Рост VO2 max у нетренированных людей: ожидаемый прогресс и протоколы

У нетренированных взрослых максимальное потребление кислорода (VO2 max) обычно увеличивается на 5–15% за первые 4–8 недель аэробных тренировок и достигает прироста в 10–25% на отрезке от 12 до 24 недель [17]. Спустя 2 недели тренировок измеримый прирост VO2 max, как правило, еще отсутствует, хотя объем циркулирующей плазмы увеличивается, а субмаксимальный пульс снижается практически сразу [17]. При этом индивидуальная реакция сильно различается: стандартные программы тренировок на выносливость показывают диапазон изменений VO2 max от околонулевых значений до более чем 40%, причем около 50% этой вариативности обусловлено генетическими факторами [17].

Эти ранние адаптации имеют решающее значение для здоровья. Увеличение кардиореспираторной выносливости всего на один метаболический эквивалент (1 MET, или 3,5 мл O2·кг⁻¹·мин⁻¹) связано со снижением риска общей смертности на 10–25% [1].

Интенсивность против объема: что показывают данные

Тренировочные протоколы обычно делятся на три основные категории:

• Непрерывные тренировки умеренной интенсивности (MICT): непрерывная нагрузка при 50–80% от VO2 max (или 40%–<60% от резерва потребления кислорода) продолжительностью от 30 до 60 минут [7], [10].
• Высокоинтенсивные интервальные тренировки (HIIT): повторные интервалы продолжительностью от 30 секунд до 4 минут при интенсивности ≥80–95% от максимальной ЧСС или 80–170% от VO2 max, чередующиеся с периодами отдыха [10], [13], [19].
• Спринтерские интервальные тренировки (SIT): предельные, субмаксимальные и максимальные ускорения длительностью до 30 секунд при интенсивности выше 170% от VO2 max [10], [19].

Сравнение различных форматов на отрезке 4–8 недель показывает, что интенсивность тренировок, общий объем и продолжительность занятий не являются независимыми определяющими факторами величины прироста VO2 max у молодых здоровых людей [1]. В разных диапазонах интенсивности — от умеренной (~60–70% VO2 max) до высокой (~80–92,5%) и сверхмаксимальной (~100–250%) — абсолютный прирост VO2 max сопоставим: +0,29 л/мин, +0,26 л/мин и +0,35 л/мин соответственно [1]. Короткие высокоинтенсивные сессии вызывают схожие кардиореспираторные адаптации, что и объемные непрерывные тренировки умеренной интенсивности, но требуют существенно меньше времени [1], [14], [19].

Метаанализы, сравнивающие непрерывный бег или сайклинг низкой интенсивности с интервальной работой, отмечают небольшое или умеренное преимущество интервальных тренировок для роста VO2 max, хотя общие различия среди здоровых людей часто невелики или неубедительны из-за неоднородности исследований [10], [14]. У людей с избыточным весом или ожирением сетевые метаанализы и систематические обзоры показывают, что HIIT особенно эффективны для развития кардиореспираторной выносливости: они обеспечивают больший прирост VO2 max и более выраженное улучшение уровня глюкозы натощак по сравнению с непрерывными аэробными нагрузками [13], [14]. Напротив, традиционные силовые тренировки с отягощениями (>50% от 1ПМ на протяжении >6 недель) в подавляющем большинстве исследований не приводят к значимому улучшению VO2 max [18].

Структура тренировок для быстрого прогресса

Некоторые интервальные протоколы стабильно обеспечивают быстрый прирост кардиореспираторной выносливости:

• Норвежский протокол 4x4: включает четыре 4-минутных рабочих интервала при 90–95% от максимальной ЧСС, разделенных 3-минутными интервалами активного восстановления при 60–70% от максимальной ЧСС [5]. Выполнение этого протокола 2–3 раза в неделю надежно увеличивает VO2 max на 7–15% за 8–12 недель у самых разных групп — от пациентов клиник до тренированных спортсменов [5]. Аэробная работа при 90–100% от VO2 max находится на верхней границе кривой «доза-эффект» для кардиореспираторной адаптации [18].
• Поляризованное распределение нагрузок: распределение тренировочного объема в пропорции 75–80% низкоинтенсивной работы (Зона 2, ниже первого вентиляторного порога, примерно 60–70% от максимальной ЧСС) и 20–25% высокоинтенсивных интервалов дает больший прирост VO2 max, чем тренировки исключительно умеренной интенсивности [5].
• Спринтерские протоколы (SIT): всего 2–4 недели спринтерских интервалов (~30-секундные максимальные ускорения) могут повысить максимальное митохондриальное дыхание скелетных мышц на величину до 25% и активировать ключевые молекулярные сигналы митохондриального биогенеза (такие как PGC-1α, p53 и PHF20), стимулируя быстрые периферические адаптации при минимальных затратах времени [16].

Физиологические механизмы и сдерживающие факторы

Рост аэробной работоспособности зависит как от центральных адаптаций (увеличение объема крови, ударного объема сердца и сердечного выброса), так и от периферических (количество митохондрий в скелетных мышцах, активность ферментов и плотность капилляров) [19]. При одинаковом общем объеме работы именно интенсивность упражнений задает уровень клеточного стресса, необходимого для запуска митохондриального биогенеза; по этой причине HIIT и SIT вызывают быстрое повышение активности цитохром-с-оксидазы и плотности митохондрий всего за 2 недели [16], [19].

Регулярность тренировок также определяет итоговый результат на практике. Несмотря на высокую требовательность HIIT, участники программ из числа ранее нетренированных людей реже бросают занятия, чем при выполнении традиционных непрерывных тренировок [7].

Однако системные факторы могут ограничивать эти адаптации. Например, субклинический дефицит железа (низкий уровень ферритина в сыворотке без клинической анемии) может снижать потенциальный прирост VO2 max на 5–10% из-за уменьшения доступности гемоглобина и ухудшения транспорта кислорода [5]. Наконец, хотя интервальные тренировки быстро повышают аэробную емкость и улучшают метаболические маркеры, сами по себе короткие интервенции (4–12 недель HIIT или MICT) без изменения питания не приводят к клинически значимому снижению общего или висцерального жира [9], [13].