Kombinácia HIIT a vytrvalostného tréningu pre zvýšenie VO2 max

Kombinácia vysoko intenzívneho intervalového tréningu (HIIT) s vytrvalostným cvičením v rovnomernom tempe pri nízkej intenzite prináša výrazné zlepšenie maximálnej spotreby kyslíka (${\text{VO}}_2\text{ max}$), no ideálny pomer do veľkej miery závisí od východiskovej trénovanosti [1, 14]. U netrénovaných až rekreačne aktívnych osôb zvyšuje ${\text{VO}}_2\text{ max}$ takmer akákoľvek kombinácia kontinuálneho aeróbneho cvičenia a intervalového tréningu porovnateľne, pričom intenzita predstavuje časovo efektívny stimul [11, 14]. Pre dobre trénovaných a elitných vytrvalostných športovcov vyvolávajú štruktúrované kombinácie, ktoré vyhradzujú približne 75 % až 80 % tréningového času cvičeniu s nízkou intenzitou a 15 % až 20 % vysoko intenzívnym intervalom – známe ako polarizovaný tréning –, väčšie zlepšenie ${\text{VO}}_2\text{ max}$ než modely zamerané na prahovú intenzitu [1, 2, 3]. Táto výhoda polarizácie u trénovaných skupín sa však prejavuje predovšetkým v krátkodobých blokoch do 12 týždňov a nepremieta sa konzistentne do lepších výsledkov v časovkách alebo výkonu na laktátovom prahu [1].

Zóny tréningovej intenzity a distribučné modely

Na systematické porovnávanie tréningových kombinácií využívajú športoví vedci trojzónový model intenzity definovaný fyziologickými ukazovateľmi [8]:

• Zóna 1 (nízka intenzita): Pod prvým ventilačným alebo laktátovým prahom (${\text{VT}}_1/{\text{LT}}_1$), kde ${\text{LT}}_1$ zvyčajne nastáva okolo 52 % maximálneho aeróbneho výkonu alebo 65 % až 70 % funkčného prahového výkonu (FTP) [8].
• Zóna 2 (stredná/prahová intenzita): Medzi ${\text{LT}}_1/{\text{VT}}_1$ a druhým prahom (${\text{LT}}_2/{\text{VT}}_2$ alebo maximálny rovnovážny stav laktátu), končiaca okolo koncentrácie laktátu v krvi 4 mmol/l [8].
• Zóna 3 (vysoká intenzita): Nad ${\text{LT}}_2$, zahŕňajúca intenzity blízke alebo vyššie ako ${\text{VO}}_2\text{ max}$ [8].

Intervalové modality v Zóne 3 sa ďalej delia na tradičný HIIT (úseky blízke 100 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$), šprintérsky intervalový tréning (SIT; supramaximálne úsilie >100 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$ trvajúce 10 – 30 sekúnd so zotavením 4 – 4,5 minúty) a opakovaný šprintérsky tréning (RST; šprinty $\le$10 sekúnd s pauzami $\le$60 sekúnd) [18].

Spôsob, akým športovci tieto zóny kombinujú, vytvára odlišné distribúcie tréningovej intenzity (TID) [3, 8]:

• Polarizovaná (POL): Priraďuje približne 75 – 80 % (až 80 – 90 %) tréningového objemu Zóne 1, menej ako 10 % Zóne 2 a 15 – 20 % Zóne 3 [2, 8].
• Pyramidálna (PYR): Priraďuje 60 – 70 % (alebo 75 – 85 %) Zóne 1, 15 – 25 % Zóne 2 a 5 – 10 % Zóne 3 [4, 8].
• Prahová (THR): Priraďuje približne 45 – 50 % Zóne 1, 45 – 50 % Zóne 2 a 5 – 10 % Zóne 3 [3].

Adaptácie u netrénovaných a mierne aktívnych dospelých

U mladých, zdravých dospelých reaguje ${\text{VO}}_2\text{ max}$ priaznivo na širokú škálu tréningových intenzít a ich kombinácií [14]. V analýze 28 krátkodobých až strednodobých tréningových štúdií (4 – 8 týždňov) prírastky ${\text{VO}}_2\text{ max}$ nevykazovali štatisticky významný vzťah k tréningovej intenzite, dávke na tréningovú jednotku, východiskovej aeróbnej zdatnosti ani celkovému objemu [14].

Rozdelenie tréningu do troch tercilov intenzity (~60 – 70 %, ~80 – 92,5 % a ~100 – 250 % ${\text{VO}}_2\text{ max}$) prinieslo porovnateľné absolútne zvýšenie maximálnej spotreby kyslíka (+0,29 l/min, +0,26 l/min a +0,35 l/min v uvedenom poradí) [14]. Intervaly s vyššou intenzitou dosiahli tieto prírastky pri výrazne nižšej dávke na tréning a celkovom objeme, čo u menej trénovaných populácií potvrdzuje vysoko intenzívne cvičenie predovšetkým ako časovo efektívnu stratégiu, a nie výlučne nadradenú [14]. Zlepšenie základnej aeróbnej kondície má zásadný klinický význam, keďže každé zvýšenie ${\text{VO}}_2\text{ max}$ o 1 MET ($3,5\text{ ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) je spojené s 10 % až 25 % znížením rizika kardiovaskulárnych ochorení a celkovej úmrtnosti [14].

Priame porovnania izolovaných modalít tiež ukazujú, že hoci 8 týždňov HIIT môže vyvolať väčšie relatívne zvýšenie ${\text{VO}}_2\text{ max}$ než kontinuálne cvičenie strednej intenzity (15 % vs. 9 %) [11], kontinuálny tréning v rovnomernom tempe aj protokoly šprintérskych intervalov generujú v priebehu 6 týždňov podobné zvýšenie hladiny oxidačných enzýmov vo svaloch [11].

Kombinácie pre dobre trénovaných a elitných športovcov

Ako sa úroveň trénovanosti posúva k národnej a medzinárodnej súťažnej špičke, distribúcia tréningovej intenzity sa stáva rozhodujúcim faktorom [1, 3, 18]. Vysoko trénovaní jedinci už disponujú výborne rozvinutým kardiovaskulárnym aj svalovým systémom, takže ďalšie zlepšovanie ${\text{VO}}_2\text{ max}$ je ťažké stimulovať len samotným miernym kontinuálnym cvičením [3, 13].

Metaanalýza 17 štúdií ($n=437$) preukázala, že polarizovaná distribúcia je pri zlepšovaní vrcholovej spotreby kyslíka nadradená iným tréningovým distribúciám ($\text{SMD}=0,24;p=0,040$) [1]. Táto prevaha bola obzvlášť výrazná u vysoko trénovaných športovcov ($\text{SMD}=0,46;p=0,01$) a pri intervenciách trvajúcich menej ako 12 týždňov ($\text{SMD}=0,40;p=0,01$) [1]. V 9-týždňovej randomizovanej štúdii s dobre trénovanými vytrvalostnými športovcami (východiskový ${\text{VO}}_2\text{peak}$ $62,6\text{ ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) viedol polarizovaný tréning k 11,7 % nárastu ${\text{VO}}_2\text{peak}$ ($+6,8\text{ ml}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$), čím prekonal vysokoobjemový nízkointenzívny model, prahový model aj model založený výlučne na intervaloch [19]. Rýchlosť a výkon pri koncentrácii laktátu v krvi 4 mmol/l sa po polarizovanom (+8,1 %) a na HIIT zameranom (+5,6 %) tréningu taktiež zlepšili, zatiaľ čo prahový a vysokoobjemový tréning nepriniesli žiadne významné zlepšenie kľúčových výkonnostných parametrov [19].

Podobne aj 9-týždňová štúdia u súťažných cyklistov zistila, že polarizovaná distribúcia zlepšila ${\text{VO}}_2\text{ max}$ o 11,7 % v porovnaní s 3,5 % v skupine zameranej na prah, spolu s väčším nárastom výkonu pri ${\text{VO}}_2\text{ max}$ (+8,1 %) a výkonu v časovke (+5,1 %) [5]. Prehľadové práce skúmajúce distribúcie s ~81 % tréningu v nízkej intenzite, ~3 % na prahu a ~15 % vo vysokej intenzite tiež zaznamenali konzistentné zlepšenie ekonomiky pohybu v rozmedzí od 1 % do 8,1 % [20].

Pri zaradení HIIT do programu elitného športovca ovplyvňujú aeróbnu adaptáciu parametre pomeru práce a odpočinku [13]. U športovcov na národnej úrovni HIIT významne zvýšil ${\text{VO}}_2\text{ max}$ oproti konvenčnému tréningu vtedy, keď boli intervaly zotavenia $\ge$2 minúty a intenzita počas zotavenia zostala nízka ($\le$40 %) [13]. Čo sa týka kardiovaskulárnych adaptácií, intervaly ako $4\times 4$ minúty pri 90 – 95 % maximálnej srdcovej frekvencie s 3-minútovým aktívnym zotavením priniesli o 10 % väčšie zlepšenie systolického objemu než dlhý, pomalý kontinuálny beh [11].

Komplementárne fyziologické mechanizmy

Kombinácia cvičenia v rovnomernom tempe pri nízkej intenzite s vysoko intenzívnymi intervalmi funguje preto, že každá modalita stimuluje aeróbnu adaptáciu prostredníctvom odlišných molekulárnych a fyziologických dráh [11]:

• Upstream signalizácia: Vysokoobjemové kontinuálne vytrvalostné cvičenie aktivuje hlavný regulátor mitochondriálnej biogenézy, PGC-1$\alpha$, prevažne cez dráhu proteínkinázy závislej od vápnika/kalmodulínu (CaMK), zatiaľ čo vysoko intenzívny intervalový tréning signalizuje primárne cez dráhu 5'-AMP-aktivovanej proteínkinázy (AMPK) [11].
• Enzymatická kapacita: Šprintérske intervaly v Zóne 3 výrazne zvyšujú aktivitu kľúčových mitochondriálnych enzýmov vrátane citrátsyntázy (+36 %), malátdehydrogenázy (+29 %) a sukcinátdehydrogenázy (+65 %) [11].
• Požiadavky na aeróbny základ: Polarizovaná aj pyramidálna distribúcia sa spoliehajú na veľký objem cvičenia pod ${\text{LT}}_1$ (>75 % celkového času), aby rozvíjali mitochondriálnu hustotu, kapacitu oxidácie tukov a ekonomiku pohybu bez akumulácie nadmernej autonómnej únavy [4, 6].

Periodizácia v priebehu sezóny

Hoci polarizované bloky vedú ku krátkodobým vrcholom ${\text{VO}}_2\text{ max}$, športovci nemusia nevyhnutne zotrvávať v polarizovanom modeli po celý rok [6, 8]. Štúdie sekvenčnej periodizácie ukazujú, že prechod z pyramidálnej distribúcie počas všeobecnej objemovej fázy na polarizovanú distribúciu počas predsúťažnej fázy vedie k väčšiemu zlepšeniu ${\text{VO}}_2\text{ max}$ a výkonu v behu na 5 km (+1,5 %) než udržiavanie statickej distribúcie po celý čas [8]. Longitudinálne sledovanie u elitných veslárov potvrdzuje, že športovci tento posun uplatňujú prirodzene – v príprave budujú vysoký základný objem a pred súťažou koncentrujú intenzitu do polarizovaných distribúcií [6].

Tréning dominantne zameraný na prah si navyše zachováva svoje špecifické využitie. U ultrabežcov síce polarizovaný tréning zlepšil ${\text{VO}}_2\text{ max}$ a metabolizmus tukov, no prahový tréning bol lepší na zachovanie neuromuskulárnych funkcií, maximálnej vôľovej kontrakcie a rýchlosti rozvoja sily [6]. V dlhších viacmesačných makrocykloch sa ako vysoko účinný ukázal aj pyramidálny tréning, ktorý v behu na 10 km priniesol väčšie zlepšenie výkonu než tréning zameraný na prah (2,7 % vs. 0,4 %) [5].

Limity a úskalia

Hoci polarizovaný tréning vykazuje štatisticky významnú výhodu pri zvyšovaní ${\text{VO}}_2\text{ max}$ a ${\text{VO}}_2\text{peak}$ u dobre trénovaných skupín, tento prínos sprevádzajú dôležité obmedzenia [1]:

• Žiadna všeobecná prevaha v iných výkonnostných parametroch: V súhrnných metaanalytických výsledkoch polarizovaný tréning nepreukázal štatisticky významnú výhodu oproti iným distribúciám vo výkone v časovke, čase do vyčerpania ani v rýchlosti/výkone na druhom laktátovom/ventilačnom prahu [1].
• Časové obmedzenia: Pozorovaná prevaha polarizovanej distribúcie pri vrcholovej spotrebe kyslíka sa koncentruje v krátkych intervenciách do 12 týždňov, pričom chýbajú dôkazy o pretrvávajúcom rozdiele počas dlhších viacročných blokov [1].
• Populačná špecifickosť: U netrénovaných a rekreačne aktívnych skupín je presný pomer intervalového a kontinuálneho tréningu podstatne menej kritický než pravidelné dodržiavanie tréningu, keďže celková aeróbna adaptácia nastáva bez problémov pri širokom spektre kombinácií intenzity [14].