Strefa 2 a trening o wysokiej intensywności u osób starszych

Zarówno ciągły wysiłek o umiarkowanej intensywności (często określany jako strefa 2 lub MICT – moderate-intensity continuous training), jak i trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT) wywołują u osób starszych istotne adaptacje mitochondrialne i sercowo-naczyniowe, stymulując te układy odmiennymi szlakami fizjologicznymi [1, 4, 6]. HIIT zazwyczaj przynosi większą poprawę w zakresie maksymalnego poboru tlenu i określonych wskaźników mitochondrialnych, podczas gdy ciągły trening umiarkowany skutecznie zwiększa podatność tętnic centralnych i zapewnia większy margines bezpieczeństwa sercowo-naczyniowego osobom z podwyższonym ryzykiem klinicznym [4, 9, 20].

Wydolność krążeniowo-oddechowa a długowieczność

Maksymalny pobór tlenu ($\text{V}{\text{O}}_2\text{max}$) to główny wskaźnik zdrowia krążeniowo-oddechowego, który ulega obniżeniu wraz z wiekiem [4, 15]. W metaanalizie 16 randomizowanych badań z grupą kontrolną, obejmujących 1434 zdrowych dorosłych w wieku 60 lat i starszych, zarówno MICT (różnica średnich [MD] = 1,22 mL/kg/min), jak i HIIT (MD = 1,62 mL/kg/min) istotnie zwiększyły $ ext{V}\text{O}_2\text{max}$ [4]. W bezpośrednim porównaniu u osób starszych HIIT generował istotnie większą poprawę $ ext{V}\text{O}_2\text{max}$ niż MICT (MD = 1,17 mL/kg/min) [4]. Podobnie protokoły HIIT trwające 12 tygodni lub dłużej przy intensywności 80–95% tętna maksymalnego zwiększały szczytowy pobór tlenu ($\text{V}{\text{O}}_2\text{peak}$) o 10% do 30%, czemu towarzyszyła poprawa metabolizmu glukozy i profilu lipidowego [5].

Analizy podgrup wskazują, że optymalne parametry protokołów różnią się w zależności od formatu treningu [4]:

• Optymalny MICT: 3 sesje w tygodniu trwające $\ge 60$ minut, realizowane przez okres od 3 do 6 miesięcy [4].
• Optymalny HIIT: 4 sesje w tygodniu trwające od 21 do 39 minut, realizowane przez okres od 3 do 6 miesięcy [4].

Długoterminowe rezultaty oceniono w 5-letnim badaniu Generation 100, w którym 1567 starszych osób (w wieku 70–77 lat) przydzielono losowo do grupy wykonującej HIIT dwa razy w tygodniu (interwały 4×4 minuty przy ~90% tętna szczytowego), MICT dwa razy w tygodniu (50 minut przy ~70% tętna szczytowego) lub realizującej standardowe wytyczne dotyczące aktywności [12]. Bezpośrednie porównanie grup wykonujących ustrukturyzowany trening wykazało, że HIIT wiązał się z bezwzględnym zmniejszeniem ryzyka śmiertelności z dowolnej przyczyny o 2,9 punktu procentowego w porównaniu z MICT (hazard względny = 0,51, 95% CI: 0,25–1,02) [12].

Sieć mitochondrialna i przebudowa enzymatyczna

Funkcja mitochondriów w mięśniach szkieletowych ma kluczowe znaczenie dla zdrowia metabolicznego i wytrzymałości [1, 6, 15]. Badania oceniające adaptacje mięśni szkieletowych dowodzą, że zarówno ciągły trening o umiarkowanej intensywności, jak i interwały o wysokiej intensywności inicjują przebudowę strukturalną retikulum mitochondrialnego z rzadkiego, punktowego układu wyjściowego w zorganizowane sieci [1, 6]. Jednak powstała architektura różni się w zależności od intensywności:

• Trening ciągły o umiarkowanej intensywności indukuje siatkowatą strukturę mitochondriów z częściowymi połączeniami podłużnymi w poprzek włókien mięśniowych [1, 6].
• Trening interwałowy o wysokiej intensywności prowadzi do powstania gęstszej, zorientowanej podłużnie sieci o większej gęstości objętościowej mitochondriów [1, 6].

Na poziomie enzymatycznym badania wykazują, że 6 tygodni HIIT stymuluje istotnie większy wzrost aktywności syntazy cytrynianowej w mięśniu obszernym bocznym (vastus lateralis) w porównaniu z MICT (189,7 vs 166,3 µmol/min/mg białka) [6]. Z kolei aktywność kompleksu I wzrasta w podobnym stopniu w obu przypadkach (161% wartości wyjściowej dla HIIT vs 152% dla MICT) [6]. Obie formy aktywności nasilają ekspresję mRNA białek fuzji mitochondrialnej oraz koaktywatora 1-alfa receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów $\gamma$ (PGC-1$\alpha$), jednocześnie obniżając ekspresję białek rozszczepienia (fission), przy czym zmiany te są wyraźniejsze po HIIT [1, 6].

W modelach zwierzęcych starzenia się (wiek od 18 do 26 miesięcy) długoterminowy HIIT przewyższał trening ciągły pod względem aktywacji kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK), zwiększania poziomu dysmutazy ponadtlenkowej 2 (SOD2) i białka OPA1 (optic atrophy 1), a także promowania tworzenia superkompleksów mitochondrialnych i wskaźników mitofagii w mięśniu płaszczkowatym [7]. W badaniach klinicznych z udziałem dorosłych osób z otyłością 3 miesiące treningu poprawiły maksymalne oddychanie mitochondrialne stymulowane ADP w odniesieniu do syntazy cytrynianowej zarówno w formule ciągłej (67%), jak i interwałowej (36%) bez istotnych różnic między grupami, choć wyższy poziom wydolności i oksydacji tłuszczów był po interwencji lepiej zachowany po HIIT [18].

Zdrowie naczyń i sztywność tętnic

Częstość występowania chorób układu krążenia wzrasta z około 40% u dorosłych w wieku 40–59 lat do 70–75% u osób w wieku 60–79 lat, do czego przyczynia się starzenie się naczyń krwionośnych, rozprzężenie śródbłonkowej syntazy tlenku azotu (eNOS) oraz mitochondrialne reaktywne formy tlenu [15]. Trening tlenowy bezpośrednio przeciwdziała tym mechanizmom, pobudzając aktywację eNOS zależną od naprężeń ścinających, mobilizując komórki progenitorowe śródbłonka i redukując przewlekły stan zapalny [15].

W zakresie mechaniki tętnic centralnych ciągły wysiłek o umiarkowanej intensywności zapewnia specyficzne korzyści [20]. 8-tygodniowe badanie z udziałem 49 starszych osób prowadzących siedzący tryb życia (w wieku 55–79 lat), w którym porównywano MICT angażujący wszystkie kończyny (4 dni w tygodniu) z protokołem HIIT 4×4 minuty, wykazało, że MICT istotnie poprawił prędkość fali tętna między tętnicą szyjną a udową (o 0,5 m/s) oraz podatność tętnicy szyjnej wspólnej (o 0,03 ${\text{mm}}^2/\text{mmHg}$), podczas gdy w grupie HIIT w tym układzie nie zaobserwowano istotnych zmian [20]. Te korzyści naczyniowe wystąpiły niezależnie od zmian spoczynkowego ciśnienia krwi, tętna czy składu ciała [20].

Z kolei szersza metaanaliza 14 badań z udziałem dorosłych o siedzącym trybie życia wykazała, że HIIT ogólnie istotnie obniżał prędkość fali tętna (MD = -0,28 m/s), a także skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi [21]. Analiza podgrup w tej metaanalizie wskazała wiek uczestników jako główne źródło heterogeniczności odpowiedzi naczyniowej śródbłonka (mierzonej rozszerzeniem naczynia zależnym od przepływu), co wskazuje, że reaktywność naczyniowa na określone intensywności ćwiczeń zmienia się w różnych grupach wiekowych [21].

Margines bezpieczeństwa i dobór intensywności

Wytyczne kliniczne podkreślają odmienne role dla obu intensywności wysiłku [9]. Europejskie Towarzystwo Kardiologiczne przypisuje zalecenie klasy I A ustrukturyzowanej, nadzorowanej rehabilitacji ruchowej w chorobie niedokrwiennej serca i niewydolności serca [9].

HIIT obejmuje serie z intensywnością $\ge 90\%$ $\text{V}{\text{O}}_2\text{max}$ lub subiektywną oceną wysiłku $\ge 6$ w skali 10-punktowej [9]. Mimo wysokiej skuteczności, programowanie intensywności treningu wyłącznie na podstawie tętna maksymalnego szacowanego z wieku może zawyżać odpowiednie tętno treningowe nawet o 40% u osób z chorobami sercowo-naczyniowymi [9]. Ponieważ MICT jest wykonywany przy niższych obciążeniach względnych ($<80\%$ tętna szczytowego), zapewnia szerszy margines bezpieczeństwa sercowo-naczyniowego dla starszych osób z wielochorobowością lub niską wyjściową wydolnością funkcjonalną, wciąż dostarczając fundamentalnych korzyści metabolicznych i mitochondrialnych [9].