Тренинг за VO2 max за почетници наспроти напредни спортисти

Вовед

Максималната потрошувачка на кислород ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) ја претставува горната граница на капацитетот на кардиореспираторниот систем за транспорт на кислород и капацитетот на периферната мускулатура да го искористи за време на исцрпувачки напор. Додека почетното ниво на аеробна подготвеност ја одредува големината и временската динамика на адаптациите, структурните тренажни варијабли — интензитетот, архитектурата на интервалите и макро-дистрибуцијата на волуменот — го диктираат плафонот на долгорочниот развој.

Научните докази покажуваат дека физиолошките механизми кои управуваат со подобрувањата на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ значително се разликуваат помеѓу нетренираните поединци и високо тренираните спортисти во спортови на издржливост [1, 4, 15]. Разбирањето како да се манипулира со густината на тренинзите, соодносите работа-одмор и неделната дистрибуција на интензитетот е клучно за дизајнирање на тренажни програми за издржливост засновани на докази.

Интензитет и централни наспроти периферни адаптации

Кај седентарните и рекреативно активните популации, аеробниот капацитет се адаптира низ широк спектар на тренажни интензитети. Мета-регресија на 28 студии кај млади, здрави возрасни лица покажа отсуство на значајна врска доза-одговор помеѓу интензитетот на вежбање и промените во $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, при што беа забележани слични апсолутни подобрувања кај терцилите со низок до умерен (60–70% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0.29\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$), висок (80–92.5% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0.26\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) и супрамаксимален (100–250% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $+0.35\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) интензитет [15]. Сепак, повисоките интензитети на вежбање ги постигнаа овие кардиореспираторни придобивки со значително помали дози по тренинг и помал кумулативен тренажен волумен [15].

И покрај сличните збирни придобивки во $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ низ широки распони на интензитет кај нетренирани испитаници, специфичните физиолошки двигатели се разликуваат:

• Централна хемодинамика: Интервалниот тренинг со висок интензитет (HIIT) на приближно 95% од максималниот пулс предизвика значително поголеми зголемувања на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ ($+4\text{ до }5\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), срцевиот минутен волумен ($+3\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) и ударниот волумен ($+15\text{ml}\cdot {\text{beat}}^{-1}$) во споредба со континуираниот тренинг со умерен интензитет (MICT) на 70% од максималниот пулс [17].
• Периферни митохондријални адаптации: Континуираниот тренинг со умерен интензитет стимулира различни периферни метаболички патишта. Митохондријалниот енергетски проток започнува да го заобиколува комплексот I преку глицерол-фосфатниот шант околу 40% од $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ (максимум на Комплекс I), жртвувајќи ја ефикасноста фосфат-кислород (P/O) за сметка на зголемени каталитички стапки на синтеза на ATP [17]. Докажано е дека волуменски изедначениот MICT индуцира супериорни периферни митохондријални адаптации и пониски концентрации на лактат во крвта при идентични релативни работни оптоварувања, додека спринтерскиот интервален тренинг (SIT) преференцијално ги зголемува $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ и максималната моќност [17].
• Опаѓачки приноси со волуменот кај почетници: Кај нетренирани субјекти, минималните ефективни дози предизвикуваат значителни адаптации; единечен 4-минутен интервал со висок интензитет изведуван 3 пати неделно резултираше со подобрување на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ од приближно 10%, изедначувајќи се со подобрувањата забележани со протоколи кои повторуваат четири 4-минутни интервали по тренинг [17].

Кај пошироките седентарни популации, протоколите за интервален тренинг (кои бараат $\ge 10$ кумулативни минути по тренинг на $\ge 80\text{--}85\%\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$) резултираа со севкупно просечно зголемување од $0.51\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ низ 37 студии [1]. За споредба, 20-неделно стандардизирано испитување со континуиран тренинг за издржливост кај 483 седентарни возрасни лица (55–75% од почетниот $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, 30–50 min, 3 дена/неделно) произведе просечно зголемување од приближно $0.40\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$, со големи индивидуални варијации (7% покажаа придобивка $\le 0.10\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ и 8% покажаа придобивка $\ge 0.70\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$) [1].

Архитектура на интервалите: Времетраење на работата и соодноси на закрепнување

Кај натпреварувачите и тренираните спортисти, само континуираниот тренинг станува недоволен за понатамошни адаптации на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ [4]. Мрежна мета-анализа на 51 студија со 1.261 спортист покажа дека тренингот со повторувани спринтови (RST; NMA големина на ефект $g=1.04$), интервалниот тренинг со висок интензитет (HIIT; $g=1.01$) и спринтерскиот интервален тренинг (SIT; $g=0.69$) значително го надминуваат континуираниот тренинг ($g=0.29$) и конвенционалните тренажни контроли за зголемување на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ [4].

+-----------------------------------------------------------------------------------------+
| Интервален модалитет | Работен интервал | Работа-закрепнување (WRR) / Одмор | Мин. временска рамка |
+----------------------+------------------+-----------------------------------+----------------------+
| HIIT                 | ~140 секунди     | WRR 0.85 (~165 s закрепнување)    | 3–6 недели (3x/нед.) |
| Долг HIIT            | >= 240 секунди   | 1:1 до 2:1 WRR                    | 6–13 недели (3x/нед.)|
| SIT                  | <= 30 секунди    | < 97 секунди закрепнување         | 3–6 недели (3x/нед.) |
| RST                  | 3–7 секунди      | <= 60 секунди закрепнување        | 2 недели (3x/нед.)   |
+-----------------------------------------------------------------------------------------+

Интервален тренинг со висок интензитет (HIIT)

Тринивовска мета-регресија кај спортски кохорти идентификуваше врска доза-одговор во облик на превртено U за параметрите на HIIT, откривајќи оптимално времетраење на работата од 140 секунди комбинирано со сооднос работа-закрепнување (WRR) од 0.85 (што одговара на 140 s работа и 165 s закрепнување) [4]. Протоколите што ги користат овие параметри во траење од 3–6 недели со 3 тренинзи неделно произведоа најголемо зголемување на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ кај спортистите [4].

Подолгите интервали, исто така, обезбедуваат специфични функционални предности. Подгрупа студии кај рекреативно активни возрасни лица што користеа подолги времетраења на интервалите постигнаа поголеми подобрувања од приближно $0.8\text{ до }0.9\text{L}\cdot {\text{min}}^{-1}$ [1]. Кај активни и тренирани поединци, работните интервали во траење од $\ge 4$ минути предизвикаа 2% поголемо подобрување во перформансите на хронометар и 4% поголемо зголемување на максималната аеробна моќност (MAP) во споредба со протоколите за SIT [6].

Спринтерски интервален тренинг (SIT) и тренинг со повторувани спринтови (RST)

Иако и SIT (максимални спринтови со сета сила $\le 30$ s) и HIIT значително ја подобруваат кардиореспираторната подготвеност кај клиничките и спортските кохорти (SMD = 1.54) [5], мета-регресиите специфични за спортисти покажуваат дека подобрувањата на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ индуцирани од SIT стануваат статистички незначајни кога интервалите за закрепнување надминуваат 97 секунди [4].

Тренингот со повторувани спринтови (интервали со сета сила од 3–7 s со $\le 60$ s закрепнување) бара само 2 недели со 3 неделни тренинзи за да предизвика значајни зголемувања на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ кај тренирани поединци [4]. Додека HIIT и SIT даваат слични збирни промени во максималната потрошувачка на кислород кај здрави кохорти, HIIT покажува поголема ефикасност за подобрување на кардиореспираторната подготвеност кај популации со прекумерна тежина (SMD = -0.97), додека SIT индуцира поголеми намалувања на масната маса кај тренирани кохорти (WMD = 5.85) [5]. Покрај тоа, HIIT покажува умерена предност во однос на SIT за зголемување на максималната аеробна моќност/брзина (ES = 0.70) [6].

Неделни дистрибуции на волуменот: Поларизирани наспроти пирамидални модели

На макро-ниво, тренажните програми за издржливост го организираат волуменот во три различни зони на интензитет дефинирани според лактатот во крвта и вентилациските прагови:

• Зона 1 (Тренинг со низок интензитет, LIT): Под првиот вентилациски праг (${\text{VT}}_1$) или $<2\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ лактат во крвта ($<70\text{--}75\%{\text{HR}}_{max}$) [7, 14, 20].
• Зона 2 (Умерен интензитет / Тренинг на праг, MIT): Помеѓу ${\text{VT}}_1$ и ${\text{VT}}_2$, или $2\text{--}4\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ лактат во крвта [7, 20].
• Зона 3 (Тренинг со висок интензитет, HIT): Над вториот вентилациски праг (${\text{VT}}_2$) или $>4\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ лактат во крвта ($>85\%{\text{HR}}_{max}$) [7, 14, 20].

Дистрибуции на зоните на интензитет кај моделите на издржливост:

Поларизиран (POL):   [======= Зона 1: 75-80% =======] [З2: 0-5%] [== Зона 3: 15-20% ==]
Пирамидален (PYR):   [====== Зона 1: 70-75% ======] [== З2: 15-20% ==] [= Зона 3: 5-10% =]
Праг (THR):          [==== Зона 1: ~50% ====] [======== Зона 2: >40% ========] [= З3: <10% =]

Динамика на поларизираниот тренинг

Поларизираната дистрибуција на интензитетот на тренинг (POL; ~75–80% Зона 1, 0–5% Зона 2, 15–20% Зона 3) е ефикасна за краткорочни подобрувања во $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ и економијата на движење [7]. Во мета-анализа на 17 студии ($n=437$), поларизираниот тренинг покажа супериорност во однос на другите дистрибуции за подобрување на $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ (SMD = 0.24, $p=0.040$), при што ефектот беше предводен од интервенции пократки од 12 недели (SMD = 0.40) и високо тренирани спортисти (SMD = 0.46) [10]. Сепак, оваа супериорност не се преточи во значајни разлики во перформансите на хронометар, времето до исцрпеност или моќноста/брзината на прагот кога беше споредена со други структурирани дистрибуции [10].

Во 9-неделно рандомизирано испитување кое ги споредуваше поларизираниот модел, моделот на праг, моделот со голем волумен и низок интензитет и моделот исклучиво со интервали кај 48 добро тренирани спортисти, поларизираната група постигна зголемување од 11.7% во $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$, придружено со супериорни подобрувања во максималната брзина и времето до исцрпеност [11, 20].

Пирамидална дистрибуција и практики кај елитните спортисти

Пирамидалниот тренинг (PYR; ~70–75% Зона 1, 15–20% Зона 2, 5–10% Зона 3) останува широко применуван низ дисциплините на издржливост [7, 19]. Опсервациските анализи покажуваат дека елитните спортисти во спортови на издржливост постојано поминуваат 75–85% од својот вкупен тренажен волумен во Зона 1 [20]. На пример, норвешките јуниорски скијачи во крос-кантри тренирале со дистрибуција од 75% Зона 1, 5–10% Зона 2 и 15–20% Зона 3, додека олимписките веслачи во тешка категорија забележале 77.3% во Зона 1, 16.9% во Зона 2 и 5.8% во Зона 3 [20].

Директните споредби помеѓу статичните поларизирани и пирамидални дистрибуции откриваат еквивалентни функционални исходи во многу околности:

• 16-неделно волуменски изедначено испитување кај добро тренирани тркачи не покажа значајни разлики помеѓу поларизираната и пирамидалната група во $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$, брзината на лактатниот праг или подобрувањата на хронометар на 5 km [11].
• Мрежна мета-анализа со податоци од индивидуални учесници од 13 студии ($n=348$) потврди дека нема севкупни разлики во рангирањето на перформансите помеѓу поларизираните и пирамидалните модели, иако натпреварувачките спортисти имаа тенденција маргинално подобро да реагираат на поларизирани, а рекреативните спортисти на пирамидални дистрибуции [11].
• Кај триатлонци кои се подготвуваат за полу-Ironman, поларизираната и пирамидалната група завршија со просечна разлика од 2 секунди, при што кумулативниот волумен во Зона 2 позитивно корелираше со перформансите на полу-Ironman и на трчачкиот сегмент [14].
• Систематските прегледи потврдуваат дека кога се оценуваат како статични, изолирани модели, ниту пирамидалниот ниту поларизираниот тренинг конзистентно не се покажуваат како супериорни еден врз друг [13].

Низ спортските кохорти од Ниво 2 до Ниво 5, поларизираните и пирамидалните дистрибуции обезбедуваат супериорни адаптации во споредба со моделите на праг за спортисти од Ниво 3+ (високо тренирани до светска класа) кај интервенции што траат $\ge 12$ недели, додека спортистите од пониските нивоа доживуваат споредливи аеробни адаптации низ сите структурирани дистрибуции [19]. Покрај тоа, адаптациите на прагот (${\text{VT}}_2$/${\text{LT}}_2$) остануваат стабилни низ сите модели доколку спортистите одржуваат минимална застапеност на Зона 3 помеѓу 8% и 26% (при што $\ge 6\%$ се чини задолжително) [19].

Периодизација и интеграција во макроциклус

Наместо одржување на статична дистрибуција во текот на целата година, научните докази поддржуваат менување на дистрибуцијата на интензитетот низ тренажните блокови. Во 16-неделно рандомизирано контролирано испитување на 60 добро тренирани машки тркачи (почетен $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$: $67\pm 4\text{ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), транзицијата од 8-неделен пирамидален блок кон 8-неделен поларизиран блок (PYR $\to$ POL) со одржување константно тренажно оптоварување произведе поголеми адаптации отколку статичен PYR, статичен POL или секвенца POL $\to$ PYR [12].

Оптимална сезонска структура на периодизација:

Подготвителна фаза            -->  Преднатпреварувачка фаза     -->  Натпреварувачка фаза
Голем волумен, низок интензитет    Пирамидална дистрибуција          Поларизирана дистрибуција
(>80% Зона 1 база)                 (LIT + Волумен на праг)           (LIT + Целен висок интензитет)

Транзицијата PYR $\to$ POL резултираше со подобрување од ~3.0% во релативниот $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$, зголемување од ~1.7% на брзината при $2\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ лактат во крвта (${\text{vBLa}}_2$), зголемување од ~1.5% на брзината при $4\text{mmol}\cdot {\text{L}}^{-1}$ лактат во крвта (${\text{vBLa}}_4$) и подобрување од ~1.5% во перформансите на хронометар на 5 km [12].

Оваа секвенца е во согласност со архитектурата на макроциклусот забележана во елитните програми за издржливост: фундаментална базна подготовка со голем волумен и низок интензитет во општата подготвителна фаза, преминување кон пирамидална дистрибуција за градење издржливост на прагот во преднатпреварувачката фаза и завршување со поларизирана дистрибуција за оптимизирање на врвната аеробна моќност и $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$ непосредно пред натпреварувањето [12].