Ali cone rezerve srčnega utripa ustrezajo presnovnim pragovom?

Formule za rezervo srčnega utripa (HRR), izračunane po Karvonenovi metodi, ponujajo grobo oceno presnovnih delovnih obremenitev na ravni populacije, vendar se pogosto ne ujemajo natančno s posameznikovimi ventilacijskimi in laktatnimi pragovi [2, 17]. Čeprav skupinska povprečja kažejo predvidljive vzorce, se srčni utrip pri posameznih pragovih močno razlikuje glede na raven telesne pripravljenosti, spol in zdravstveno stanje [8, 11, 19]. Strogo zanašanje na standardne odstotke HRR pri športnikih in kliničnih populacijah pogosto privede do vadbe v višjih ali nižjih presnovnih območjih od predvidenih [8, 14, 17].

Tridelni presnovni model

Fiziologija vzdržljivostne vadbe deli delovno obremenitev na tri primarna presnovna območja intenzivnosti, ki jih razmejujeta dve fiziološki mejni točki [19]:

1. Zmerno območje (Moderate): Delovne obremenitve pod prvim ventilacijskim pragom (VT1) ali prvim laktatnim pragom (LT1) [19]. V tem območju raven laktata v krvi ostaja blizu izhodiščne vrednosti (pogosto opredeljeno kot povišanje za manj kot 0,5 mM nad izhodiščem), oksidacija maščob pa je povišana [5, 17].
2. Težko območje (Heavy): Delovne obremenitve med prvim presnovnim pragom (LT1/VT1) in drugim presnovnim pragom (LT2/VT2, kritična moč ali kritična hitrost) [19]. Raven laktata v krvi naraste nad izhodiščno vrednost (pogosto opredeljeno kot povišanje za $\ge$1,5 mM nad izhodiščem), vendar se pri neprekinjenem naporu stabilizira in se približa maksimalnemu stanju stabilnega laktata (MLSS) [3, 17].
3. Zelo težko območje (Severe): Delovne obremenitve med drugim presnovnim pragom in maksimalnim privzemom kisika ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$), za katere sta značilna nevzdržen porast laktata in hitra utrujenost [3, 19].

Vrhunski vzdržljivostni športniki običajno namenijo približno 80 % celotnega obsega treninga zmernemu območju (cona 2 in nižje), da optimizirajo presnovo maščob, izboljšajo mitohondrijsko učinkovitost in varčujejo z mišičnim glikogenom [5].

Povprečne vrednosti HRR v primerjavi s posameznikovimi razlikami

Karvonenova formula izračuna ciljni srčni utrip tako, da delež rezerve srčnega utripa prišteje srčnemu utripu v mirovanju: $\text{Ciljni HR}={\text{HR}}_{\text{mir}}+\text{delež intenzivnosti}\times ({\text{HR}}_{\text{max}}-{\text{HR}}_{\text{mir}})$ [2]. Upoštevanje srčnega utripa v mirovanju pomaga odražati izhodiščni parasimpatični tonus, vendar se standardna odstotkovna območja pogosto razlikujejo od neposrednih fizioloških meritev [2].

V nadzorovanih kolesarskih preskušanjih skupinska povprečja nakazujejo razmeroma dobro ujemanje med HRR in presnovnimi označevalci. V skupini 33 aerobno treniranih moških kolesarjev (povprečni $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 62,1 $\pm$ 4,6 ml·kg⁻¹·min⁻¹) so fiziološke mejne točke ustrezale naslednjim povprečnim vrednostim [3]:

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

Na podlagi stopnjevanih obremenitvenih testov (stopnjevanje po 25 W·min⁻¹) se je izoblikovalo pet vadbenih con: R0 (53–62 % HRR), R1 (62–71 % HRR), R2 (74–86 % HRR), R3 (86–99 % HRR) in R3+ (100 % HRR) [3].

Vendar obsežni metaanalitični podatki kažejo, da se posameznikovi pragovi izrazito razpršijo okoli teh povprečnih vrednosti [17]. V metaanalizi, ki je vključevala 25 študij in 412 tekačev, so se individualni srčni utripi pri fizioloških pragovih raztezali čez izjemno široke razpone [17]:

• Razpon LT1: od 65 % do 90 % HRR (ali od 69 % do 94 % ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]
• Razpon LT2: od 73 % do 95 % HRR (ali od 80 % do 98 % ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17]

Zaradi tovrstne razpršenosti lahko določitev poljubnega cilja, kot je 75 % HRR, enega tekača varno ohrani pod LT1 v zmernem območju, drugega pa potisne daleč nad LT1 v težko območje [17, 19]. Za 95-odstotno gotovost, da športnik brez laboratorijskega testiranja vadi izključno pod LT1, mora ostati pod 65 % HRR (ali pod 70 % ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17].

Vzroki za razhajanja med formulami za srčni utrip in presnovnimi pragovi

K razhajanju med modeli na podlagi rezerve srčnega utripa ter dejanskimi pragovi laktata v krvi in plinske izmenjave prispeva več dejavnikov:

1. Lastna napaka pri ocenjevanju ${\text{HR}}_{\text{max}}$

Standardne enačbe za predvidevanje maksimalnega srčnega utripa glede na starost vključujejo napake ocene v razponu od $\pm$10 do 12 utripov na minuto [2]. Leta 1999 so Meyer in sodelavci ugotovili, da je predpisovanje vadbe pri fiksnih 85 % ${\text{HR}}_{\text{max}}$ povzročilo razpršitev posameznikovih intenzivnosti med 87 % in 116 % njihovega individualno izmerjenega anaerobnega praga [2].

2. Aerobna zmogljivost in nelinearni premiki pragov

Razmerje med aerobno kapaciteto in položajem praga ni enako pri vseh ravneh telesne pripravljenosti [11]. V združeni študiji 863 udeležencev je privzem kisika pri VT glede na rezervo privzema kisika (VT % $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$) kazal krivuljo v obliki črke U [11]. Najnižja točka se je pojavila pri približno 43 % $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ pri posameznikih z $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ okoli 40 ml·kg⁻¹·min⁻¹, medtem ko je povprečni VT % $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ narasel na približno 75 % pri udeležencih z najnižjimi in najvišjimi vrednostmi $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ [11].

3. Razlike med spoloma

Fiksni ciljni pragovi se med spoloma ne obnašajo enako [19]. V kohorti 165 rekreativnih tekačev so tekačice pri LT1 dosegle značilno višji relativni srčni utrip, $\dot{V}{\text{O}}_2$ in hitrost teka v primerjavi s tekači ($p<0,001$), kar poudarja, da enotni ciljni srčni utripi napačno odražajo presnovno obremenitev med spoloma [19].

4. Klinične populacije in kronotropna inkompetenca

Razhajanje med fiksnimi smernicami za ciljni srčni utrip in fiziološkimi pragovi je še posebej izrazito v kliničnih skupinah [8, 14]. V študiji na 350 posameznikih so standardna območja intenzivnosti po smernicah napačno uvrstila VT1 med visoko intenzivnost namesto med zmerno intenzivnost pri 67,1 % (prejšnje smernice) in 79,6 % (smernice ESC 2020) srčnih bolnikov, medtem ko je bilo ujemanje 90-odstotno pri zdravih sedečih posameznikih in 93,9-odstotno pri tekmovalnih športnikih [8].

Podobno so bili pri 18 bolnikih s kroničnim srčnim popuščanjem ciljni srčni utripi, izpeljani iz 40–70 % HRR, bistveno višji od izmerjenih pragov, kar je prinašalo tveganje za predpisovanje težke ali zelo težke vadbe nad ventilacijskim pragom ali točko respiratorne kompenzacije [14]. Izmerjeni ${\text{HR}}_{\text{max}}$ pri teh bolnikih je bil 12 % nižji od vrednosti, predvidenih glede na starost, tudi po upoštevanju standardnih odbitkov za zaviralce adrenergičnih receptorjev beta [14].

Praktične alternative in oporne točke

Kadar neposredno testiranje s spiroergometrijo (merjenje VT1/VT2) ali analiza laktata v krvi nista na voljo, več alternativ omogoča umerjanje glede na dejanske fiziološke prehode:

• Zaznani napor (RPE): Pri različnih ravneh telesne pripravljenosti, od slabo treniranih do vrhunskih športnikov, se VT dosledno pojavlja okoli povprečne vrednosti Borgove lestvice RPE 12,5 $\pm$ 0,93, kljub velikim razlikam v absolutni delovni obremenitvi [11].
• Variabilnost srčnega utripa (HRV): Nelinearna analiza HRV z metodo analize nihanj z odstranjenim trendom (DFA $\alpha 1$) spremlja spremembe fraktalnih korelacijskih lastnosti, ki upadejo s približno 1,5 pri nizkih delovnih obremenitvah proti 0,75 v bližini VT1/LT1 [22, 23]. Pri vrhunskih triatloncih in tekaških skupinah je prag DFA $\alpha 1=0,75$ pokazal visoko stopnjo ujemanja z LT1 in VT1, s povprečnimi razlikami le od 1,7 do 2,0 utripov na minuto [22, 23].
• Zmogljivostne oporne točke: Pri rekreativnih tekačih ocene, izpeljane iz fiksnih hitrosti, prinašajo manjše napake pri določanju LT1 in LT2 v primerjavi s samim srčnim utripom ali RPE, čeprav ocenjevanje namesto neposrednega merjenja maksimalne hitrosti poveča napako praga [19].