Corespund zonele de frecvență cardiacă de rezervă pragurilor metabolice reale?

Formulele pentru rezerva de frecvență cardiacă (HRR), calculate prin metoda Karvonen, oferă o estimare brută la nivel de populație a intensității metabolice a efortului, însă adesea nu se aliniază cu precizie cu pragurile ventilatorii și de lactat sanguin individuale [2, 17]. Deși mediile de grup indică tipare previzibile, frecvențele cardiace corespunzătoare pragurilor individuale variază considerabil în funcție de nivelul de pregătire fizică, sex și starea de sănătate [8, 11, 19]. Baza strictă pe procente standard de HRR îi determină frecvent pe sportivi și pe pacienții din populațiile clinice să se antreneze în domenii metabolice mai ridicate sau mai scăzute decât cele intenționate [8, 14, 17].

Modelul metabolic cu trei domenii

Fiziologia efortului de anduranță împarte producția de efort în trei domenii principale de intensitate metabolică, separate prin două puncte fiziologice de demarcație [19]:

1. Domeniul moderat: Niveluri de efort situate sub primul prag ventilator (VT1) sau primul prag de lactat (LT1) [19]. În acest domeniu, lactatul sanguin rămâne aproape de nivelul de repaus (definit adesea ca o creștere mai mică de 0,5 mM față de valoarea inițială), iar oxidarea grăsimilor este crescută [5, 17].
2. Domeniul intens (heavy): Niveluri de efort situate între primul prag metabolic (LT1/VT1) și al doilea prag metabolic (LT2/VT2, puterea critică sau viteza critică) [19]. Lactatul sanguin crește peste nivelul de bază (frecvent aproximat ca o creștere de $\ge$1,5 mM peste valoarea de repaus), dar se stabilizează în timpul eforturilor continue, apropiindu-se de starea stabilă maximă a lactatului (MLSS) [3, 17].
3. Domeniul sever: Niveluri de efort cuprinse între al doilea prag metabolic și consumul maxim de oxigen ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$), caracterizate printr-o creștere nesustenabilă a lactatului și instalarea rapidă a oboselii [3, 19].

Sportivii de anduranță de elită alocă de regulă aproximativ 80% din volumul de antrenament domeniului moderat (Zona 2 și mai jos) pentru a optimiza metabolismul grăsimilor, a dezvolta eficiența mitocondrială și a economisi glicogenul muscular [5].

Valori medii ale HRR vs. variația individuală

Formula Karvonen calculează frecvența cardiacă țintă adăugând o fracțiune din rezerva de frecvență cardiacă la frecvența cardiacă de repaus: $\text{FC țintă}={\text{HR}}_{\text{rest}}+\text{fracțiunea de intensitate}\times ({\text{HR}}_{\text{max}}-{\text{HR}}_{\text{rest}})$ [2]. Luarea în calcul a frecvenței cardiace de repaus ajută la reflectarea tonusului parasimpatic bazal, însă zonele standard exprimate în procente deviază adesea de la măsurătorile fiziologice directe [2].

În studiile controlate de ciclism, mediile de grup sugerează o corespondență rezonabilă între HRR și markerii metabolici. Într-o cohortă de 33 de cicliști bărbați antrenați aerob (media $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 62,1 $\pm$ 4,6 ml·kg⁻¹·min⁻¹), reperele fiziologice au corespuns următoarelor valori medii [3]:

• VT1: 184 $\pm$ 36 W (66 $\pm$ 9% HRR) [3]
• MLSS (subgrup de $n=14$): 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]

Pe baza testelor de efort progresiv (rampe de 25 W·min⁻¹), au rezultat cinci zone de antrenament: R0 (53–62% HRR), R1 (62–71% HRR), R2 (74–86% HRR), R3 (86–99% HRR) și R3+ (100% HRR) [3].

Cu toate acestea, datele meta-analitice ample demonstrează că poziția individuală a pragurilor este distribuită pe un interval larg în jurul acestor valori medii [17]. Într-o meta-analiză care a inclus 25 de studii și 412 alergători, frecvențele cardiace individuale la pragurile fiziologice au acoperit intervale foarte mari [17]:

• Intervalul LT1: 65% până la 90% HRR (sau 69% până la 94% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]
• Intervalul LT2: 73% până la 95% HRR (sau 80% până la 98% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]

Din cauza acestei dispersii, prescrierea unei ținte arbitrare, cum ar fi 75% HRR, poate plasa un alergător în siguranță sub LT1 în domeniul moderat, în timp ce pe un altul îl poate plasa mult peste LT1 în domeniul intens [17, 19]. Pentru a avea o certitudine de 95% a efectuării efortului strict sub LT1 fără testare de laborator, un sportiv trebuie să rămână sub 65% HRR (sau sub 70% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17].

Surse de neconcordanță între formulele de ritm cardiac și pragurile metabolice

Mai mulți factori explică de ce modelele de rezervă a ritmului cardiac bazate pe formule nu reușesc să se potrivească cu pragurile de lactat sanguin și de schimb gazos măsurate în timp real:

1. Eroarea inerentă de estimare a ${\text{HR}}_{\text{max}}$

Ecuațiile standard bazate pe vârstă pentru estimarea frecvenței cardiace maxime prezintă erori de predicție de $\pm$10 până la 12 bpm [2]. În 1999, Meyer și colegii au observat că prescrierea efortului la o valoare fixă de 85% din ${\text{HR}}_{\text{max}}$ a dus la o variație a intensităților individuale între 87% și 116% din pragul anaerob măsurat individual al sportivilor [2].

2. Nivelul de pregătire aerobă și deplasările neliniare ale pragurilor

Relația dintre capacitatea aerobă și poziționarea pragului nu este uniformă între diferitele categorii de condiție fizică [11]. Într-un studiu agregat pe 863 de participanți, consumul de oxigen la nivelul VT raportat la rezerva de consum de oxigen (VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$) a descris o curbă în formă de U [11]. Punctul minim a apărut la aproximativ 43% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ la persoanele cu un $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ apropiat de 40 ml·kg⁻¹·min⁻¹, în timp ce media VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ a crescut la aproximativ 75% la participanții cu cele mai scăzute și cele mai ridicate valori ale $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ [11].

3. Diferențele de sex

Pragurile țintă fixe nu se comportă identic între sexe [19]. Într-o cohortă de 165 de alergători recreaționali, femeile au înregistrat frecvențe cardiace relative, $\dot{V}{\text{O}}_2$ și viteze de alergare la LT1 semnificativ mai mari comparativ cu bărbații ($p<0,001$), ceea ce evidențiază faptul că țintele uniforme de frecvență cardiacă denaturează solicitarea metabolică reală între sexe [19].

4. Populațiile clinice și incompetența cronotropă

Divergența dintre recomandările cu ținte fixe de ritm cardiac și pragurile fiziologice este deosebit de pronunțată în cohortele clinice [8, 14]. Într-un studiu pe 350 de persoane, domeniile de intensitate bazate pe ghidurile standard au clasificat greșit VT1 ca intensitate mare în loc de intensitate moderată la 67,1% (ghidurile anterioare) și 79,6% (ghidurile ESC 2020) dintre pacienții cardiaci, în timp ce corespondența a fost de 90% la persoanele sedentare sănătoase și de 93,9% la sportivii de performanță [8].

În mod similar, la 18 pacienți cu insuficiență cardiacă cronică, frecvențele cardiace țintă derivate din 40–70% HRR au fost semnificativ mai mari decât pragurile măsurate, riscând prescrierea unui efort intens sau sever, peste pragul ventilator sau punctul de compensare respiratorie [14]. La acești pacienți, ${\text{HR}}_{\text{max}}$ măsurată a fost cu 12% mai mică decât valorile estimate pe baza vârstei, chiar și după aplicarea deducerilor standard pentru tratamentul cu beta-blocante [14].

Alternative practice și repere

Atunci când testarea directă cu analizor metabolic (măsurarea VT1/VT2) sau analiza lactatului sanguin nu sunt disponibile, câteva alternative oferă calibrarea în raport cu tranzițiile fiziologice reale:

• Efortul perceput (RPE): La diferite niveluri de condiție fizică, de la persoane neantrenate până la sportivi de elită, VT apare constant în jurul unei medii RPE Borg de 12,5 $\pm$ 0,93, în ciuda diferențelor mari de putere absolută de lucru [11].
• Variabilitatea frecvenței cardiace (HRV): Analiza neliniară a HRV prin analiza fluctuațiilor fără tendință (DFA $\alpha 1$) urmărește modificările proprietăților de corelație fractală, care scad de la ~1,5 la intensități scăzute până spre 0,75 în apropierea VT1/LT1 [22, 23]. La triatloniștii de elită și în cohortele masculine de alergători, pragul DFA $\alpha 1=0,75$ a arătat o concordanță strânsă cu LT1 și VT1, demonstrând diferențe medii de doar 1,7 până la 2,0 bpm [22, 23].
• Repere bazate pe performanță: La alergătorii recreaționali, estimările derivate din viteze fixe generează erori mai mici în identificarea LT1 și LT2 comparativ cu ritmul cardiac sau RPE utilizate izolat, deși estimarea vitezei maxime în loc de măsurarea ei directă crește marja de eroare a pragurilor [19].