VO2 max treniruotės pradedantiesiems ir pažengusiems sportininkams

Įvadas

Maksimalus deguonies suvartojimas ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) atspindi viršutinę širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo sistemos pajėgumo transportuoti deguonį ir periferinių raumenų gebėjimo jį panaudoti varginančio fizinio krūvio metu ribą. Nors pradinis aerobinis pajėgumas lemia adaptacijų mastą bei eigą laike, treniruočių struktūriniai kintamieji – intensyvumas, intervalų architektūra ir makrolygio apimties paskirstymas – nustato ilgalaikio tobulėjimo lubas.

Moksliniai įrodymai rodo, kad fiziologiniai mechanizmai, lemiantys $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ didėjimą, reikšmingai skiriasi tarp netreniruotų asmenų ir aukšto meistriškumo ištvermės sportininkų [1, 4, 15]. Supratimas, kaip valdyti treniruočių tankumą, darbo ir poilsio santykį bei savaitinį intensyvumo pasiskirstymą, yra esminis kuriant moksliškai pagrįstas ištvermės programas.

Intensyvumas ir centrinės bei periferinės adaptacijos

Sėdimą gyvenimo būdą gyvenančių ir mėgėjiškai sportuojančių asmenų aerobinis pajėgumas adaptuojasi esant labai įvairiam treniruočių intensyvumo spektrui. 28 tyrimų, atliktų su jaunais, sveikais suaugusiaisiais, metaregresija neparodė jokio reikšmingo dozės ir atsako ryšio tarp pratimų intensyvumo ir $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ pokyčių – panašus absoliutus prieaugis stebėtas mažo–vidutinio (60–70% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0,29\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$), didelio (80–92,5% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0,26\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ir viršmaksimalaus (100–250% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0,35\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$) intensyvumo terciliuose [15]. Vis dėlto didesnio intensyvumo pratimai leido pasiekti šį širdies ir kvėpavimo sistemos pagerėjimą esant gerokai mažesnei sesijų trukmei bei suminei treniruočių apimčiai [15].

Nepaisant panašaus bendro $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ prieaugio esant įvairiam intensyvumui tarp netreniruotų asmenų, konkretūs fiziologiniai veiksniai skiriasi:

• Centrinė hemodinamika: Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT), atliekamos esant maždaug 95% maksimalaus širdies susitraukimų dažnio (ŠSD), lėmė reikšmingai didesnį $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ ($+4\text{–}5\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), širdies minutinio tūrio ($+3\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ir sistolinio tūrio ($+15\text{ml}\cdot {\text{tvinksniui}}^{-1}$) padidėjimą, palyginti su vidutinio intensyvumo tolygiomis treniruotėmis (MICT) esant 70% maksimalaus ŠSD [17].
• Periferinės mitochondrijų adaptacijos: Tolygi vidutinio intensyvumo treniruotė stimuliuoja specifinius periferinius metabolinius kelius. Mitochondrijų energijos srautas pradeda aplenkti I kompleksą per glicerolio-fosfato šuntą esant maždaug 40% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ (I komplekso maksimumui), paaukodamas fosfato ir deguonies (P/O) efektyvumą dėl didesnio katalizinės ATP sintezės greičio [17]. Nustatyta, kad pagal apimtį suderintos MICT treniruotės skatina geresnes periferines mitochondrijų adaptacijas ir mažesnę laktato koncentraciją kraujyje esant identiškam santykiniam darbo intensyvumui, o sprinto intervalinės treniruotės (SIT) labiau padidina $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ ir pikinę galią [17].
• Mažėjanti apimties grąža pradedantiesiems: Netreniruotiems asmenims net minimali efektyvi dozė sukelia dideles adaptacijas; vienas 4 minučių didelio intensyvumo intervalas, atliekamas 3 kartus per savaitę, lėmė maždaug 10% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ padidėjimą – tai prilygo protokolams, kuriuose sesijos metu buvo kartojamos keturios 4 minučių atkarpos [17].

Plačiojoje sėdimą gyvenimo būdą gyvenančių asmenų populiacijoje intervalinių treniruočių protokolai (reikalaujantys $\ge 10$ suminių minučių per sesiją esant $\ge 80\text{–}85\%\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) lėmė vidutinį $0,51\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$ prieaugį 37 tyrimuose [1]. Palyginimui, 20 savaičių standartizuotas tolygių ištvermės treniruočių tyrimas su 483 sėdimą darbą dirbančiais suaugusiaisiais (55–75% pradinio $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, 30–50 min., 3 dienas per savaitę) lėmė vidutinį maždaug $0,40\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$ padidėjimą su didele individualia variacija (7% tiriamųjų prieaugis buvo $\le 0,10\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$, o 8% tiriamųjų – $\ge 0,70\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$) [1].

Intervalų architektūra: darbo trukmė ir poilsio santykiai

Varžybų ir pažengusiems sportininkams vien tolygaus bėgimo ar važiavimo nebepakanka tolesnėms $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ adaptacijoms paskatinti [4]. Tinklinė 51 tyrimo (1261 sportininkas) metaanalizė parodė, kad kartotinių sprintų treniruotės (RST; NMA efekto dydis $g=1,04$), didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT; $g=1,01$) ir sprinto intervalinės treniruotės (SIT; $g=0,69$) reikšmingai lenkia tolygias treniruotes ($g=0,29$) bei įprastas kontrolines treniruotes plečiant $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ [4].

+-----------------------------------------------------------------------------------------+
| Intervalo tipas   | Darbo intervalas | Darbo ir poilsio santykis (WRR) / Poilsis | Min. trukmė  |
+-------------------+------------------+-------------------------------------------+--------------+
| HIIT              | ~140 sekundžių   | WRR 0,85 (~165 s poilsio)                 | 3–6 sav. (3x)|
| Ilgas HIIT        | >= 240 sekundžių | 1:1 iki 2:1 WRR                           | 6–13 sav.(3x)|
| SIT               | <= 30 sekundžių  | < 97 sekundžių poilsio                    | 3–6 sav. (3x)|
| RST               | 3–7 sekundės     | <= 60 sekundžių poilsio                   | 2 sav. (3x)  |
+-----------------------------------------------------------------------------------------+

Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT)

Trijų lygių metaregresija sportininkų kohortose nustatė apverstos U formos dozės ir atsako ryšį HIIT parametrams: optimali darbo trukmė siekia 140 sekundžių, derinant su 0,85 darbo ir poilsio santykiu (WRR) (atitinkamai 140 s darbo ir 165 s poilsio) [4]. Protokolai, taikantys šiuos parametrus 3–6 savaites po 3 sesijas per savaitę, sportininkams lėmė maksimalų $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ išplėtimą [4].

Ilgesni intervalai taip pat suteikia specifinių funkcinių pranašumų. Tyrimų su mėgėjiškai aktyviais suaugusiaisiais pogrupyje, kuriame taikyta ilgesnė darbo trukmė, pasiektas didesnis prieaugis – maždaug nuo $0,8$ iki $0,9\text{l}\cdot {\text{min}}^{-1}$ [1]. Aktyviems ir treniruotiems asmenims $\ge 4$ minučių darbo atkarpos lėmė 2% didesnį tempo važiavimo / bėgimo (angl. time-trial) rezultatų pagerėjimą ir 4% didesnį maksimalios aerobinės galios (MAP) padidėjimą, palyginti su SIT protokolais [6].

Sprinto intervalinės treniruotės (SIT) ir kartotinių sprintų treniruotės (RST)

Nors SIT (maksimalių pastangų sprintai $\le 30$ s) ir HIIT reikšmingai pagerina širdies ir kvėpavimo sistemos pajėgumą tiek klinikinėse, tiek sportininkų kohortose (SMD = 1,54) [5], sportininkams skirtos metaregresijos rodo, kad SIT nulemtas $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ pagerėjimas tampa statistiškai nereikšmingas, kai poilsio intervalai viršija 97 sekundes [4].

Kartotinių sprintų treniruotėms (3–7 s maksimalios pastangos su $\le 60$ s poilsiu) pakanka vos 2 savaičių po 3 savaitines sesijas, kad treniruotiems asmenims sukeltų reikšmingą $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ padidėjimą [4]. Nors HIIT ir SIT lemia panašius bendrus maksimalaus deguonies suvartojimo pokyčius sveikų asmenų kohortose, HIIT pasižymi didesniu efektyvumu gerinant širdies ir kvėpavimo sistemos pajėgumą antsvorio turinčių asmenų populiacijose (SMD = -0,97), o SIT stipriau mažina riebalinę masę treniruotų sportininkų kohortose (WMD = 5,85) [5]. Be to, HIIT rodo nuosaikų pranašumą prieš SIT didinant maksimalią aerobinę galią / greitį (ES = 0,70) [6].

Savaitinės apimties paskirstymas: poliarizuotas ir piramidinis modeliai

Makrolygiu ištvermės treniruočių programose apimtis skirstoma į tris skirtingas intensyvumo zonas, apibrėžiamas pagal laktato koncentraciją kraujyje ir ventiliacinius slenksčius:

• 1 zona (mažo intensyvumo treniruotės, LIT): Žemiau pirmojo ventiliacinio slenksčio (${\text{VT}}_1$) arba $<2\text{mmol}\cdot {\text{l}}^{-1}$ laktato kraujyje ($<70\text{–}75\%{\text{ŠSD}}_{max}$) [7, 14, 20].
• 2 zona (vidutinio intensyvumo / slenkstinės treniruotės, MIT): Tarp ${\text{VT}}_1$ ir ${\text{VT}}_2$ arba $2\text{–}4\text{mmol}\cdot {\text{l}}^{-1}$ laktato kraujyje [7, 20].
• 3 zona (didelio intensyvumo treniruotės, HIT): Virš antrojo ventiliacinio slenksčio (${\text{VT}}_2$) arba $>4\text{mmol}\cdot {\text{l}}^{-1}$ laktato kraujyje ($>85\%{\text{ŠSD}}_{max}$) [7, 14, 20].

Intensyvumo zonų pasiskirstymas ištvermės modeliuose:

Poliarizuotas (POL): [======= 1 zona: 75-80% =======] [Z2: 0-5%] [== 3 zona: 15-20% ==]
Piramidinis (PYR):   [====== 1 zona: 70-75% ======] [== Z2: 15-20% ==] [= 3 zona: 5-10% =]
Slenkstinis (THR):   [==== 1 zona: ~50% ====] [======== 2 zona: >40% ========] [= Z3: <10% =]

Poliarizuotų treniruočių dinamika

Poliarizuotas treniruočių intensyvumo pasiskirstymas (POL; ~75–80% 1 zonoje, 0–5% 2 zonoje, 15–20% 3 zonoje) yra efektyvus siekiant trumpalaikio $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ ir darbo ekonomijos pagerėjimo [7]. 17 tyrimų ($n=437$) metaanalizėje poliarizuotos treniruotės parodė pranašumą prieš kitus modelius gerinant $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ (SMD = 0,24, $p=0,040$); šį efektą daugiausia lėmė trumpesnės nei 12 savaičių intervencijos (SMD = 0,40) bei aukšto meistriškumo sportininkai (SMD = 0,46) [10]. Vis dėlto šis pranašumas nevirto statistiškai reikšmingais tempo rungčių rezultatų, laiko iki išsekimo ar slenkstinės galios / greičio skirtumais, lyginant su kitais struktūrizuotais pasiskirstymais [10].

9 savaičių atsitiktinių imčių tyrime, kuriame buvo lyginami poliarizuotas, slenkstinis, didelės apimties mažo intensyvumo ir tik intervalinis modeliai su 48 gerai treniruotais sportininkais, poliarizuota grupė pasiekė 11,7% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ padidėjimą, kurį lydėjo geresnis pikinis greitis ir ilgesnis laikas iki visiško išsekimo [11, 20].

Piramidinis pasiskirstymas ir elito praktika

Piramidinis treniruočių modelis (PYR; ~70–75% 1 zonoje, 15–20% 2 zonoje, 5–10% 3 zonoje) išlieka plačiai taikomas įvairiose ištvermės sporto šakose [7, 19]. Stebėjimų analizės rodo, kad elito ištvermės sportininkai nuolat praleidžia 75–85% bendros treniruočių apimties 1 zonoje [20]. Pavyzdžiui, Norvegijos jaunimo slidinėjimo rinktinės nariai treniravosi pagal pasiskirstymą: 75% 1 zonoje, 5–10% 2 zonoje ir 15–20% 3 zonoje, o olimpinių žaidynių sunkaus svorio irkluotojai fiksavo 77,3% 1 zonoje, 16,9% 2 zonoje ir 5,8% 3 zonoje [20].

Tiesioginiai statinių poliarizuoto ir piramidinio pasiskirstymų palyginimai daugeliu atvejų rodo lygiaverčius funkcinius rezultatus:

• 16 savaičių pagal apimtį suderintas tyrimas su gerai treniruotais bėgikais neparodė jokių reikšmingų skirtumų tarp poliarizuotos ir piramidinės grupių vertinant $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, laktato slenksčio greitį ar 5 km bėgimo testo pagerėjimą [11].
• Individualių dalyvių duomenų tinklinė metaanalizė, apimanti 13 tyrimų ($n=348$), patvirtino, kad bendras poliarizuoto ir piramidinio modelių efektyvumo reitingas nesiskiria, nors varžybų lygio sportininkai buvo linkę šiek tiek geriau reaguoti į poliarizuotą, o mėgėjai – į piramidinį pasiskirstymą [11].
• Triatlonininkų, besiruošiančių pusės „Ironman“ distancijai, poliarizuotos ir piramidinės grupių finiše vidutiniškai skyrė vos 2 sekundės, o suminė 2 zonos apimtis teigiamai koreliavo su bendru pusės „Ironman“ ir bėgimo rungties rezultatu [14].
• Sisteminės apžvalgos patvirtina, kad vertinant kaip statinius, izoliuotus modelius, nei piramidinis, nei poliarizuotas treniravimas nuosekliai nepranoksta vienas kito [13].

Nuo 2 iki 5 lygio (Tier 2–5) sportininkų kohortose poliarizuotas ir piramidinis modeliai užtikrina geresnes adaptacijas nei slenkstiniai modeliai 3+ lygio (nuo gerai treniruotų iki pasaulinio lygio) sportininkams, kai intervencijos trunka $\ge 12$ savaičių; tuo tarpu žemesnio lygio atletai patiria panašias aerobines adaptacijas visuose struktūrizuotuose modeliuose [19]. Be to, slenksčio adaptacijos (${\text{VT}}_2$/${\text{LT}}_2$) išlieka stiprios visuose modeliuose su sąlyga, kad sportininkai išlaiko minimalų 3 zonos krūvį tarp 8% ir 26% (kai $\ge 6\%$ laikoma privalomu minimumu) [19].

Periodizacija ir integracija į makrociklą

Užuot išlaikius statinį pasiskirstymą ištisus metus, moksliniai įrodymai rekomenduoja keisti intensyvumo pasiskirstymą pereinant per treniruočių blokus. 16 savaičių atsitiktinių imčių kontroliuojamame tyrime su 60 gerai treniruotų vyrų bėgikų (pradinis $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$: $67\pm 4\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) perėjimas nuo 8 savaičių piramidinio bloko prie 8 savaičių poliarizuoto bloko (PYR $\to$ POL), išlaikant pastovų treniruočių krūvį, lėmė didesnes adaptacijas nei statinis PYR, statinis POL ar POL $\to$ PYR seka [12].

Optimali sezoninės periodizacijos struktūra:

Paruošiamasis etapas     -->   Ikivaržybinis etapas    -->    Varžybinis etapas
Didelė apimtis / Mažas intensyvumas Piramidinis pasiskirstymas     Poliarizuotas pasiskirstymas
(>80% 1 zonos bazė)            (LIT + slenkstinė apimtis)     (LIT + tikslinis didelis intensyvumas)

PYR $\to$ POL perėjimas užtikrino ~3,0% santykinio $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ pagerėjimą, ~1,7% greičio padidėjimą ties $2\text{mmol}\cdot {\text{l}}^{-1}$ laktato kraujyje (${\text{vBLa}}_2$), ~1,5% greičio padidėjimą ties $4\text{mmol}\cdot {\text{l}}^{-1}$ laktato kraujyje (${\text{vBLa}}_4$) bei ~1,5% geresnį 5 km bėgimo laiką [12].

Ši seka atitinka makrociklo architektūrą, stebimą elito ištvermės programose: pamatinis didelės apimties mažo intensyvumo bazinis rengimas bendrojo paruošimo etape, perėjimas prie piramidinio pasiskirstymo slenkstinei ištvermei ugdyti ikivaržybiniame etape ir užbaigimas poliarizuotu pasiskirstymu, siekiant optimizuoti piką pasiekusią aerobinę galią bei $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ prieš pat svarbiausias varžybas [12].