HIIT un vienmērīgas slodzes apvienošana VO2 max uzlabošanai

Augstas intensitātes intervālu treniņu (HIIT) apvienošana ar zemas intensitātes vienmērīgu izturības slodzi rada ievērojamus maksimālā skābekļa patēriņa (${\text{VO}}_2\text{ max}$) uzlabojumus, taču ideālā kombinācija lielā mērā ir atkarīga no sākotnējā fiziskās sagatavotības līmeņa [1, 14]. Netrenētiem vai rekreatīvi aktīviem cilvēkiem gandrīz jebkura nepārtrauktas aerobās slodzes un intervālu treniņu kombinācija uzlabo ${\text{VO}}_2\text{ max}$ līdzīgā mērā, kur intensitāte piedāvā laika ziņā efektīvu stimulu [11, 14]. Labi trenētiem un elites izturības sportistiem strukturētas kombinācijas, kas aptuveni 75% līdz 80% treniņu laika atvēl zemas intensitātes slodzei un 15% līdz 20% augstas intensitātes intervāliem (pazīstams kā polarizētais treniņš), nodrošina lielākus ${\text{VO}}_2\text{ max}$ uzlabojumus nekā modeļi ar lielu slieksņa slodzes īpatsvaru [1, 2, 3]. Tomēr šī polarizētā modeļa priekšrocība trenētiem sportistiem galvenokārt izpaužas īstermiņa blokos, kas nepārsniedz 12 nedēļas, un ne vienmēr sniedz labākus uzlabojumus laika pārbaudēs (time-trial) vai jaudā pie laktāta sliekšņa [1].

Treniņu intensitātes zonas un sadalījuma modeļi

Lai sistemātiski salīdzinātu slodzes kombinācijas, sporta zinātnieki izmanto trīs zonu intensitātes sistēmu, ko nosaka fizioloģiskie marķieri [8]:

• 1. zona (zema intensitāte): Zem pirmā ventilācijas vai laktāta sliekšņa (${\text{VT}}_1/{\text{LT}}_1$), kur ${\text{LT}}_1$ parasti ir ap 52% no maksimālās aerobās jaudas vai 65% līdz 70% no funkcionālās sliekšņa jaudas (FTP) [8].
• 2. zona (mērena/sliekšņa intensitāte): Starp ${\text{LT}}_1/{\text{VT}}_1$ un otro slieksni (${\text{LT}}_2/{\text{VT}}_2$ vai maksimālo laktāta līdzsvara stāvokli), beidzoties pie laktāta koncentrācijas asinīs ap 4 mmol/L [8].
• 3. zona (augsta intensitāte): Virs ${\text{LT}}_2$, ietverot intensitāti, kas ir tuvu ${\text{VO}}_2\text{ max}$ vai virs tā [8].

Intervālu metodes 3. zonā tiek tālāk iedalītas tradicionālajā HIIT (atkārtojumi tuvu 100% ${\text{VO}}_2\text{ max}$), sprinta intervālu treniņā (SIT; supramaksimāli piegājieni >100% ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ar ilgumu 10–30 sekundes un 4–4,5 minūšu atpūtu) un atkārtotu sprintu treniņā (RST; sprinti $\le$10 sekundēm ar atpūtu $\le$60 sekundēm) [18].

Veids, kā sportisti apvieno šīs zonas, veido atšķirīgus treniņu intensitātes sadalījumus (TID) [3, 8]:

• Polarizētais (POL): Atvēl aptuveni 75–80% (un līdz pat 80–90%) no treniņu apjoma 1. zonai, mazāk nekā 10% 2. zonai un 15–20% 3. zonai [2, 8].
• Piramidālais (PYR): Atvēl 60–70% (vai 75–85%) 1. zonai, 15–25% 2. zonai un 5–10% 3. zonai [4, 8].
• Sliekšņa (THR): Atvēl aptuveni 45–50% 1. zonai, 45–50% 2. zonai un 5–10% 3. zonai [3].

Adaptācijas netrenētiem un mēreni aktīviem pieaugušajiem

Jauniem, veseliem pieaugušajiem ${\text{VO}}_2\text{ max}$ labvēlīgi reaģē uz plašu treniņu intensitāšu un kombināciju spektru [14]. Analizējot 28 īstermiņa un vidēja termiņa treniņu pētījumus (4–8 nedēļas), ${\text{VO}}_2\text{ max}$ pieaugumam netika konstatēta statistiski nozīmīga saistība ar treniņu intensitāti, nodarbības ilgumu, sākotnējo aerobo sagatavotību vai kopējo apjomu [14].

Treniņu iedalīšana trīs intensitātes tercilēs (~60–70%, ~80–92,5% un ~100–250% ${\text{VO}}_2\text{ max}$) nodrošināja līdzīgu absolūto maksimālā skābekļa patēriņa pieaugumu (attiecīgi +0,29 L/min, +0,26 L/min un +0,35 L/min) [14]. Augstākas intensitātes intervāli šos uzlabojumus sasniedza ar ievērojami mazāku atsevišķu nodarbību ilgumu un kopējo treniņu apjomu, padarot augstas intensitātes treniņus galvenokārt par laika ziņā efektīvu, nevis ekskluzīvi pārāku stratēģiju mazāk trenētās populācijās [14]. Sākotnējās aerobās sagatavotības uzlabošana ir klīniski nozīmīga, jo katrs ${\text{VO}}_2\text{ max}$ pieaugums par 1 MET ($3,5\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ir saistīts ar sirds un asinsvadu slimību un visu cēloņu mirstības riska samazināšanos par 10% līdz 25% [14].

Tieši salīdzinājumi starp atsevišķām metodēm arī rāda, ka, lai gan 8 nedēļas ilgs HIIT var radīt lielāku relatīvo ${\text{VO}}_2\text{ max}$ pieaugumu nekā nepārtraukta mērena slodze (15% pret 9%) [11], gan nepārtraukts vienmērīgas slodzes treniņš, gan sprinta intervālu protokoli 6 nedēļu laikā rada līdzīgu muskuļu oksidatīvo enzīmu daudzuma palielināšanos [11].

Kombinācijas labi trenētiem un elites sportistiem

Tā kā sākotnējais trenētības līmenis tuvojas nacionālajam un starptautiskajam sacensību līmenim, treniņu intensitātes sadalījums kļūst par izšķirošu faktoru [1, 3, 18]. Augsti trenētiem indivīdiem jau ir labi attīstīta sirds un asinsvadu, kā arī muskuļu sistēma, tāpēc tālāku ${\text{VO}}_2\text{ max}$ progresu ir grūtāk stimulēt tikai ar mērenu nepārtrauktu slodzi [3, 13].

Metaanalīze, kurā tika iekļauti 17 pētījumi ($n=437$), parādīja, ka polarizētais sadalījums ir pārāks par citiem treniņu sadalījumiem maksimālā skābekļa patēriņa uzlabošanā ($\text{SMD}=0,24,p=0,040$) [1]. Šis pārākums bija īpaši izteikts augsti trenētiem sportistiem ($\text{SMD}=0,46,p=0,01$) un intervencēs, kas ilga mazāk par 12 nedēļām ($\text{SMD}=0,40,p=0,01$) [1]. Deviņu nedēļu randomizētā pētījumā ar labi trenētiem izturības sportistiem (sākotnējais ${\text{VO}}_2\text{peak}$ bija $62,6\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) polarizētais treniņš nodrošināja ${\text{VO}}_2\text{peak}$ pieaugumu par 11,7% ($+6,8\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), pārspējot liela apjoma zemas intensitātes, sliekšņa un tikai intervālu treniņu modeļus [19]. Ātrums un jauda pie 4 mmol/L asins laktāta koncentrācijas uzlabojās arī pēc polarizētā (+8,1%) un koncentrēta HIIT (+5,6%) treniņa, savukārt sliekšņa un liela apjoma treniņi neradīja nozīmīgus uzlabojumus galvenajos snieguma rādītājos [19].

Līdzīgi 9 nedēļu pētījumā ar velobraucējiem tika konstatēts, ka polarizētais sadalījums uzlaboja ${\text{VO}}_2\text{ max}$ par 11,7% salīdzinājumā ar 3,5% sliekšņa grupā, līdztekus uzrādot lielāku jaudas pieaugumu pie ${\text{VO}}_2\text{ max}$ (+8,1%) un labāku sniegumu individuālajā braucienā (+5,1%) [5]. Pārskatos, kuros analizēti sadalījumi ar ~81% zemas intensitātes, ~3% sliekšņa un ~15% augstas intensitātes slodzi, ziņots arī par stabilu kustību ekonomiskuma uzlabošanos par 1% līdz 8,1% [20].

Iekļaujot HIIT elites sportista programmā, darba un atpūtas attiecība ietekmē aerobo adaptāciju [13]. Nacionālā līmeņa sportistiem HIIT ievērojami uzlaboja ${\text{VO}}_2\text{ max}$ salīdzinājumā ar parasto treniņu, ja atpūtas intervāli bija $\ge$2 minūtes un atpūtas intensitāte saglabājās zema ($\le$40%) [13]. Kardiovaskulārajām adaptācijām tādi intervāli kā $4\times 4$ minūtes pie 90–95% no maksimālā sirdsdarbības ātruma ar 3 minūšu aktīvo atpūtu nodrošināja par 10% lielāku sirds sistoliskā tilpuma pieaugumu nekā lēns, nepārtraukts skrējiens [11].

Savstarpēji papildinoši fizioloģiskie mehānismi

Zemas intensitātes vienmērīgas slodzes apvienošana ar augstas intensitātes intervāliem ir efektīva, jo katrs slodzes veids stimulē aerobo adaptāciju pa atšķirīgiem molekulārajiem un fizioloģiskajiem ceļiem [11]:

• Signālu kaskādes: Liela apjoma nepārtraukta izturības slodze aktivizē mitohondriju bioģenēzes galveno regulatoru PGC-1$\alpha$, galvenokārt izmantojot no kalcija/kalmodulīna atkarīgās proteīnkināzes (CaMK) ceļu, turpretī augstas intensitātes intervālu treniņš signālus pārraida galvenokārt caur 5'-AMP aktivētās proteīnkināzes (AMPK) ceļu [11].
• Enzīmu kapacitāte: 3. zonas sprinta intervāli ievērojami palielina galveno mitohondriālo enzīmu daudzumu, tostarp citrāta sintāzi (+36%), malāta dehidrogenāzi (+29%) un sukcināta dehidrogenāzi (+65%) [11].
• Aerobās bāzes prasības: Gan polarizētais, gan piramidālais sadalījums balstās uz lielu slodzes apjomu zem ${\text{LT}}_1$ (>75% no kopējā laika), lai attīstītu mitohondriju blīvumu, tauku oksidācijas spēju un kustību ekonomiskumu, neuzkrājot pārmērīgu veģetatīvās nervu sistēmas nogurumu [4, 6].

Periodizācija sezonas gaitā

Lai gan polarizētie bloki nodrošina īstermiņa ${\text{VO}}_2\text{ max}$ pīķus, sportisti ne vienmēr izmanto polarizēto modeli visa gada garumā [6, 8]. Secīgas periodizācijas pētījumi liecina, ka pāreja no piramidālā sadalījuma vispārējās bāzes fāzē uz polarizētu sadalījumu pirmsacensību fāzē rada lielākus ${\text{VO}}_2\text{ max}$ un 5 km skriešanas rezultātu uzlabojumus (+1,5%) nekā nemainīga sadalījuma uzturēšana visu laiku [8]. Ilgtermiņa novērojumi elites airētājiem apstiprina, ka sportisti dabiski izmanto šo pāreju, sagatavošanās posmā veidojot lielu bāzes apjomu un pirms sacensībām koncentrējot intensitāti polarizētā sadalījumā [6].

Turklāt treniņiem ar pārsvarā sliekšņa intensitāti joprojām ir sava specifiska loma. Ultramaratona skrējējiem, lai gan polarizētais treniņš uzlaboja ${\text{VO}}_2\text{ max}$ un tauku vielmaiņu, sliekšņa treniņš bija pārāks neiromuskulārās funkcijas, maksimālās patvaļīgās kontrakcijas un spēka attīstīšanas ātruma saglabāšanā [6]. Vairāku mēnešu makrociklos piramidālais treniņš ir izrādījies ļoti efektīvs, radot lielāku 10 km skriešanas rezultātu uzlabojumu nekā treniņi ar lielu sliekšņa slodzes īpatsvaru (2,7% pret 0,4%) [5].

Ierobežojumi un apsvērumi

Lai gan polarizētajam treniņam ir statistiski nozīmīga priekšrocība ${\text{VO}}_2\text{ max}$ un ${\text{VO}}_2\text{peak}$ palielināšanā labi trenētām grupām, šim ieguvumam ir būtiski apsvērumi [1]:

• Nav vispārēja pārākuma citos snieguma rādītājos: Apkopotajos metaanalīzes rezultātos polarizētais treniņš neuzrādīja statistiski nozīmīgu priekšrocību pār citiem sadalījumiem brauciena/skrējiena laika pārbaudēs, laikā līdz spēku izsīkumam vai ātrumā/jaudā pie otrā laktāta/ventilācijas sliekšņa [1].
• Laika posma ierobežojumi: Novērotais polarizētā sadalījuma pārākums maksimālajam skābekļa patēriņam koncentrējas īsās intervencēs, kas nepārsniedz 12 nedēļas, un ir mazāk pierādījumu par ilgstošu atšķirību saglabāšanos vairāku gadu blokos [1].
• Populācijas specifika: Netrenētām un rekreatīvi aktīvām grupām precīza intervālu un nepārtrauktā treniņa attiecība ir daudz mazāk kritiska nekā regulāra trenēšanās, jo vispārējā aerobā adaptācija viegli veidojas plašā intensitātes kombināciju spektrā [14].