การรวม HIIT กับคาร์ดิโอ Steady State เพื่อเพิ่ม VO2 Max

การรวมการฝึกอินเทอร์วัลความหนักสูง (HIIT) เข้ากับการออกกำลังกายเพื่อความทนทานแบบคงที่ความหนักต่ำ (low-intensity steady-state) ช่วยพัฒนาอัตราการใช้ออกซิเจนสูงสุด (${\text{VO}}_2\text{ max}$) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่สัดส่วนที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับระดับความฟิตพื้นฐานของผู้ฝึกเป็นสำคัญ [1, 14] สำหรับผู้ที่ไม่เคยฝึกมาก่อนไปจนถึงผู้ที่ออกกำลังกายเพื่อสันทนาการ การผสมผสานการออกกำลังกายแบบแอโรบิกต่อเนื่องกับการฝึกอินเทอร์วัลแทบทุกรูปแบบจะช่วยเพิ่ม ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ได้ใกล้เคียงกัน โดยความหนักที่สูงกว่าช่วยประหยัดเวลาในการฝึกได้มากกว่า [11, 14] ส่วนนักกีฬาความทนทานระดับฝึกฝนมาอย่างดีและระดับหัวกะทิ การจัดโครงสร้างโดยจัดสรรเวลาการฝึกประมาณ 75% ถึง 80% ให้กับความหนักต่ำ และ 15% ถึง 20% ให้กับอินเทอร์วัลความหนักสูง—หรือที่เรียกว่าการฝึกแบบ Polarized—จะช่วยเพิ่ม ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ได้มากกว่ารูปแบบที่เน้นความหนักระดับ Threshold [1, 2, 3] อย่างไรก็ตาม ความได้เปรียบของรูปแบบ Polarized ในกลุ่มผู้ที่ผ่านการฝึกฝนมาแล้วนี้จะเห็นผลชัดเจนในบล็อกระยะสั้นที่ไม่เกิน 12 สัปดาห์เป็นหลัก และไม่ได้ส่งผลให้สมรรถภาพในการทดสอบ Time-Trial หรือพละกำลังที่ระดับ Lactate Threshold เหนือกว่ารูปแบบอื่นอย่างสม่ำเสมอเสมอไป [1]

โซนความหนักในการฝึกและรูปแบบการกระจายสัดส่วน

เพื่อเปรียบเทียบการรวมรูปแบบการออกกำลังกายอย่างเป็นระบบ นักวิทยาศาสตร์การกีฬาใช้กรอบความหนักแบบ 3 โซน ซึ่งกำหนดโดยตัวบ่งชี้ทางสรีรวิทยา [8]:

• โซน 1 (ความหนักต่ำ): ต่ำกว่าจุดเริ่มล้าแรก Ventilatory Threshold หรือ Lactate Threshold (${\text{VT}}_1/{\text{LT}}_1$) โดย ${\text{LT}}_1$ มักเกิดขึ้นที่ประมาณ 52% ของ Maximal Aerobic Power หรือ 65% ถึง 70% ของ Functional Threshold Power (FTP) [8]
• โซน 2 (ความหนักปานกลาง/ระดับ Threshold): อยู่ระหว่าง ${\text{LT}}_1/{\text{VT}}_1$ กับจุดเริ่มล้าที่สอง (${\text{LT}}_2/{\text{VT}}_2$ หรือ Maximal Lactate Steady State) และสิ้นสุดที่ระดับความเข้มข้นของแลกเตตในเลือดประมาณ 4 mmol/L [8]
• โซน 3 (ความหนักสูง): สูงกว่า ${\text{LT}}_2$ ครอบคลุมความหนักใกล้เคียงหรือสูงกว่า ${\text{VO}}_2\text{ max}$ [8]

รูปแบบอินเทอร์วัลในโซน 3 ยังสามารถจำแนกย่อยออกเป็น HIIT แบบดั้งเดิม (ช่วงออกแรงใกล้เคียง 100% ${\text{VO}}_2\text{ max}$), Sprint Interval Training (SIT; การออกแรงระดับเหนือขีดจำกัดสูงสุด >100% ${\text{VO}}_2\text{ max}$ นาน 10–30 วินาที พักฟื้น 4–4.5 นาที) และ Repeated Sprint Training (RST; สปรินต์สั้น $\le$10 วินาที พักฟื้น $\le$60 วินาที) [18]

วิธีที่นักกีฬาจัดสรรเวลาในแต่ละโซนทำให้เกิดรูปแบบการกระจายความหนักในการฝึก (TIDs) ที่แตกต่างกัน [3, 8]:

• Polarized (POL): จัดสรรปริมาณการฝึกประมาณ 75–80% (และอาจสูงถึง 80–90%) ให้อยู่ในโซน 1, น้อยกว่า 10% ในโซน 2 และ 15–20% ในโซน 3 [2, 8]
• Pyramidal (PYR): จัดสรร 60–70% (หรือ 75–85%) ให้อยู่ในโซน 1, 15–25% ในโซน 2 และ 5–10% ในโซน 3 [4, 8]
• Threshold (THR): จัดสรรประมาณ 45–50% ให้อยู่ในโซน 1, 45–50% ในโซน 2 และ 5–10% ในโซน 3 [3]

การปรับตัวในผู้ใหญ่ที่ไม่เคยฝึกและผู้ที่ออกกำลังกายปานกลาง

ในกลุ่มผู้ใหญ่วัยหนุ่มสาวที่มีสุขภาพดี ${\text{VO}}_2\text{ max}$ มีการตอบสนองเชิงบวกต่อระดับความหนักและการรวมรูปแบบการออกกำลังกายที่หลากหลาย [14] ในการวิเคราะห์งานวิจัยการฝึกระยะสั้นถึงปานกลาง 28 ชิ้น (4–8 สัปดาห์) พบว่าการเพิ่มขึ้นของ ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ไม่มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับความหนักในการฝึก ปริมาณต่อเซสชัน ระดับความฟิตแอโรบิกเริ่มต้น หรือปริมาณรวมทั้งหมด [14]

เมื่อแบ่งการฝึกออกเป็น 3 ช่วงความหนัก (~60–70%, ~80–92.5% และ ~100–250% ${\text{VO}}_2\text{ max}$) พบว่าให้อัตราการเพิ่มขึ้นสัมบูรณ์ของอัตราการใช้ออกซิเจนสูงสุดใกล้เคียงกัน (+0.29 ลิตร/นาที, +0.26 ลิตร/นาที และ +0.35 ลิตร/นาที ตามลำดับ) [14] การฝึกอินเทอร์วัลความหนักสูงกว่าให้ผลลัพธ์เหล่านี้ได้โดยใช้เวลาต่อเซสชันและปริมาณการฝึกรวมน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการออกกำลังกายความหนักสูงเป็นกลยุทธ์ที่ช่วยประหยัดเวลาเป็นหลัก มากกว่าที่จะเป็นรูปแบบที่เหนือกว่าอย่างเด็ดขาดในกลุ่มประชากรที่ฝึกมาน้อย [14] การพัฒนาความฟิตแอโรบิกพื้นฐานมีความสำคัญทางการแพทย์ เนื่องจากทุก ๆ 1-MET ($3.5\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ของ ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ที่เพิ่มขึ้น สัมพันธ์กับความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดหัวใจและอัตราการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุที่ลดลง 10% ถึง 25% [14]

การเปรียบเทียบโดยตรงระหว่างแต่ละรูปแบบเดี่ยว ๆ ยังแสดงให้เห็นว่า แม้การฝึก HIIT นาน 8 สัปดาห์อาจช่วยเพิ่ม ${\text{VO}}_2\text{ max}$ แบบสัมพัทธ์ได้มากกว่าการออกกำลังกายต่อเนื่องความหนักปานกลาง (15% เทียบกับ 9%) [11] แต่ทั้งการฝึกแบบคงที่ต่อเนื่องและโปรโตคอล Sprint Interval ต่างก็ช่วยเพิ่มเอนไซม์ออกซิเดชันในกล้ามเนื้อได้ใกล้เคียงกันตลอด 6 สัปดาห์ [11]

การรวมรูปแบบสำหรับนักกีฬาระดับฝึกฝนมาดีและระดับหัวกะทิ

เมื่อสถานะการฝึกเริ่มต้นพัฒนาไปสู่ระดับการแข่งขันระดับชาติและนานาชาติ การกระจายสัดส่วนความหนักในการฝึกจะกลายเป็นปัจจัยชี้ขาด [1, 3, 18] บุคคลที่ผ่านการฝึกฝนมาอย่างหนักมีระบบหัวใจหลอดเลือดและระบบกล้ามเนื้อที่พัฒนามาเป็นอย่างดีอยู่แล้ว ทำให้การกระตุ้นเพื่อเพิ่ม ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ให้สูงขึ้นไปอีกทำได้ยากหากใช้เพียงการออกกำลังกายต่อเนื่องความหนักปานกลาง [3, 13]

การวิเคราะห์อภิมานจากการศึกษา 17 ชิ้น ($n=437$) แสดงให้เห็นว่าการกระจายสัดส่วนแบบ Polarized เหนือกว่ารูปแบบอื่น ๆ ในการเพิ่มอัตราการใช้ออกซิเจนสูงสุดช่วงพีค ($\text{SMD}=0.24,p=0.040$) [1] ความเหนือกว่านี้เด่นชัดเป็นพิเศษในนักกีฬาที่ผ่านการฝึกฝนมาอย่างหนัก ($\text{SMD}=0.46,p=0.01$) และในโปรแกรมการฝึกที่สั้นกว่า 12 สัปดาห์ ($\text{SMD}=0.40,p=0.01$) [1] ในการทดลองแบบสุ่ม 9 สัปดาห์กับนักกีฬาความทนทานที่ผ่านการฝึกฝนมาอย่างดี (ค่า ${\text{VO}}_2\text{peak}$ เริ่มต้นที่ $62.6\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) การฝึกแบบ Polarized ช่วยเพิ่ม ${\text{VO}}_2\text{peak}$ ได้ 11.7% ($+6.8\text{ mL}\cdot {\text{kg}}^{-1}\cdot {\text{min}}^{-1}$) ซึ่งเหนือกว่ารูปแบบที่เน้นปริมาณมากความหนักต่ำ รูปแบบเน้น Threshold และรูปแบบที่ฝึกเฉพาะอินเทอร์วัล [19] ความเร็วและพละกำลังที่ระดับแลกเตตในเลือด 4 mmol/L ก็พัฒนาขึ้นเช่นกันหลังการฝึกแบบ Polarized (+8.1%) และการฝึกที่เน้น HIIT (+5.6%) ในขณะที่การฝึกแบบ Threshold และการฝึกเน้นปริมาณมากไม่ก่อให้เกิดการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญในตัวชี้วัดสมรรถภาพหลัก [19]

ในทำนองเดียวกัน การศึกษา 9 สัปดาห์ในนักกีฬาจักรยานเพื่อการแข่งขันพบว่า การกระจายสัดส่วนแบบ Polarized พัฒนา ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ได้ 11.7% เทียบกับ 3.5% ในกลุ่มที่เน้น Threshold ควบคู่ไปกับการเพิ่มขึ้นของพละกำลังที่ ${\text{VO}}_2\text{ max}$ (+8.1%) และสมรรถภาพ Time-Trial (+5.1%) ที่มากกว่า [5] งานวิเคราะห์ทบทวนที่ตรวจสอบสัดส่วนการฝึกความหนักต่ำ ~81%, Threshold ~3% และความหนักสูง ~15% ยังรายงานการพัฒนาด้านความประหยัดพลังงานในการทำงาน (work economy) อย่างสม่ำเสมอระหว่าง 1% ถึง 8.1% [20]

เมื่อนำ HIIT มาบรรจุในโปรแกรมของนักกีฬาระดับหัวกะทิ อัตราส่วนช่วงทำงานต่อช่วงพักมีอิทธิพลต่อการปรับตัวของระบบแอโรบิก [13] ในนักกีฬาระดับชาติ HIIT ช่วยยกระดับ ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ได้มากกว่าการฝึกแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อช่วงพักฟื้นยาวนาน $\ge$2 นาที และความหนักในช่วงพักฟื้นยังคงต่ำ ($\le$40%) [13] สำหรับการปรับตัวของระบบหัวใจและหลอดเลือด อินเทอร์วัลอย่างเช่น $4\times 4$ นาทีที่ 90–95% ของอัตราการเต้นของหัวใจสูงสุด โดยมีช่วงพักแบบเคลื่อนไหวเบา ๆ 3 นาที ช่วยเพิ่มปริมาตรเลือดที่สูบฉีดต่อครั้ง (Stroke Volume) ได้มากกว่าการวิ่งต่อเนื่องช้า ๆ ระยะไกลถึง 10% [11]

กลไกทางสรีรวิทยาที่ส่งเสริมซึ่งกันและกัน

การรวมการออกกำลังกายแบบคงที่ความหนักต่ำเข้ากับอินเทอร์วัลความหนักสูงได้ผลดี เนื่องจากแต่ละรูปแบบกระตุ้นการปรับตัวของระบบแอโรบิกผ่านวิถีระดับโมเลกุลและสรีรวิทยาที่แตกต่างกัน [11]:

• การส่งสัญญาณต้นทาง: การออกกำลังกายเพื่อความทนทานต่อเนื่องปริมาณมากจะกระตุ้นตัวควบคุมหลักของการสร้างไมโทคอนเดรียใหม่ คือ PGC-1$\alpha$ โดยผ่านวิถี Calcium/calmodulin-dependent protein kinase (CaMK) เป็นหลัก ขณะที่การฝึกอินเทอร์วัลความหนักสูงจะส่งสัญญาณผ่านวิถี 5'-AMP-activated protein kinase (AMPK) เป็นหลัก [11]
• ความจุของเอนไซม์: การสปรินต์อินเทอร์วัลในโซน 3 กระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ไมโทคอนเดรียที่สำคัญอย่างเด่นชัด ได้แก่ Citrate Synthase (+36%), Malate Dehydrogenase (+29%) และ Succinate Dehydrogenase (+65%) [11]
• ความต้องการฐานแอโรบิก: ทั้งการกระจายสัดส่วนแบบ Polarized และ Pyramidal ต้องอาศัยปริมาณการออกกำลังกายที่ต่ำกว่า ${\text{LT}}_1$ ในสัดส่วนสูง (>75% ของเวลาทั้งหมด) เพื่อสร้างความหนาแน่นของไมโทคอนเดรีย ความสามารถในการใช้ออกซิไดซ์ไขมัน และความประหยัดในการเคลื่อนไหว โดยไม่สะสมความล้าของระบบประสาทอัตโนมัติมากเกินไป [4, 6]

การวางแผนการฝึกตลอดทั้งฤดูกาล

แม้ว่าบล็อกการฝึกแบบ Polarized จะช่วยขับเคลื่อนจุดพีคของ ${\text{VO}}_2\text{ max}$ ในระยะสั้น แต่นักกีฬาไม่จำเป็นต้องยึดรูปแบบ Polarized ตลอดทั้งปี [6, 8] การศึกษาการจัดช่วงเวลาการฝึกแบบต่อเนื่องแสดงให้เห็นว่า การเปลี่ยนจากการกระจายสัดส่วนแบบ Pyramidal ในช่วงสร้างฐานทั่วไป ไปสู่รูปแบบ Polarized ในช่วงก่อนการแข่งขัน ช่วยพัฒนา ${\text{VO}}_2\text{ max}$ และสมรรถภาพการวิ่ง 5 กม. ได้มากกว่า (+1.5%) เมื่อเทียบกับการคงรูปแบบเดิมไว้ตลอด [8] การติดตามระยะยาวในนักกีฬาเรือพายระดับหัวกะทิยืนยันว่า นักกีฬาปรับตัวตามรูปแบบนี้โดยธรรมชาติ โดยสร้างปริมาณฐานที่สูงในช่วงเตรียมตัว แล้วจึงรวมความหนักเข้าสู่รูปแบบ Polarized ก่อนการแข่งขัน [6]

นอกจากนี้ การฝึกที่เน้น Threshold ยังคงมีประโยชน์เฉพาะด้าน ในกลุ่มนักวิ่งอัลตรามาราธอน แม้ว่าการฝึกแบบ Polarized จะช่วยพัฒนา ${\text{VO}}_2\text{ max}$ และการเผาผลาญไขมัน แต่การฝึกแบบ Threshold มีประสิทธิภาพเหนือกว่าในการรักษาสมรรถภาพของระบบประสาทและกล้ามเนื้อ การหดตัวของกล้ามเนื้อสูงสุดด้วยความตั้งใจ (Maximal Voluntary Contraction) และอัตราการสร้างแรง (Rate of Force Development) [6] เมื่อพิจารณารอบการฝึกระยะยาวหลายเดือน การฝึกแบบ Pyramidal ก็พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงเช่นกัน โดยช่วยเพิ่มสมรรถภาพการวิ่ง 10 กม. ได้มากกว่าการฝึกที่เน้น Threshold (2.7% เทียบกับ 0.4%) [5]

ข้อจำกัดและข้อควรระวัง

แม้ว่าการฝึกแบบ Polarized จะแสดงข้อได้เปรียบอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในการเพิ่ม ${\text{VO}}_2\text{ max}$ และ ${\text{VO}}_2\text{peak}$ ในกลุ่มผู้ที่ผ่านการฝึกฝนมาอย่างดี แต่ประโยชน์นี้ก็มีข้อควรระวังที่สำคัญ [1]:

• ไม่ได้เหนือกว่าตัวชี้วัดสมรรถภาพอื่นโดยทั่วไป: ในผลการวิเคราะห์อภิมานแบบรวม การฝึกแบบ Polarized ไม่แสดงข้อได้เปรียบอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเหนือรูปแบบอื่นในด้านสมรรถภาพ Time-Trial เวลาจนกระทั่งหมดแรง หรือความเร็ว/พละกำลังที่จุดเริ่มล้า Lactate/Ventilatory Threshold ที่สอง [1]
• ข้อจำกัดด้านกรอบเวลา: ความเหนือกว่าที่พบของรูปแบบ Polarized สำหรับอัตราการใช้ออกซิเจนสูงสุดช่วงพีคจะกระจุกตัวอยู่ในโปรแกรมระยะสั้นที่ไม่เกิน 12 สัปดาห์ และยังมีหลักฐานน้อยที่แสดงถึงความแตกต่างอย่างต่อเนื่องในบล็อกระยะยาวหลายปี [1]
• ความเฉพาะเจาะจงของกลุ่มประชากร: ในกลุ่มที่ไม่เคยฝึกและกลุ่มที่ออกกำลังกายเพื่อสันทนาการ สัดส่วนที่แน่นอนระหว่างการฝึกอินเทอร์วัลกับการฝึกต่อเนื่องมีความสำคัญน้อยกว่าความสม่ำเสมอในการฝึกอย่างมาก เนื่องจากการปรับตัวของระบบแอโรบิกโดยรวมเกิดขึ้นได้ง่ายจากการผสมผสานความหนักที่หลากหลาย [14]