Adakah Zon Rezab Kadar Jantung Menepati Ambang Metabolik Sebenar?

Formula Rezab Kadar Jantung (HRR), yang dikira melalui kaedah Karvonen, menyediakan anggaran kasar kadar kerja metabolik pada peringkat populasi, namun ia sering kali gagal menepati ambang ventilatori dan ambang laktat darah individu secara tepat [2, 17]. Walaupun purata kumpulan menunjukkan corak yang boleh dijangka, kadar jantung ambang individu sangat berbeza merentasi tahap kecergasan, jantina, dan status kesihatan [8, 11, 19]. Bergantung sepenuhnya pada peratusan HRR standard sering menyebabkan atlet dan populasi klinikal berlatih dalam domain metabolik yang lebih tinggi atau lebih rendah daripada yang disasarkan [8, 14, 17].

Model Metabolik Tiga Domain

Fisiologi senaman daya tahan membahagikan output kerja kepada tiga domain intensiti metabolik utama yang dipisahkan oleh dua titik sempadan fisiologi [19]:

1. Domain Sederhana (Moderate Domain): Kadar kerja di bawah ambang ventilatori pertama (VT1) atau ambang laktat pertama (LT1) [19]. Dalam domain ini, laktat darah kekal berhampiran paras asas (sering ditakrifkan sebagai peningkatan kurang daripada 0.5 mM di atas paras asas), dan pengoksidaan lemak meningkat [5, 17].
2. Domain Berat (Heavy Domain): Kadar kerja antara ambang metabolik pertama (LT1/VT1) dan ambang metabolik kedua (LT2/VT2, kuasa kritikal, atau kelajuan kritikal) [19]. Laktat darah meningkat melebihi paras asas (sering dianggarkan secara heuristik sebagai peningkatan $\ge$1.5 mM di atas paras asas) tetapi mendatar semasa usaha berterusan, menghampiri keadaan stabil laktat maksimum (MLSS) [3, 17].
3. Domain Teruk (Severe Domain): Kadar kerja antara ambang metabolik kedua dan pengambilan oksigen maksimum ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$), yang dicirikan oleh peningkatan laktat yang tidak mampan dan kelesuan yang cepat [3, 19].

Atlet daya tahan elit biasanya memperuntukkan kira-kira 80% daripada volum latihan mereka kepada domain sederhana (Zon 2 dan ke bawah) untuk mengoptimumkan metabolisme lemak, membina kecekapan mitokondria, dan menjimatkan glikogen otot [5].

Nilai Purata HRR lwn. Variasi Individu

Formula Karvonen mengira sasaran kadar jantung dengan menambah sebahagian daripada rezab kadar jantung kepada kadar jantung rehat: $\text{Target HR}={\text{HR}}_{\text{rest}}+\text{intensity fraction}\times ({\text{HR}}_{\text{max}}-{\text{HR}}_{\text{rest}})$ [2]. Mengambil kira kadar jantung rehat membantu mencerminkan tonus parasimpatetik asas, namun zon peratusan standard sering kali menyimpang daripada pengukuran fisiologi secara langsung [2].

Dalam ujian berbasikal terkawal, purata kumpulan menunjukkan pemetaan yang munasabah antara HRR dan penanda metabolik. Dalam kohort 33 pelumba basikal lelaki terlatih secara aerobik (purata $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 62.1 $\pm$ 4.6 ml·kg⁻¹·min⁻¹), penanda fisiologi sepadan dengan nilai purata berikut [3]:

• VT1: 184 $\pm$ 36 W (66 $\pm$ 9% HRR) [3]
• MLSS (subkumpulan $n=14$): 256 $\pm$ 31 W [3]
• VT2: 298 $\pm$ 36 W (88 $\pm$ 6% HRR) [3]
• $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 390 $\pm$ 34 W (100% HRR) [3]

Berdasarkan ujian senaman bertingkat (kenaikan 25 W·min⁻¹), lima zon latihan dikenal pasti: R0 (53–62% HRR), R1 (62–71% HRR), R2 (74–86% HRR), R3 (86–99% HRR), dan R3+ (100% HRR) [3].

Walau bagaimanapun, data meta-analisis yang luas menunjukkan bahawa lokasi ambang individu tersebar secara ketara di sekitar nilai purata ini [17]. Dalam meta-analisis yang merangkumi 25 kajian dan 412 pelari, kadar jantung individu pada ambang fisiologi merangkumi julat yang sangat besar [17]:

• Julat LT1: 65% hingga 90% HRR (atau 69% hingga 94% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]
• Julat LT2: 73% hingga 95% HRR (atau 80% hingga 98% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]

Disebabkan oleh sebaran ini, menetapkan sasaran sebarangan seperti 75% HRR mungkin meletakkan seorang pelari dengan selamat di bawah LT1 dalam domain sederhana, sambil meletakkan pelari lain jauh di atas LT1 dalam domain berat [17, 19]. Untuk mencapai kepastian 95% bahawa senaman dilakukan betul-betul di bawah LT1 tanpa ujian makmal, seseorang atlet mesti kekal di bawah 65% HRR (atau di bawah 70% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17].

Punca Ketidakpadanan Antara Formula HR dan Ambang Metabolik

Beberapa faktor menjelaskan mengapa model rezab HR berasaskan formula gagal menepati ambang laktat darah dan pertukaran gas masa nyata:

1. Ralat Anggaran Semula Jadi ${\text{HR}}_{\text{max}}$

Persamaan kadar jantung maksimum ramalan umur standard membawa ralat anggaran sebanyak $\pm$10 hingga 12 bpm [2]. Pada tahun 1999, Meyer dan rakan sekerja mendapati bahawa menetapkan senaman pada 85% tetap daripada ${\text{HR}}_{\text{max}}$ menghasilkan intensiti senaman individu yang tersebar antara 87% hingga 116% daripada ambang anaerobik yang diukur secara individu pada atlet [2].

2. Kecergasan Aerobik dan Anjakan Ambang Bukan Linear

Hubungan antara kapasiti aerobik dan kedudukan ambang adalah tidak seragam merentas kategori kecergasan [11]. Dalam kajian gabungan ke atas 863 peserta, pengambilan oksigen pada VT berbanding rezab pengambilan oksigen (VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$) mempamerkan lengkung berbentuk U [11]. Titik terendah berlaku pada kira-kira 43% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ pada individu dengan $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ sekitar 40 ml·kg⁻¹·min⁻¹, manakala purata VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ meningkat kepada kira-kira 75% pada peserta dengan nilai $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ terendah dan tertinggi [11].

3. Perbezaan Jantina

Sasaran ambang tetap tidak bertindak balas secara serupa antara jantina [19]. Dalam kohort 165 pelari rekreasi, pelari wanita menunjukkan kadar jantung relatif, $\dot{V}{\text{O}}_2$, dan kelajuan larian yang jauh lebih tinggi pada LT1 berbanding pelari lelaki ($p<0.001$), menunjukkan bahawa sasaran HR yang seragam tidak menggambarkan beban metabolik sebenar antara jantina [19].

4. Populasi Klinikal dan Ketidakcekapan Kronotropik

Penyimpangan antara garis panduan sasaran HR tetap dan ambang fisiologi adalah amat ketara dalam kohort klinikal [8, 14]. Dalam kajian terhadap 350 individu, domain intensiti berasaskan garis panduan standard tersilap mengklasifikasikan VT1 sebagai intensiti tinggi dan bukannya intensiti sederhana dalam 67.1% (garis panduan terdahulu) dan 79.6% (garis panduan ESC 2020) pesakit jantung, sedangkan kesepadanan adalah 90% pada individu sedentari yang sihat dan 93.9% pada atlet kompetitif [8].

Begitu juga, dalam 18 pesakit kegagalan jantung kronik, sasaran kadar jantung yang diperoleh daripada 40–70% HRR adalah jauh lebih tinggi daripada ambang yang diukur, yang berisiko menetapkan senaman berat atau teruk melebihi ambang ventilatori atau titik pampasan pernafasan [14]. ${\text{HR}}_{\text{max}}$ yang diukur dalam pesakit ini adalah 12% lebih rendah daripada nilai ramalan umur, walaupun selepas pelarasan potongan penyekat beta standard digunakan [14].

Alternatif dan Penanda Praktikal

Apabila ujian metabolik langsung (mengukur VT1/VT2) atau analisis laktat darah tidak tersedia, beberapa alternatif menawarkan kalibrasi terhadap peralihan fisiologi sebenar:

• Kadar Usaha yang Diterima (RPE): Merentasi pelbagai tahap kecergasan daripada kohort kurang cergas hingga individu terlatih tinggi, VT secara konsisten berlaku sekitar purata RPE Borg 12.5 $\pm$ 0.93, walaupun terdapat perbezaan besar dalam kadar kerja mutlak [11].
• Kebolehubahan Kadar Jantung (HRV): Analisis HRV bukan linear menggunakan analisis fluktuasi ternyaharah (DFA $\alpha 1$) menjejaki perubahan dalam sifat korelasi fraktal, yang menurun daripada ~1.5 pada kadar kerja rendah kepada sekitar 0.75 berhampiran VT1/LT1 [22, 23]. Dalam kalangan atlet triatlon elit dan kohort larian lelaki, ambang DFA $\alpha 1=0.75$ menunjukkan persetujuan yang rapat dengan LT1 dan VT1, menunjukkan perbezaan purata hanya 1.7 hingga 2.0 bpm [22, 23].
• Penanda Prestasi: Bagi pelari rekreasi, anggaran berasaskan kelajuan tetap menghasilkan magnitud ralat yang lebih rendah untuk mengenal pasti LT1 dan LT2 berbanding kadar jantung atau RPE sahaja, walaupun menganggarkan kelajuan maksimum dan bukannya mengukurnya secara langsung meningkatkan ralat ambang [19].