VO2 Max pieaugums pirmajos divos līdz trīs mēnešos

Netrenētiem cilvēkiem, uzsākot aerobos treniņus, maksimālais skābekļa patēriņš (VO2 max) pirmajās 8 līdz 12 treniņu nedēļās parasti palielinās par 10% līdz 20% [9]. Izmērāmas adaptācijas sākas jau agrāk, bieži uzrādot 5% līdz 15% pieaugumu starp 4. un 8. nedēļu [10]. Tomēr šo uzlabojumu apjoms dažādiem cilvēkiem būtiski atšķiras, un aptuveni pusi no individuālajām reakcijas atšķirībām nosaka ģenētiskie faktori [9], [10].

VO2 max raksturo maksimālo ātrumu, ar kādu organisms spēj transportēt un izmantot skābekli maksimālas piepūles laikā. To nosaka Fika vienādojums: sirds minūtes tilpums, kas reizināts ar arteriovenozo skābekļa starpību ($a\text{-}v{\text{O}}_2\text{ diff}$) [10]. Sākotnējo ieguvumu ātrums un apjoms atspoguļo atšķirīgus fizioloģiskos posmus gan centrālajā skābekļa piegādē, gan perifērajā skābekļa piesaistē un izmantošanā [10].

Agrīno uzlabojumu laika grafiks un apjoms

Īsos līdz mērenos treniņu periodos (4 līdz 8 nedēļas) metaanalīžu dati par jauniem, veseliem pieaugušajiem liecina par vidējo absolūto VO2 max pieaugumu aptuveni 0,26 līdz 0,35 L/min robežās dažādos treniņu formātos [1]. Plašākās metaanalīzēs, kurās apskatīti treniņi līdz 12 nedēļām netrenētām grupām, vidējais absolūtais pieaugums sasniedz aptuveni 0,51 L/min, savukārt specifiski intervālu protokoli nodrošina pieaugumu par 0,8 līdz 0,9 L/min [9]. Turpinot treniņus 3 līdz 6 mēnešus (12 līdz 24 nedēļas), kopējais uzlabojums pirms adaptācijas tempa palēnināšanās parasti sasniedz 10% līdz 25% virs bāzes līmeņa [10].

Šiem agrīnajiem uzlabojumiem ir klīniski nozīmīga ietekme uz veselību: kardiorespiratorās sagatavotības palielināšanās tikai par 1 metabolisko ekvivalentu (1 MET jeb 3,5 ml O2·kg⁻¹·min⁻¹) ir saistīta ar visu cēloņu mirstības un sirds un asinsvadu slimību riska samazināšanos par 10% līdz 25% [1].

Fizioloģiskā gaita: centrālās pret perifērajām adaptācijām

Straujie uzlabojumi pirmo divu līdz trīs mēnešu laikā notiek paredzamā sirds un asinsvadu sistēmas un muskuļu adaptāciju secībā [10]:

1. 1. līdz 4. nedēļa: Pašus pirmos uzlabojumus galvenokārt nosaka strauja asins plazmas tilpuma palielināšanās un no tā izrietošais sistoliskā tilpuma pieaugums [10].
2. 4. līdz 8. nedēļa: Šajā posmā dominē centrālās kardiovaskulārās sistēmas uzlabojumi. Palielināts sistoliskais tilpums, eritrocītu tilpums un paaugstināts maksimālais sirds minūtes tilpums nodrošina tipisko 5% līdz 15% VO2 max pieaugumu [10].
3. 8. līdz 16. nedēļa: Kad centrālās piegādes adaptācijas stabilizējas (ko daļēji ierobežo perikarda fiziskie limiti attiecībā uz sistolisko tilpumu), par galveno turpmākās adaptācijas virzītājspēku kļūst perifērās muskulatūras strukturālās izmaiņas [10]. Šis posms ietver kapilāru blīvuma, mitohondriju blīvuma un oksidatīvo fermentu aktivitātes pieaugumu trenētajos skeleta muskuļos, uzlabojot muskuļu spēju piesaistīt un patērēt skābekli [10].

Treniņu intensitātes un modalitāšu salīdzinājums

Gan mērenas intensitātes vienmērīgie treniņi (MICT), gan augstas intensitātes intervālu treniņi (HIIT) efektīvi uzlabo netrenētu pieaugušo kardiorespiratoro sagatavotību [2]. Sistemātiskie pārskati liecina: lai gan gan zemākas intensitātes treniņi (<80% no VO2 max), gan augstas intensitātes treniņi (>80% no VO2 max) ievērojami paaugstina VO2 max, kopējās atšķirības starp šīm modalitātēm bieži ir nelielas vai mērenas [2].

Meta-regresijas analīzēs par 4 līdz 8 nedēļu ilgām intervencēm VO2 max pieaugums bija statistiski līdzīgs dažādās intensitātes grupās (~60–70% VO2 max: +0,29 L/min; ~80–92,5%: +0,26 L/min; ~100–250%: +0,35 L/min), apliecinot, ka augstākas intensitātes protokoli var nodrošināt līdzvērtīgu absolūtās fiziskās sagatavotības pieaugumu ar mazāku kopējo nodarbību ilgumu un mazāku treniņu apjomu [1]. Līdzīgi 8 nedēļu pētījumā, kurā salīdzināja 24 zema apjoma HIIT nodarbības (15 × 30 sekunžu piegājieni pie 90–95% no maksimālās sirdsdarbības frekvences) ar MICT (40 minūtes vienmērīga slodze pie 65–75% no maksimālās sirdsdarbības frekvences), tika konstatēts būtisks VO2 max pieaugums abās grupās (par 3,5 ml/kg/min HIIT grupā un par 1,9 ml/kg/min MICT grupā), bez statistiski nozīmīgas atšķirības starp abiem protokoliem [13].

Tomēr atsevišķas augstas intensitātes intervālu konfigurācijas īstermiņā var izraisīt lielākas adaptācijas. Kāds 8 nedēļu pētījums parādīja, ka 4 × 4 minūšu intervāli pie 90% līdz 95% no maksimālās sirdsdarbības frekvences nodrošināja aptuveni 13% VO2 max pieaugumu, salīdzinot ar 3% līdz 4% pieaugumu, ko sniedza vienmērīgs skrējiens laktāta sliekšņa tempā vai gari, lēni skrējieni [9], [10]. Tomēr treniņu plānošanā paļaušanās tikai uz maksimālo sirdsdarbības frekvenci sirdsdarbības reakciju plašo individuālo atšķirību dēļ dažiem cilvēkiem var pārvērtēt atbilstošās mērķa zonas pat par 40% [6].

Individuālā mainība un ģenētiskā trenējamība

Lai gan vidējais uzlabojums paredzami svārstās starp 10% un 20%, individuālā reakcija uz standartizētu treniņu programmu ir ļoti atšķirīga [9], [10]. Pētījumā HERITAGE Family Study, kurā novēroja 481 mazkustīgu pieaugušo, kas veica 20 nedēļu standartizētu velotreniņu programmu (pakāpeniski pārejot no 30 minūtēm pie 55% VO2 max uz 50 minūtēm pie 75% VO2 max), vidējais VO2 max pieaugums bija 400 ml/min [9], [20]. Tomēr individuālie rādītāji svārstījās no niecīgām izmaiņām (0 ml/min) līdz pieaugumam, kas pārsniedza 1,0 L/min jeb >40% [9], [10].

Ģimeņu un ģenētiskās sasaistes analīzes no HERITAGE pētījuma parādīja, ka aptuveni 47% līdz 50% no VO2 max trenējamības atšķirībām ir skaidrojami ar ģenētiskiem faktoriem [9], [10]. Līdz ar to, lai gan praktiski visi iesācēji pirmajos trīs strukturētu aerobo treniņu mēnešos var sagaidīt funkcionālas kardiovaskulārās adaptācijas, precīzs uzlabojumu temps un apjoms ir atkarīgs no treniņu impulsa un individuālās ģenētiskās reakcijas mijiedarbības [9], [10].