VO2 max didinimas netreniruotiems: tikėtinas progresas ir protokolai

Netreniruoti suaugusieji gali realistiškai tikėtis 5–15 % maksimalaus deguonies suvartojimo (VO2 max) padidėjimo per pirmąsias 4–8 ištvermės treniruočių savaites, o per 12–24 savaites šis rodiklis gali išaugti 10–25 % [17]. Praėjus 2 savaitėms, išmatuojamo VO2 max padidėjimo paprastai dar nebūna, nors kraujo plazmos tūris padidėja, o submaksimalus širdies susitraukimų dažnis sumažėja beveik iš karto [17]. Tačiau individualus organizmo atsakas labai skiriasi: standartizuotos ištvermės treniruočių programos rodo, kad VO2 max pokyčiai gali svyruoti nuo beveik nulio iki daugiau nei 40 %, o apie 50 % šios variacijos lemia genetiniai veiksniai [17].

Šios ankstyvosios adaptacijos turi didelę reikšmę sveikatai. Širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo sistemos pajėgumo padidėjimas vos vienu metaboliniu ekvivalentu (1 MET, arba 3,5 ml O2·kg⁻¹·min⁻¹) yra siejamas su 10–25 % didesniu bendruoju išgyvenamumu [1].

Intensyvumas prieš apimtį: ką rodo duomenys

Fizinių pratimų intervencijos paprastai skirstomos į tris struktūrines kategorijas:

• Vidutinio intensyvumo tolygios treniruotės (MICT): tolygus 30–60 minučių fizinis krūvis, atliekamas esant 50–80 % VO2 max (arba 40–<60 % deguonies suvartojimo rezervo) [7], [10].
• Didelio intensyvumo intervalinės treniruotės (HIIT): pasikartojantys nuo 30 sekundžių iki 4 minučių trukmės intervalai, atliekami esant ≥80–95 % maksimalaus širdies susitraukimų dažnio arba 80–170 % VO2 max, su poilsio pertraukomis tarp jų [10], [13], [19].
• Sprinto intervalinės treniruotės (SIT): maksimalių pastangų, viršmaksimalūs iki 30 sekundžių trukmės intervalai, kurių intensyvumas viršija 170 % VO2 max [10], [19].

Lyginant šiuos metodus 4–8 savaičių laikotarpiu, duomenys rodo, kad treniruočių intensyvumas, bendra apimtis ir treniruotės trukmė nėra reikšmingi nepriklausomi veiksniai, lemiantys VO2 max prieaugio dydį jauniems, sveikiems suaugusiesiems [1]. Vertinant skirtingus intensyvumo trečdalius – nuo vidutinio (~60–70 % VO2 max) iki didelio (~80–92,5 %) ir viršmaksimalaus (~100–250 %) – absoliutus VO2 max prieaugis yra panašus: atitinkamai +0,29 l/min, +0,26 l/min ir +0,35 l/min [1]. Mažos apimties didelio intensyvumo treniruotės užtikrina panašias širdies ir kraujagyslių bei kvėpavimo sistemos adaptacijas kaip ir didelės apimties vidutinio intensyvumo tolygios treniruotės, tačiau tam sugaištama gerokai mažiau laiko [1], [14], [19].

Metaanalizėse, kuriose mažesnio intensyvumo tolygios treniruotės lyginamos su intervalinėmis, nustatyta nedidelė arba vidutinė nauda intervalinių treniruočių naudai gerinant VO2 max rodiklį, nors bendri skirtumai tarp sveikų asmenų dažnai būna nedideli arba negalutiniai dėl tyrimų nevienalytiškumo [10], [14]. Tarp asmenų, turinčių antsvorio ar nutukimą, tinklinės metaanalizės ir sisteminės apžvalgos rodo, kad HIIT yra ypač veiksminga širdies ir kvėpavimo sistemos pajėgumui – užfiksuotas didesnis VO2 max prieaugis ir geresnė gliukozės koncentracija kraujyje nevalgius, palyginti su tolygiomis aerobinėmis treniruotėmis [13], [14]. Priešingai, tradicinės didelio pasipriešinimo jėgos treniruotės (>50 % 1RM ilgiau nei 6 savaites) didžiojoje daugumoje tyrimų reikšmingai nepagerina VO2 max [18].

Treniruočių struktūros, skatinančios greitą adaptaciją

Tam tikros intervalų struktūros nuosekliai demonstruoja greitą širdies ir kvėpavimo sistemos pajėgumo gerėjimą:

• Norvegiškas 4x4 protokolas: susideda iš keturių 4 minučių darbo intervalų, atliekamų esant 90–95 % maksimalaus širdies susitraukimų dažnio, su 3 minučių aktyvaus atsigavimo pertraukomis esant 60–70 % maksimalaus širdies susitraukimų dažnio [5]. Atliekant 2–3 kartus per savaitę, šis formatas per 8–12 savaičių patikimai pagerina VO2 max 7–15 % įvairiose grupėse – nuo klinikinių pacientų iki treniruotų sportininkų [5]. Aerobinės treniruotės esant 90–100 % VO2 max žymi viršutinę aerobinės „dozės ir atsako“ kreivės ribą širdies ir kvėpavimo sistemos adaptacijai [18].
• Poliarizuoto treniravimo modelis: ištvermės programavime treniruočių apimties paskirstymas į 75–80 % mažo intensyvumo krūvį (2 zona, žemiau pirmojo ventiliacinio slenksčio, maždaug 60–70 % maksimalaus širdies susitraukimų dažnio) ir 20–25 % didelio intensyvumo intervalines treniruotes užtikrina didesnį VO2 max prieaugį nei vien tik vidutinio intensyvumo tolygios treniruotės [5].
• Sprinto intervalų protokolai: vos 2–4 savaitės sprinto intervalų (~30 sekundžių maksimalių pastangų) gali padidinti griaučių raumenų mitochondrijų maksimalų kvėpavimą iki 25 % ir suaktyvinti pagrindinius molekulinius signalus mitochondrijų biogenezei (tokius kaip PGC-1α, p53 ir PHF20), paskatindami greitą periferinę adaptaciją su minimaliomis laiko sąnaudomis [16].

Fiziologiniai veiksniai ir ribojantys faktoriai

Aerobinis pagerėjimas priklauso tiek nuo centrinių adaptacijų (padidėjusio kraujo tūrio, maksimalaus sistolinio tūrio ir širdies minutinio tūrio), tiek nuo periferinių adaptacijų (griaučių raumenų mitochondrijų kiekio, fermentų aktyvumo ir kapiliarų tankio) [19]. Lyginant vienodo atlikto darbo krūvius, fizinio krūvio intensyvumas lemia ląstelių patiriamą stresą, reikalingą mitochondrijų biogenezei sužadinti, todėl HIIT ir SIT vos per 2 savaites sukelia greitą citochromo c oksidazės aktyvumo ir mitochondrijų tūrio tankio padidėjimą [16], [19].

Realius rezultatus taip pat lemia treniruočių režimo laikymasis. Nepaisant didelio krūvio, anksčiau sėslų gyvenimo būdą gyvenusių asmenų HIIT intervencijose fiksuojamas mažesnis pasitraukimo iš programos rodiklis nei tradicinėse tolygaus krūvio programose [7].

Vis dėlto sisteminiai veiksniai gali apriboti šias treniruočių adaptacijas. Pavyzdžiui, subklinikinis geležies trūkumas (maža feritino koncentracija serume be klinikinės anemijos) gali sumažinti VO2 max 5–10 % dėl sumažėjusio hemoglobino kiekio ir sutrikusio deguonies pernešimo pajėgumo [5]. Galiausiai, nors intervalinės treniruotės greitai pagerina aerobinį pajėgumą ir metabolinius žymenis, nei trumpalaikės HIIT, nei MICT treniruotės per trumpas 4–12 savaičių intervencijas nesukelia kliniškai reikšmingo bendro kūno riebalų ar visceralinių riebalų sumažėjimo be mitybos korekcijos [9], [13].