ปั่นจักรยานแบบอินเทอร์วอล ช่วยรักษาความฟิตและเทรชโฮลด์ในการวิ่งได้จริงหรือไม่?

การฝึกปั่นจักรยานแบบอินเทอร์วอลความเข้มข้นสูง (HIIT) ทดแทนการซ้อมวิ่งหนัก สามารถช่วยรักษาความจุปอดและหัวใจส่วนกลาง (อัตราการใช้ออกซิเจนสูงสุด หรือ ${\text{VO}}_2\text{max}$), ระดับเวนทิลาทอรีเทรชโฮลด์ (ventilatory threshold) สำหรับการวิ่ง และสมรรถภาพการทดสอบเวลา (time trial) ระยะสั้นถึงระยะกลางได้เป็นอย่างดีในบล็อกการฝึกที่ยาวนานหลายสัปดาห์ [2, 10, 18] อย่างไรก็ตาม การปั่นจักรยานไม่ได้จำลองแรงกระแทก การทำงานของกล้ามเนื้อแบบยืดออกพร้อมเกร็ง (eccentric muscle loading) หรือชีวกลศาสตร์ที่จำเพาะต่อการวิ่ง ซึ่งอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานในการวิ่ง (running economy) หรือความเร็วในการวิ่งลดลง หากตัดการวิ่งจริงออกไปทั้งหมด [3, 11, 12]

การถ่ายโอนความฟิตของระบบแอโรบิกและเทรชโฮลด์

การทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบและการวิเคราะห์อภิมานจากการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมจำนวน 7 การศึกษาที่มีระยะเวลาตั้งแต่ 4 สัปดาห์ขึ้นไป แสดงให้เห็นว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติระหว่างโปรแกรมการฝึกวิ่งอย่างเดียวกับการปั่นจักรยานอย่างเดียว ต่อค่า ${\text{VO}}_2\text{max}$ ที่ประเมินบนลู่วิ่ง ($g=-0.32$, $p=0.16$) หรือค่า ${\text{VO}}_2\text{max}$ ที่ประเมินบนจักรยาน ($g=-0.34$, $p=0.14$) [2, 10] ยิ่งไปกว่านั้น สมรรถภาพการทดสอบเวลาวิ่งในระยะ 1 ไมล์, 3,000 เมตร และ 5,000 เมตร ก็ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างรูปแบบการฝึกทั้งสองเช่นกัน ($g=0.02$, $p=0.88$) [2, 10]

การฝึกข้ามประเภท (cross-training) บนจักรยานยังมีประสิทธิภาพในการรักษาระดับเทรชโฮลด์การเผาผลาญระดับต่ำกว่าขีดสุด (submaximal metabolic thresholds) โดยในการศึกษาเปรียบเทียบการฝึกแบบต่อเนื่องกับการฝึกแบบอินเทอร์วอลเป็นเวลา 9 สัปดาห์ พบว่าทั้งกลุ่มที่วิ่งและกลุ่มที่ปั่นจักรยานมีพัฒนาการของเวนทิลาทอรีเทรชโฮลด์บนลู่วิ่งเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (เพิ่มขึ้น $443\pm 438\text{ mL}\cdot {\text{min}}^{-1}$ ในกลุ่มนักวิ่ง และ $373\pm 568\text{ mL}\cdot {\text{min}}^{-1}$ ในกลุ่มนักปั่น) [18] ในทางกลับกัน การพัฒนาของเทรชโฮลด์เฉพาะบนจักรยานเกิดขึ้นเฉพาะในกลุ่มที่ฝึกปั่นจักรยานเท่านั้น ซึ่งบ่งชี้ว่าการถ่ายโอนผลจากการวิ่งไปสู่การปั่นจักรยานนั้นมีความสมบูรณ์น้อยกว่าการถ่ายโอนผลจากการปั่นจักรยานไปสู่การวิ่งในแง่ของเวนทิลาทอรีเทรชโฮลด์ [18]

ในทางสรีรวิทยา การปั่นจักรยานด้วยความเข้มข้นสูงจะกระตุ้นการทำงานของกลุ่มกล้ามเนื้อส่วนล่างหลักๆ ในลักษณะที่มีการหดตัวแบบสั้นเข้า (concentric) โดยไม่มีแรงกระแทก [11] ตามสมมติฐานแหล่งรองรับแลกเตต (lactate sink hypothesis) การฝึกความทนทานของกลุ่มกล้ามเนื้อที่ไม่ได้ใช้ในการวิ่งเหล่านี้ จะช่วยเพิ่มขีดความสามารถเฉพาะที่ในการดึงแลกเตตในกระแสเลือดไปใช้และเผาผลาญระหว่างการวิ่งในเวลาต่อมา ซึ่งช่วยลดการสะสมแลกเตตทั่วร่างกายได้ [2]

Running Economy และความจำเพาะทางชีวกลศาสตร์

แม้ว่าการปรับตัวของระบบหัวใจและหลอดเลือดส่วนกลางจะถ่ายโอนระหว่างการปั่นจักรยานและการวิ่งได้ง่าย แต่การปรับตัวของระบบประสาทสั่งการกล้ามเนื้อและส่วนปลายกลับมีความจำเพาะต่อรูปแบบการเคลื่อนไหวอย่างยิ่ง [11, 18] การปั่นจักรยานที่ความเข้มข้นเท่ากันจะให้การปรับตัวของระบบแอโรบิกประมาณ 70% ถึง 90% ของการวิ่งที่เทียบเท่ากัน ซึ่งช่องว่างนี้จะแคบลงในการออกกำลังกายที่ความเข้มข้นสูง แต่การปั่นจักรยานไม่สามารถช่วยกระตุ้นความหนาแน่นของมวลกระดูก หรือสร้างความทนทานต่อแรงกระแทกจากการลงน้ำหนักแบบ eccentric ได้ [11]

เนื่องจากการปั่นจักรยานเปลี่ยนรูปแบบการสั่งการหน่วยยนต์ (motor unit recruitment) และไม่มีจังหวะการสัมผัสพื้น การนำการปั่นจักรยานมาทดแทนการวิ่งจึงอาจส่งผลเสียต่อ running economy (อัตราการใช้ออกซิเจนในสภาวะคงที่ขณะวิ่งที่ความเร็วต่ำกว่าระดับสูงสุดที่กำหนด) [3, 12]:

• ในการทดลอง 10 วันกับนักวิ่งชาย การเพิ่มการฝึกด้วยเครื่องปั่นจักรยาน (cycle ergometer) ทำให้อัตราการใช้ออกซิเจนของการวิ่งที่ความเร็ว 3.9 ม./วินาที เพิ่มขึ้นจาก $51.1\pm 1.4\text{ mL}/\text{kg}/\text{min}$ เป็น $52.5\pm 1.5\text{ mL}/\text{kg}/\text{min}$ ซึ่งสะท้อนถึง running economy ที่ลดลง แม้ว่าผลการทดสอบเวลาวิ่ง 5 กม. จะไม่เปลี่ยนแปลงก็ตาม [12]
• งานวิจัยเกี่ยวกับการฝึก cross-training อื่นๆ พบว่าแม้การปั่นจักรยานจะช่วยรักษา ${\text{VO}}_2\text{max}$ ไว้ได้ แต่ผู้เข้าร่วมกลับมี running economy และความเร็ววิ่งสูงสุดลดลง [3]
• ในทางตรงกันข้าม การศึกษา 6 สัปดาห์ในนักวิ่งชายระดับมัธยมปลายที่เปลี่ยนการวิ่งเทรชโฮลด์สัปดาห์ละ 2 ครั้งเป็นการปั่นจักรยาน, การปั่นจักรยานอีลิปติคอลกลางแจ้ง หรือการฝึกบนเครื่องอีลิปติคอลแบบอยู่กับที่ พบว่า running economy ไม่เปลี่ยนแปลง ในขณะที่ความจุแอโรบิกสูงสุดในการทดสอบเวลาวิ่ง 3,000 เมตร และ 5,000 เมตร พัฒนาขึ้นในทุกกลุ่ม [13]

ผลการวิจัยที่หลากหลายนี้ชี้ให้เห็นว่า การทดแทนเซสชันการวิ่งหนักเพียงบางส่วนสามารถรักษาประสิทธิภาพไว้ได้ แต่การตัดการวิ่งออกไปทั้งหมดอาจเสี่ยงต่อการลดทอนการประสานงานของระบบประสาทกล้ามเนื้อและการสะท้อนกลับของพลังงานความยืดหยุ่น [3, 12, 13]

การประยุกต์ใช้จริงในโปรแกรมการฝึกซ้อม

นักวิ่งเพื่อสุขภาพมีอัตราการบาดเจ็บจากการวิ่งประมาณ 7.7 ครั้งต่อการฝึกซ้อม 1,000 ชั่วโมง โดยมีอุบัติการณ์การบาดเจ็บต่อปีอยู่ที่ประมาณ 26% ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นที่หัวเข่า ขาท่อนล่าง ข้อเท้า และเท้า [11] การปั่นจักรยานแบบอินเทอร์วอลความเข้มข้นสูงจึงเป็นกลยุทธ์ที่ดีในการรักษาระดับปริมาณเลือดที่สูบฉีดออกจากหัวใจต่อนาที (cardiac output) และความเครียดของระบบเผาผลาญในระดับสูง โดยไม่ก่อให้เกิดแรงกระแทกต่อระบบกระดูกและข้อ [11]

เมื่อออกแบบเซสชันอินเทอร์วอลบนจักรยานเพื่อรักษาความฟิตในการวิ่ง ควรใช้รูปแบบความเข้มข้นสูงที่มีโครงสร้างชัดเจนเพื่อกระตุ้นระบบหัวใจและการหายใจให้ได้สูงสุด:

• โครงสร้างของอินเทอร์วอล: การวิเคราะห์อภิมานแบบโครงข่ายพบว่า การฝึกแบบ High-Intensity Interval Training (HIIT) และการฝึกแบบสปรินต์ซ้ำ (repeated-sprint training) ช่วยพัฒนาค่า ${\text{VO}}_2\text{max}$ ได้มากที่สุด โดยการปรับตัวระดับสูงสุดของ HIIT จะเกิดขึ้นที่ช่วงออกแรงประมาณ 140 วินาที โดยมีอัตราส่วนการออกแรงต่อการพักอยู่ที่ 0.85 (พัก 165 วินาที) [4] เช่นเดียวกัน โปรโตคอลการฝึกสปรินต์แบบอินเทอร์วอล (เช่น การสปรินต์เต็มที่ 30 วินาทีซ้ำๆ) ก็ช่วยเสริมสร้างพลังแอโรบิกและสมรรถภาพในการทดสอบเวลาได้อย่างมีนัยสำคัญ [5, 13]
• เป้าหมายเทรชโฮลด์: ในนักปั่นจักรยาน บล็อกอินเทอร์วอล เช่น $4\times 8$ นาที ที่ความเข้มข้น ~90% ของอัตราการเต้นหัวใจสูงสุด (เหนือระดับเวนทิลาทอรีเทรชโฮลด์ที่สองเล็กน้อย) ให้ผลดีกว่ารูปแบบที่สั้นกว่า ($4\times 4$ นาที) หรือยาวกว่า ($4\times 16$ นาที) ในการเพิ่มพลังแอโรบิกและกำลังวัตต์ ณ จุดที่แลกเตตในเลือดอยู่ที่ 4 mM [22] การกำหนดความเข้มข้นของอินเทอร์วอลตามระดับเวนทิลาทอรีเทรชโฮลด์ของแต่ละบุคคลเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากหากกำหนดตามค่าอัตราการเต้นของหัวใจสำรอง (heart rate reserve) เพียงอย่างเดียว อาจมีความคลาดเคลื่อนได้ถึง 29% [22]
• การเลือกรอบขา (Cadence): รอบขาในการปั่นส่งผลต่อความเครียดของระบบเผาผลาญและการหายใจ โดยรอบขาที่ช้ากว่า (เช่น ~72 RPM) จะทำให้อัตราการเต้นของหัวใจและการระบายอากาศต่ำกว่ารอบขาที่เร็วกว่า (~97 RPM) เมื่อใช้กำลังวัตต์เท่ากัน [8] หลังจากการปั่นจักรยานอย่างหนัก การใช้พลังงานในการวิ่งต่อเนื่องอาจเพิ่มขึ้นชั่วคราว 1.6% ถึง 11.6% เนื่องจากการลดลงของไกลโคเจน ความล้าของระบบหายใจ และชีวกลศาสตร์ของก้าววิ่งที่เปลี่ยนไป [8]

การปั่นจักรยานแบบอินเทอร์วอลความเข้มข้นสูงเป็นทางเลือกทดแทนการซ้อมวิ่งหนักที่มีประสิทธิภาพในการจัดการความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บหรือลดภาระต่อข้อต่อ ตราบใดที่นักวิ่งยังคงรักษาระยะทางการวิ่งที่เพียงพอเพื่อคงประสิทธิภาพ running economy และความทนทานต่อแรงกระแทกไว้ [2, 11, 12]