinergetinę peroksisomų proliferatoriaus aktyvuoto receptoriaus gama koaktyvatoriaus 1-alfa (PGC-1alpha) – pagrindinio mitochondrijų biogenezės, kapiliarizacijos ir oksidacinių fermentų sintezės reguliatoriaus – ekspresiją [1].

Pasiskirstymo periodizavimas sezono eigoje

Užuot visus metus laikiusis vieno statiško TID modelio, pasiskirstymo periodizavimas duoda geresnių rezultatų [5]. 16 savaičių tyrime su gerai treniruotais bėgikais (vidutinis pradinis VO2max ~68 ml/kg/min) Luca Filipas su kolegomis įrodė, kad 8 savaičių piramidinių treniruočių blokas, po kurio sekė 8 savaičių poliarizuotų treniruočių blokas, lėmė didesnį ištvermės rezultatų ir fiziologinių rodiklių pagerėjimą nei ištisinis 16 savaičių piramidinis ar ištisinis poliarizuotas treniravimasis [5].

Intervalų struktūrų palyginimas: HIIT, SIT ir RST

Didelio intensyvumo intervalinį darbą galima suskirstyti į tris pagrindinius formatus:

1. Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT): beveik maksimalios pastangos, atliekamos ties >= 90 % VO2max arba > 75 % galios/greičio skirtumo tarp VT2 ir VO2max, o darbo atkarpos paprastai trunka nuo 1 iki 5 minučių [10, 12].
2. Sprinto intervalinės treniruotės (SIT): maksimalios arba viršmaksimalios pastangos (>= 100 % VO2max arba maksimalus sprinto greitis), trunkančios nuo 5 iki 30 sekundžių, su ilgais atsigavimo intervalais [10, 13].
3. Kartotinių sprintų treniruotės (RST): trumpi maksimalūs sprintai (<= 10 sekundžių) su trumpais, nepilno atsistatymo intervalais (<= 60 sekundžių) [14].

+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Formatas | Įprasta darbo atkarpa | Intensyvumo zona          | Pagrindinis taikinys                       |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| HIIT     | 60 s – 5 min          | 90-100% VO2max            | Centrinis širdies ir kraujagyslių pajėgumas, MAP / MAV |
| SIT      | 15 s – 30 s           | Maksimalus (> 150% MAS)   | Neuromuskulinė galia, periferinė ekstrakcija |
| RST      | <= 10 s (pvz., 30 m)  | Maksimalus sprintas       | Kartotinių sprintų gebėjimas, PCr resintezė|
+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+

Tinklo metaanalizės hierarchija VO2max rodikliui

2025 m. tinklo metaanalizėje, apėmusioje 51 tyrimą ir 1 261 sportininką, buvo išanalizuotas intervalinių protokolų veiksmingumas, palyginti su tradicinėmis ištvermės treniruotėmis [9]. Tikimybinė efekto dydžio hierarchija išsidėstė taip:

1. Kartotinių sprintų treniruotės (RST): tinklo efekto dydis g = 1,04 [9]
2. Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT): tinklo efekto dydis g = 1,01 [9]
3. Sprinto intervalinės treniruotės (SIT): tinklo efekto dydis g = 0,69 [9]
4. Tradicinės tolygios treniruotės (CT): tinklo efekto dydis g = 0,29 [9]

Nors skirtumai tarp RST, HIIT ir SIT tiesioginiuose poriniuose palyginimuose nepasiekė statistinio reikšmingumo (p > 0,05), visos trys intervalinės paradigmos užtikrino žymiai didesnį aerobinį prieaugį nei vidutinio intensyvumo tolygus krūvis [9].

HIIT dozės ir atsako santykis bei darbo ir poilsio proporcijos

Trijų lygių metaregresija nustatė apverstos U formos priklausomybę HIIT optimizavimui sportininkams [9]:

• Optimali darbo trukmė: HIIT adaptacijos pasiekia piką ties maždaug 140 sekundžių darbo trukme [9].
• Optimalus darbo ir poilsio santykis: adaptacijos pasiekia piką, kai darbo ir atsigavimo santykis yra 0,85 (tai atitinka 140 sekundžių darbą, suderintą su ~165 sekundžių poilsiu) [9].
• Ilgi prieš trumpus HIIT intervalus: Rosenblat et al. metaanalizė žurnale Sports Medicine parodė, kad ilgų intervalų HIIT (darbo atkarpos >= 4 minučių) užtikrino ~2 % didesnį distancijos laiko testo rezultatų pagerėjimą, palyginti su SIT, taip pat vidutinio dydžio efektą HIIT naudai prieš SIT pagal maksimalią aerobinę galią (MAP) ir maksimalų aerobinį greitį (MAV) (efekto dydis = 0,70) [10]. Ilgų intervalų HIIT lėmė 4 % didesnį MAP/MAV prieaugį nei SIT [10].
• Minimalus slenkstis pranašumui prieš MICT pasiekti: 53 tyrimų apžvalga patvirtino, kad nors trumpų intervalų HIIT (<= 30 s) gerina VO2max, palyginti su sėdimą gyvenimo būdą gyvenančia kontrole, tik protokolai su >= 2 minučių intervalais, >= 15 minučių sesijos apimtimi ir 4–12 savaičių intervencijos trukme nuosekliai pranoksta vidutinio intensyvumo tolygias treniruotes (SMD = 0,65–1,07) [11].

Sprinto intervalinių treniruočių (SIT) dinamika

SIT protokolai sukelia stiprias periferines adaptacijas, įskaitant pagerėjusį raumenų oksidacinį pajėgumą ir fermentinį aktyvumą [12]. Gerai treniruotiems bėgikams (pradinis VO2max ~67,4 ml/kg/min) 6 savaičių lauko SIT programa, susidedanti iš 10 x 30 sekundžių maksimalių sprintų ties ~175 % maksimalaus aerobinio greičio (MAS) su 3,5 minutės atsigavimu, reikšmingai pagerino 3000 metrų laiko testo rezultatą (p < 0,01), o efektų dydžiai siekė 0,43 VO2max, 0,65 deguonies kaštams ir 0,77 laikui iki išsekimo [13].

Vis dėlto metaregresija rodo, kad SIT efektyvumas VO2max didinimui mažėja, kai atsigavimo intervalai viršija 97 sekundes [9]. Kai SIT programuojamas su sutrumpintais poilsio periodais (pvz., 15 sekundžių poilsiu arba 1:1 santykiu), deguonies suvartojimas išlieka padidėjęs visos serijos metu, taip imituojant centrinį širdies ir kraujagyslių krūvį, būdingą HIIT, nes organizmas priverčiamas stipriai remtis aerobiniais energijos apykaitos keliais [10].

Momentiniai reikalavimai ir adaptacija kartotinių sprintų treniruotėse (RST)

Daugiapakopė 176 tyrimų (908 sportininkų kohortos) metaanalizė apibūdino RST fiziologinį krūvį [14]:

• Širdies ir kvėpavimo sistemos atsakas: vidutinis širdies susitraukimų dažnis pasiekia 163 +/- 9 tv./min (~90 % ŠSDmax), maksimalus ŠSD pasiekia 182 +/- 3 tv./min, o vidutinis deguonies suvartojimas siekia 42,4 +/- 10,1 ml/kg/min (~70–80 % VO2max) [14].
• Metabolinis stresas: serijos pabaigoje laktato koncentracija kraujyje pasiekia 10,7 +/- 0,6 mmol/l, o sprinto greičio kritimo rodiklis (Sdec) siekia 5,0 +/- 0,3 % [14].
• Struktūros kintamieji: etaloninė konfigūracija yra 6 x 30 metrų sprintai su 20 sekundžių pasyviu atsigavimu [14]. Poilsio prailginimas 10 sekundžių sumažina laktato koncentraciją kraujyje 1,1 mmol/l ir sprinto greičio kritimą 1,4 %, o atstumo padidinimas 10 metrų vienam pakartojimui padidina laktatą kraujyje 2,7 mmol/l ir sprinto greičio kritimą 1,7 % [14].
• Aktyvus prieš pasyvų poilsį: aktyvaus atsigavimo skyrimas tarp pakartojimų palaiko didesnį VO2 ir ŠSD, didindamas aerobinį krūvį, tuo tarpu pasyvus poilsis kartu su trumpesniu atsigavimu ir ilgesnėmis sprinto distancijomis maksimaliai padidina neuromuskulinį nuovargį ir reikalavimus anaerobiniam pajėgumui [14]. Aerobinis pasirengimas tiesiogiai lemia atsigavimą tarp sprintų: didesnis VO2max pagreitina fosfokreatino (PCr) resintezę ir laktato šalinimą trumpų pertraukų tarp sprintų metu [14].

Mažėjantys intervalai ir W' atsistatymo kinetika

Kritinė galia ir nekintamosios būsenos energetika

Kritinė galia (CP) arba kritinis greitis (CV) apibrėžia fiziologinę ribą, skiriančią palaikomo intensyvumo (angl. steady-state) krūvį nuo nepalaikomo (angl. non-steady-state) krūvio [19]. Darbas virš CP eikvoja ribotą darbo talpą (W') arba distancijos talpą (D'), pagreitindamas raumenų fosfokreatino išeikvojimą, tarpląstelinę acidozę ir greitą deguonies suvartojimo kilimą link VO2max [18, 19]. Krūvio intensyvumui nukritus žemiau CP, prasideda W' ir D' atsikūrimas [18, 19].

Bieksponentinis W' atsikūrimas

Ankstyvasis matematinis modeliavimas (Skiba et al., 2012) W' atsistatymą aprašė monoeksponentine lygtimi, pagrįsta skirtumu tarp CP ir atsigavimo galios (DCP) [21]. Tačiau naujausi eksperimentiniai duomenys įrodo, kad W' ir D' atsikūrimas vyksta pagal bieksponentinę trajektoriją [18, 21]:

• Greitasis komponentas (tau_FC): pasižymi maždaug 21,5 sekundės laiko konstanta ir sudaro ~50,7 % visos atsikūrimo amplitudės pradinio atsigavimo metu [21].
• Lėtasis komponentas (tau_SC): pasižymi pradine ~388 sekundžių laiko konstanta ir sudaro ~49,3 % atsikūrimo amplitudės [21].
• Nuovargio poveikis kartotinių atkarpų metu: kartojant maksimalias pastangas, W' atsikūrimas žymiai sulėtėja, nes ilgėja lėtojo komponento laiko konstanta (grupinio modeliavimo duomenimis, tau_SC pailgėja nuo 388 iki 716 sekundžių), o greitojo komponento laiko konstanta išlieka stabili [21]. Bendras W' atsikūrimas vėlesniuose atsigavimo cikluose, palyginti su pirmuoju, sumažėja 9,1 % ties 180 sekundžių ir 8,2 % ties 240 sekundžių žyma [21].
• Aerobinio pasirengimo įtaka: sportininkai, pasižymintys didesniu VO2peak ir didesne kritine galia, demonstruoja žymiai greitesnę W' atsistatymo kinetiką (W'rec), leidžiančią greičiau atsistatyti tarp didelio intensyvumo pagreitėjimų [23].

   W' / D' Reconstitution (%) 
   100 |                                         ..............---
       |                                 ..---'''
    75 |                          .---''' 
       |                   .----''         [Slow Component: tau_SC ~ 388-716s]
    50 |             .---'' 
       |        ..-''                      [Fast Component: tau_FC ~ 21.5s]
    25 |     .-'
       |   .'
     0 +------------------------------------------------------------->
       0s    30s    60s    90s    120s   180s   240s   300s   360s  Time (s)

Didelio intensyvumo mažėjančių intervalų treniruotės (HIDIT)

Supratimas, kad gilesnis pradinis D' arba W' išeikvojimas pagreitina pradinį atsistatymo greitį per greitąjį komponentą, paskatino didelio intensyvumo mažėjančių intervalų treniruočių (HIDIT) sukūrimą [18, 19]. HIDIT pradedama ilgu intervalu (pvz., 3–5 minutės ties 120 % CV/CP), kad VO2 greitai pakiltų link maksimumo ir giliai išeikvotų D'/W', o po to atliekami palaipsniui trumpėjantys darbo intervalai (pvz., mažinant nuo 3 min. iki 2 min., 1 min., 45 s ir 30 s) bei proporcingai trumpinami poilsio periodai [18, 19].

Tyrimai su bėgikais ir dviratininkais patvirtina šį metodą:

• Laikas virš 90 % VO2max: gerai treniruoti bėgikai, bėgdami ties 120 % CV, atlikdami HIDIT pasiekė 579 +/- 219 sekundžių trukmę virš 90 % VO2max, palyginti su 349 +/- 111 sekundžių standartinio ilgų intervalų HIIT metu ir vos 167 +/- 188 sekundžių trumpų intervalų HIIT metu [18]. Dviratininkams HIDIT lėmė reikšmingai ilgesnį laiką > 90 % VO2peak (312 +/- 207 s) nei trumpi intervalai (182 +/- 225 s, p = 0,036) ar ilgi intervalai (179 +/- 145 s, p = 0,027) [19].
• Bendras laikas iki išsekimo (Tlim): bėgikai atliko 998 +/- 129 sekundes bendro darbo HIDIT metu, palyginti su 673 +/- 115 sekundžių ilgų intervalų HIIT ir 675 +/- 116 sekundžių trumpų intervalų HIIT metu [18].

Išnaudojant greitąjį W' atsistatymo komponentą ir sutrumpinant intervalo trukmę prieš raumenų acidozei sukeliant ankstyvą išsekimą, HIDIT maksimaliai padidina širdies ir kraujagyslių treniruočių stimulą ties intensyvumu, artimu VO2max [18, 19].

Praktinės programavimo gairės

Remiantis apibendrintais metaanalizių duomenimis, sportininkų treniruočių programavimą galima suskirstyti į makro- ir mikrociklus, orientuotus į maksimalų deguonies suvartojimą ir ištvermės rezultatus varžybose:

1. Makrociklų ir mezociklų organizavimas

• Poliarizuota bazė (nuo bazinio iki priešvaržybinio periodo): savaitės apimtį 3–6 savaičių blokuose struktūruokite taip: 75–80 % 1 zonoje (< 2 mmol/l), <= 5 % 2 zonoje ir 15–20 % 3 zonoje, kad maksimaliai padidintumėte VO2peak ir fiziologines adaptacijas [1, 3, 6].
• Blokinė periodizacija: pakaitomis taikykite 8 savaičių piramidinius mezociklus (didesnė slenkstinė apimtis) ir 8 savaičių poliarizuotus mezociklus (didesnė didelio intensyvumo apimtis), kad pasiektumėte geresnių sezoninių rezultatų nei taikant statinį pasiskirstymą [5].
• Treniruočių dažnumas: įprastų treniruočių fazių metu griežtai ribokite sunkias didelio intensyvumo intervalines treniruotes iki dviejų per savaitę, nes šio dažnumo pakanka maksimaliai darbingumo adaptacijai užtikrinti nesukeliant perteklinio nuovargio [8].

2. Didelio intensyvumo intervalų protokolai (orientuoti į VO2max ir MAP)

• Standartinis ilgas HIIT: 4–6 pakartojimai po 2,5–4 minutes (pasiekiant piką ties ~140 sekundžių optimaliam dozės ir atsako santykiui) ties 90–95 % ŠSDmax arba ~100–105 % MAS/MAP, taikant darbo ir poilsio santykį ~0,85 (pvz., 140 s darbas / 165 s pasyvus arba aktyvus poilsis) [9, 10]. Programuokite 3–6 savaites po 3 treniruotes per savaitę aerobiniam pajėgumui optimizuoti [9].
• HIDIT protokolas: pradėkite nuo 3 minučių ties 110–120 % CP/CV (2 min. poilsis), po to 2 minutės (80 s poilsis), 1 minutė (40 s poilsis), 45 sekundės (30 s poilsis) ir 30 sekundžių (20 s poilsis). Kartokite iki išsekimo arba tikslinio serijų skaičiaus pabaigos, kad maksimaliai padidintumėte suminį laiką > 90 % VO2max [18, 19].

3. Anaerobiniai, neuromuskuliniai ir kartotinių sprintų protokolai

• Sprinto intervalinės treniruotės (SIT): 6–10 x 30 sekundžių maksimalių sprintų su atsigavimo intervalais <= 97 sekundžių (arba 3–3,5 minutės grynai greičio ištvermei), atliekamos 4–6 savaites [9, 13]. Sutrumpinus poilsį iki <= 90 sekundžių, padidėja aerobinis srautas ir skatinamos VO2max adaptacijos [9, 10].
• Kartotinių sprintų treniruotės (RST): 2–3 serijos po 5–6 x 30 metrų maksimalius sprintus su 20 sekundžių aktyviu atsigavimu (siekiant maksimaliai padidinti širdies ir kvėpavimo sistemos krūvį) arba pasyviu atsigavimu (siekiant optimizuoti greičio išlaikymą), darant 3–4 minučių pertraukas tarp serijų [14]. Programuokite 3 treniruotes per savaitę 2 savaičių tiksliniuose blokuose, kad greitai padidintumėte VO2max ir atsparumą kartotiniams sprintams [9, 14].