FatMax czy HIIT w redukcji tkanki tłuszczowej i zmianie składu ciała

Trening na poziomie intensywności wywołującej maksymalne utlenianie tłuszczu (FatMax) skutecznie redukuje masę ciała, całkowitą masę tłuszczową oraz tkankę tłuszczową trzewną u osób z nadwagą i prowadzących siedzący tryb życia [2, 10]. Badania wskazują jednak, że ćwiczenia o wyższej intensywności — takie jak trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT) — przynoszą podobną lub większą długoterminową poprawę pod względem procentowej zawartości tkanki tłuszczowej, obwodu talii i wydolności tlenowej w szerszych populacjach, często przy mniejszym nakładzie czasu [3, 9]. Ponadto całodobowe utlenianie tłuszczu w całym organizmie zależy przede wszystkim od całkowitego dobowego wydatku energetycznego, a nie od konkretnego substratu utlenianego podczas samej sesji treningowej [16].

Czym jest FatMax i utlenianie substratów energetycznych

FatMax oznacza specyficzną intensywność wysiłku, przy której organizm utlenia tłuszcze z najwyższą bezwzględną szybkością, określaną jako maksymalny wskaźnik utleniania tłuszczu (MFO, ang. maximal rate of fat oxidation) [17]. Utlenianie tłuszczu w całym ciele ma przebieg krzywej parabolicznej wraz ze wzrostem obciążenia treningowego [17]. W miarę jak intensywność rośnie od lekkiej do umiarkowanej, bezwzględne utlenianie tłuszczu wzrasta, aż osiąga szczyt w punkcie FatMax [17]. Powyżej tego progu utlenianie tłuszczu gwałtownie spada z powodu kilku ograniczeń fizjologicznych: zmniejszonego przepływu krwi przez tkankę tłuszczową, ograniczonego dostarczania wolnych kwasów tłuszczowych (NEFA) do pracujących mięśni, obniżonej dostępności wolnej karnityny oraz wywołanego kwasicą (przy pH 7,0–6,8) hamowania aktywności palmitoilotransferazy karnitynowej I (CPT-I) [17].

Sposób magazynowania energii w ludzkim organizmie odzwierciedla tę zależność: podczas gdy zapasy tłuszczu stanowią ogromny rezerwuar energii (~68 250 kcal u osoby o masie 70 kg z 10% zawartością tkanki tłuszczowej), endogenne zapasy węglowodanów są ściśle ograniczone (<3000 kcal, z czego ~80% znajduje się w mięśniach szkieletowych, 10–15% w wątrobie, a ~4 g w postaci glukozy w osoczu) [17].

FatMax i MFO są zazwyczaj wyznaczane za pomocą kalorymetrii pośredniej przy użyciu protokołów ze stopniowo narastającym obciążeniem (np. etapy 3–5-minutowe ze wzrostem o 35 W na cykloergometrze) [17]. Powtarzalność pomiarów (test-retest) wykazuje współczynniki zmienności między 3% a 9,6% dla FatMax oraz od 5% do 11% dla MFO przy zachowaniu ścisłej kontroli diety i stanu na czczo [17].

Na wskaźniki te wpływa kilka czynników:

• Wytrenowanie i skład ciała: W badaniu obejmującym 1121 sportowców na czczo beztłuszczowa masa ciała okazała się najsilniejszym pojedynczym predyktorem zmienności MFO; gracze rugby wykazywali wyższe MFO (0,72 g/min), a golfiści niższe (0,49 g/min) w ogólnym zakresie od 0,17 do 1,27 g/min [19].
• Żywienie bezpośrednio przed wysiłkiem: Spożycie 75 g glukozy na 45 minut przed testem obniżyło MFO o około 30% i przesunęło FatMax w stronę niższej intensywności (z 60,1% do 52,0% VO2max) [19]. Z kolei izokaloryczny posiłek wysokotłuszczowy przed wysiłkiem zwiększył całkowitą ilość utlenionego tłuszczu na etapach o niskiej intensywności i obniżył współczynnik wymiany oddechowej (RER), nie zmieniając jednak szczytowego tempa utleniania ani obciążenia odpowiadającego FatMax [18].
• Wyjściowy stan zdrowia i otyłość: U osób zdrowych FatMax występuje zazwyczaj w przedziale od 30% do 65% VO2max [2]. U osób z otyłością punkt FatMax przesuwa się w dół do około 30%–46% (lub 40%–50%) VO2max [2, 10]. Ćwiczenia ze standardową umiarkowaną intensywnością (~65% VO2max) w tej populacji mogą przekraczać FatMax, co przestawia zużycie paliwa na glikogen i może sprzyjać niepełnemu utlenianiu kwasów tłuszczowych, zaburzającemu sygnalizację insulinową [2]. Ponieważ indywidualny poziom FatMax wykazuje dużą zmienność (30% do 65% VO2max u obu płci), diagnostyka laboratoryjna z wykorzystaniem kalorymetrii pośredniej zapewnia większą precyzję niż ogólne zalecenia umiarkowanego wysiłku ciągłego [10].

Wpływ treningu FatMax na skład ciała

Przeglądy systematyczne i badania kliniczne pokazują, że średnioterminowy trening FatMax prowadzi do wyraźnej poprawy masy tłuszczowej i wydolności sercowo-naczyniowej u osób z otyłością [2, 10]. Metaanaliza 11 randomizowanych badań kontrolnych (RCT) obejmujących od 8 do 20 tygodni treningu (120–360 minut tygodniowo) u dorosłych z nadwagą i otyłością wykazała istotną zbiorczą redukcję w następujących parametrach [2, 10, 11]:

• Masa ciała: Średnia różnica (MD) wynosząca -4,30 kg [10, 11]
• Masa tłuszczowa: MD wynosząca -4,03 kg [10, 11]
• Obwód talii: MD wynosząca -3,34 cm [10, 11]
• Maksymalny pobór tlenu (VO2max): Wzrost o 2,96 mL·kg⁻¹·min⁻¹ [10, 11]

Protokoły te pozostawiły beztłuszczową masę ciała na niezmienionym poziomie (MD = 0,08 kg) [10, 11]. U starszych kobiet z nadwagą (średnia wieku 64,2 roku, BMI 27,1 kg/m²), 12 tygodni zindywidualizowanego treningu FatMax (3 dni w tygodniu, 1 godzina dziennie) zmniejszyło masę ciała, BMI, masę tłuszczową, tłuszcz trzewny tułowia oraz rozkurczowe ciśnienie krwi, jednocześnie zwiększając szacowane VO2max, cholesterol HDL i frakcję wyrzutową lewej komory serca [5].

Oprócz ogólnych zmian w składzie ciała, 10 tygodni treningu FatMax zwiększa wydolność oddechową mitochondriów w mięśniach szkieletowych i podnosi aktywność lipazy lipoproteinowej [7, 20]. Zmniejsza również ogólnoustrojowy stan zapalny, łagodzi insulinooporność i redukuje otłuszczenie trzewne [7]. W adaptacjach związanych z gospodarką lipidową biorą udział kluczowe mikroRNA regulujące transport i wychwyt lipidów — takie jak miR-1 (regulujący CPT1) oraz miR-145, miR-20a-5p i miR-29a (modulujące aktywność receptora CD36) [20].

Ponieważ jednak 8 do 20 tygodni samego treningu FatMax nie zwiększa beztłuszczowej masy ciała ani masy mięśniowej u osób z otyłością, badacze zalecają łączenie go z treningiem oporowym w celu ochrony tkanki beztłuszczowej i zapobiegania otyłości sarkopenicznej [7, 20]. Protokół 16-tygodniowego badania klinicznego u młodych dorosłych prowadzących siedzący tryb życia ocenia obecnie to połączenie w zestawieniu z samym FatMax oraz grupą kontrolną wykonującą rozciąganie, mierząc zmiany w składzie ciała i elastyczności metabolicznej [7, 20].

FatMax a trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT)

Bezpośrednie porównanie FatMax z formami treningu o wyższej intensywności pokazuje, że wyniki zależą w dużej mierze od badanej populacji i metodologii badań.

Bezpośrednie badania porównawcze

W 8-tygodniowym randomizowanym badaniu porównującym trening FatMax z HIIT u 20 młodych kobiet z nadwagą (BMI ≥24 kg/m²) obie grupy uzyskały redukcję tkanki tłuszczowej [4]. Grupa HIIT zmniejszyła obwód bioder (-1,46 cm), masę tłuszczową (-1,63 kg), procentową zawartość tłuszczu (-1,28%) oraz powierzchnię tłuszczu trzewnego (-8,49 cm²) [4]. Grupa FatMax osiągnęła jednak istotnie większy spadek BMI (-1,19 kg/m² w porównaniu z HIIT) i obwodu talii (-3,37 cm w porównaniu do nieistotnej zmiany w grupie HIIT), a także redukcję masy ciała (-3,16 kg), obwodu bioder (-2,63 cm), masy tłuszczowej (-2,29 kg), procentowej zawartości tłuszczu (-1,68%) oraz powierzchni tłuszczu trzewnego (-10,1 cm²) [4]. Beztłuszczowa masa ciała pozostała bez zmian w obu grupach [4].

W krótkoterminowym, 2-tygodniowym badaniu u mężczyzn z otyłością II i III stopnia (BMI ≥ 35 kg/m²), zarówno ciągła jazda na rowerze w strefie FatMax, jak i dostosowany HIIT (10 × 60-sekundowych interwałów przy ~90% HRmax) wyrównane pod względem wykonanej pracy istotnie poprawiły wydolność tlenową i tempo utleniania tłuszczu [14]. Jednak tylko w grupie ciągłego FatMax zaobserwowano istotny spadek wskaźnika HOMA2-IR, insuliny na czczo oraz stężenia NEFA na czczo w tym dwutygodniowym okresie [14].

Przegląd dowodów naukowych dla wyższych intensywności

W szerszych populacjach metaanalizy wykazują, że wyższe intensywności treningowe przynoszą wyraźne zmiany w składzie ciała:

• Zmiany w masie tłuszczowej i mięśniowej: Metaanaliza z 2023 roku obejmująca 36 RCT (trwających od 3 do 15 tygodni) wykazała, że HIIT istotnie zredukował masę tłuszczową (ważona średnia różnic [WMD]: -1,86 kg) oraz procentową zawartość tkanki tłuszczowej (WMD: -1,53%), jednocześnie istotnie zwiększając beztłuszczową masę ciała (WMD: 0,51 kg) [3]. Analiza podgrup wykazała, że bieganie w terenie przyniosło największą redukcję masy tłuszczowej (WMD: -4,25 kg), podczas gdy jazda na rowerze była jedyną formą wysiłku, która istotnie zwiększyła beztłuszczową masę ciała (WMD: 0,63 kg) [3]. Najskuteczniejsze okazały się protokoły trwające >8 tygodni z ≥3 sesjami w tygodniu, interwałami wysiłkowymi <60 s i przerwami wypoczynkowymi ≤90 s [3].
• HIIT a umiarkowany trening ciągły (MICT): Metaanaliza 29 RCT u młodych i w średnim wieku dorosłych wykazała, że HIIT zapewnił większą redukcję obwodu talii i procentowej zawartości tłuszczu, a także większy wzrost VO2peak w porównaniu z MICT [9].
• Odmienne adaptacje metaboliczne: W zaburzeniach metabolicznych związanych z otyłością MICT korzystniej wpływa na dystrybucję tkanki tłuszczowej i wydajność mitochondriów, podczas gdy HIIT wywiera silniejszy wpływ na elastyczność metaboliczną i sygnalizację insulinową [8].

Dobowy wydatek energetyczny a mit strefy spalania tłuszczu

Powszechnym mitem jest przekonanie, że maksymalizacja utleniania tłuszczu w trakcie samego treningu automatycznie przekłada się na większą całkowitą utratę tkanki tłuszczowej. Pomiary w komorze kalorymetrycznej dowodzą, że przy wyrównanym całkowitym wydatku energetycznym wysiłku (400 kcal), jazda na rowerze o niskiej intensywności (40% VO2max) i o wysokiej intensywności (70% VO2max) w równym stopniu zwiększają dobowy wydatek energetyczny i utlenianie węglowodanów, bez istotnych różnic w całkowitej dobowej ilości utlenionego tłuszczu [16].

Ostatecznie długoterminowa zmiana składu ciała wymaga wygenerowania ujemnego bilansu energetycznego. American College of Sports Medicine oraz Światowa Organizacja Zdrowia zalecają wydatek energetyczny z ćwiczeń przekraczający 2000 kcal tygodniowo w celu redukcji otyłości [7, 20].

Podsumowanie praktyczne

• Zastosowanie FatMax: Idealne rozwiązanie dla osób początkujących, starszych oraz osób z otyłością, u których niższa wydolność oksydacyjna sprawia, że standardowy umiarkowany trening ciągły jest zbyt intensywny [2, 5, 10]. Umożliwia realizację dużej objętości treningowej bez nadmiernego zmęczenia nerwowo-mięśniowego, redukuje tłuszcz trzewny i poprawia podstawową wrażliwość na insulinę [4, 7, 14].
• Zastosowanie HIIT: Zapewnia wyższą oszczędność czasu, stymuluje znaczący wzrost VO2peak oraz — szczególnie w formie jazdy na rowerze — może wywołać niewielki przyrost beztłuszczowej masy ciała, czego nie daje sam trening FatMax [3, 9, 10].
• Ochrona masy beztłuszczowej: Ponieważ ani FatMax, ani umiarkowany wysiłek ciągły nie budują skutecznie tkanki mięśniowej, połączenie treningu aerobowego z zaplanowanym treningiem oporowym jest konieczne, aby zapobiec utracie masy mięśniowej w trakcie redukcji tkanki tłuszczowej [7, 9, 20].