Da li zone rezerve pulsa odgovaraju stvarnim metaboličkim pragovima?

Formule za izračunavanje rezerve srčane frekvencije (HRR), dobijene Karvonenovom metodom, pružaju grubu procenu metaboličkog radnog opterećenja na nivou populacije, ali se često ne poklapaju precizno sa individualnim ventilacionim i laktatnim pragovima u krvi [2, 17]. Iako proseci grupa pokazuju predvidive obrasce, individualne vrednosti pulsa na pragovima znatno variraju u zavisnosti od nivoa utreniranosti, pola i zdravstvenog statusa [8, 11, 19]. Striktno oslanjanje na standardne procente HRR-a često dovodi do toga da sportisti i kliničke populacije treniraju u višim ili nižim metaboličkim domenima od planiranih [8, 14, 17].

Model tri metabolička domena

Fiziologija vežbanja izdržljivosti deli radni učinak na tri primarna domena metaboličkog intenziteta, razdvojena dvema fiziološkim prelaznim tačkama [19]:

1. Umereni domen: Intenzitet rada ispod prvog ventilacionog praga (VT1) ili prvog laktatnog praga (LT1) [19]. U ovom domenu, laktat u krvi ostaje blizu početne vrednosti (često definisano kao porast manji od 0,5 mM u odnosu na bazalni nivo), dok je oksidacija masti povišena [5, 17].
2. Teški domen: Intenzitet rada između prvog metaboličkog praga (LT1/VT1) i drugog metaboličkog praga (LT2/VT2, kritična snaga ili kritična brzina) [19]. Laktat u krvi raste iznad bazalnih vrednosti (često heuristički definisano kao porast od $\ge$1,5 mM iznad bazalnog nivoa), ali se stabilizuje tokom kontinuiranog napora, približavajući se maksimalnom stabilnom stanju laktata (MLSS) [3, 17].
3. Ekstremni domen: Intenzitet rada između drugog metaboličkog praga i maksimalnog unosa kiseonika ($\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$), koji karakteriše neodrživ rast laktata i brz nastanak zamora [3, 19].

Vrhunski sportisti u disciplinama izdržljivosti obično raspoređuju oko 80% svog trenažnog volumena u umereni domen (Zona 2 i niže) kako bi optimizovali metabolizam masti, izgradili mitohondrijalnu efikasnost i sačuvali mišićni glikogen [5].

Prosečne vrednosti HRR-a naspram individualnih varijacija

Karvonenova formula izračunava ciljni puls dodavanjem određenog procenta rezerve srčane frekvencije na puls u mirovanju: $\text{Ciljni puls}={\text{HR}}_{\text{mirovanje}}+\text{udeo intenziteta}\times ({\text{HR}}_{\text{max}}-{\text{HR}}_{\text{mirovanje}})$ [2]. Uzimanje u obzir pulsa u mirovanju pomaže u odražavanju bazalnog parasimpatičkog tonusa, ali standardne procentualne zone često odstupaju od direktnih fizioloških merenja [2].

U kontrolisanim biciklističkim ispitivanjima, grupni proseci ukazuju na razumno mapiranje između HRR-a i metaboličkih markera. U kohorti od 33 aerobno utrenirana biciklista (prosečan $\dot{V}{\text{O}}_2\text{max}$: 62,1 $\pm$ 4,6 ml·kg⁻¹·min⁻¹), fiziološke tačke odgovarale su sledećim prosečnim vrednostima [3]:

• VT1: 184 $\pm$ 36 W (66 $\pm$ 9% HRR) [3]
• MLSS (podgrupa od $n=14$): 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 osnovu testova opterećenja sa progresivnim povećanjem intenziteta (rampe od 25 W·min⁻¹), identifikovano je pet trenažnih zona: R0 (53–62% HRR), R1 (62–71% HRR), R2 (74–86% HRR), R3 (86–99% HRR) i R3+ (100% HRR) [3].

Međutim, opsežni meta-analitički podaci pokazuju da se individualne vrednosti pragova dramatično rasipaju oko ovih proseka [17]. U meta-analizi koja je obuhvatila 25 studija i 412 trkača, individualni puls na fiziološkim pragovima kretao se u ogromnim rasponima [17]:

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

Zbog ovog raspona, propisivanje proizvoljnog cilja kao što je 75% HRR može jednog trkača smestiti bezbedno ispod LT1 u umereni domen, dok drugog može odvesti znatno iznad LT1 u teški domen [17, 19]. Da bi se postigla sigurnost od 95% da se vežba striktno ispod LT1 bez laboratorijskog testiranja, sportista mora ostati ispod 65% HRR-a (ili ispod 70% ${\text{HR}}_{\text{max}}$) [17].

Izvori nepodudaranja između formula za puls i metaboličkih pragova

Nekoliko faktora objašnjava zašto modeli rezerve srčane frekvencije zasnovani na formulama ne uspevaju da prate stvarne vrednosti laktata u krvi i pragove razmene gasova u realnom vremenu:

1. Inherentna greška u proceni ${\text{HR}}_{\text{max}}$

Standardne jednačine za predviđanje maksimalnog pulsa na osnovu godina nose greške u proceni od $\pm$10 do 12 otkucaja u minuti [2]. Godine 1999, Majer i kolege primetili su da je propisivanje vežbanja na fiksnom nivou od 85% ${\text{HR}}_{\text{max}}$ dovelo do toga da se individualni intenzitet vežbanja kreće od 87% do 116% individualno izmerenog anaerobnog praga sportista [2].

2. Aerobna utreniranost i nelinearno pomeranje pragova

Odnos između aerobnog kapaciteta i položaja praga nije ujednačen među različitim kategorijama utreniranosti [11]. U objedinjenoj studiji sa 863 učesnika, unos kiseonika na ventilacionom pragu u odnosu na rezervu unosa kiseonika (VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$) pokazao je krivu u obliku slova U [11]. Najniža tačka javila se na približno 43% $\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ kod osoba sa $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ blizu 40 ml·kg⁻¹·min⁻¹, dok je prosečni VT%$\dot{V}{\text{O}}_2\text{R}$ porastao na oko 75% kod učesnika sa najnižim i najvišim vrednostima $\dot{V}{\text{O}}_2\text{peak}$ [11].

3. Polne razlike

Fiksni ciljni pragovi ne ponašaju se identično kod oba pola [19]. U kohorti od 165 rekreativnih trkača, trkačice su pokazale znatno veći relativni puls, $\dot{V}{\text{O}}_2$ i brzinu trčanja na nivou LT1 u poređenju sa trkačima ($p<0,001$), što naglašava da uniformni ciljevi pulsa pogrešno predstavljaju metaboličko opterećenje među polovima [19].

4. Kliničke populacije i hronotropna inkompetencija

Odstupanje između fiksnih ciljnih smernica za puls i fizioloških pragova posebno je izraženo u kliničkim kohortama [8, 14]. U studiji sa 350 osoba, standardni domeni intenziteta zasnovani na smernicama pogrešno su klasifikovali VT1 kao visoki intenzitet umesto umereni intenzitet kod 67,1% (prethodne smernice) i 79,6% (ESC smernice iz 2020) srčanih bolesnika, dok je podudaranje bilo 90% kod zdravih fizički neaktivnih osoba i 93,9% kod takmičarskih sportista [8].

Slično tome, kod 18 pacijenata sa hroničnom srčanom insuficijencijom, ciljni puls izveden iz 40–70% HRR-a bio je znatno viši od izmerenih pragova, što stvara rizik od propisivanja teškog ili ekstremnog vežbanja iznad ventilacionog praga ili tačke respiratorne kompenzacije [14]. Izmereni ${\text{HR}}_{\text{max}}$ kod ovih pacijenata bio je 12% niži od vrednosti predviđenih na osnovu godina, čak i nakon primene standardnih korekcija za beta-blokatore [14].

Praktične alternative i orijentiri

Kada direktno testiranje putem metaboličkih kolica (merenje VT1/VT2) ili analiza laktata u krvi nisu dostupni, nekoliko alternativa nudi kalibraciju prema stvarnim fiziološkim prelazima:

• Subjektivni osećaj napora (RPE): Kroz različite nivoe utreniranosti, od slabo utreniranih kohorti do visoko utreniranih pojedinaca, VT se dosledno javlja oko prosečne Borgove RPE vrednosti od 12,5 $\pm$ 0,93, uprkos velikim razlikama u apsolutnom radnom opterećenju [11].
• Varijabilnost srčane frekvencije (HRV): Nelinearna analiza HRV-a pomoću analize fluktuacija bez trenda (DFA $\alpha 1$) prati promene u svojstvima fraktalne korelacije, koje opadaju sa ~1,5 pri niskim intenzitetima rada prema 0,75 blizu VT1/LT1 [22, 23]. Kod elitnih triatlonaca i trkačkih kohorti, prag DFA $\alpha 1=0,75$ pokazao je visoko slaganje sa LT1 i VT1, uz prosečne razlike od samo 1,7 do 2,0 otkucaja u minuti [22, 23].
• Orijentiri zasnovani na performansama: Kod rekreativnih trkača, procene izvedene iz fiksne brzine daju manje greške u identifikaciji LT1 i LT2 u poređenju sa samim pulsom ili RPE-om, mada procena maksimalne brzine umesto njenog direktnog merenja povećava grešku u određivanju praga [19].