Тренування VO2 max: баланс між інтервалами та легкими сесіями

The Three-Zone Intensity Framework

Кількісна оцінка розподілу тренувального навантаження на витривалість потребує об'єктивної фізіологічної моделі. Спортивна наука універсально спирається на тризонну концепцію, прив'язану до метаболічних і дихальних порогів [1, 6]:

• Зона 1 (Low-Intensity Training, LIT — тренінг низької інтенсивності): Нижче першого вентиляторного порогу (VT1) або першого лактатного порогу (LT1), що відповідає концентрації лактату в крові <= 2,0 ммоль/л. У цьому діапазоні домінує окислювальний метаболізм [1, 6].
• Зона 2 (Threshold Training, ThT — пороговий тренінг): Між VT1/LT1 та другим вентиляторним/лактатним порогом (VT2/LT2), що відповідає рівню лактату в крові від 2,0 до 4,0 ммоль/л [1, 6].
• Зона 3 (High-Intensity Training, HIT — тренінг високої інтенсивності): Вище VT2/LT2, характеризується нестаціонарним накопиченням лактату в крові (> 4,0 ммоль/л) і частотою серцевих скорочень понад 90% від максимуму [1, 6].

На основі цих меж виокремлюють три основні архітектури розподілу тренувальної інтенсивності (Training Intensity Distribution, TID) [1, 6]:

1. Поляризований тренінг (POL): Відводить приблизно від 75% до 80% загального обсягу на Зону 1, менше 10% (зазвичай ~5%) на Зону 2 і від 15% до 20% на Зону 3 [1, 6].
2. Пірамідальний тренінг (PYR): Концентрує основну частку обсягу в Зоні 1, зі зменшенням частки в Зоні 2 і найменшим обсягом у Зоні 3 [6].
3. Пороговий тренінг (THR): Переносить значну частину обсягу (> 35%) у Зону 2 для цільового впливу на швидкість та потужність на рівні лактатного порогу [1].

Елітні атлети циклічних видів спорту (бігові лижі, біг, велоспорт) історично будують тренувальний процес на базі великих обсягів низької інтенсивності [6, 8]. Наприклад, ретроспективний аналіз бігунів національного рівня засвідчив, що 96% тренувальних сесій проводилися нижче лактатного порогу (< 4 ммоль/л) [6]. Фундаментальні роботи Стівена Зайлера підтвердили, що елітні спортсмени, виконуючи від 10 до 14 тренувань щотижня, зазвичай дотримуються розподілу 80:20 (80% обсягу в Зоні 1 із приблизно двома високоінтенсивними сесіями на тиждень), що дозволяє максимізувати адаптацію та контролювати навантаження на вегетативну нервову систему [8].

Polarized vs. Pyramidal and Threshold Distributions

Meta-Analytic Outcomes

Комплексний метааналіз 17 рандомізованих контрольованих досліджень (n = 437) оцінив ефективність поляризованого тренінгу порівняно з іншими моделями TID [1]. Отримані результати підкреслюють специфічні адаптації за різними фізіологічними показниками та маркерами працездатності:

• Пікове споживання кисню (VO2peak / VO2max): Поляризований тренінг забезпечив статистично значуще більше зростання VO2peak порівняно з іншими TID (стандартизована різниця середніх [SMD] = 0,24, 95% ДІ [0,01, 0,48], p = 0,040, I² = 0%) [1]. Однак ця перевага виявлялася переважно в інтервенціях тривалістю менше 12 тижнів (SMD = 0,40, p = 0,01) та у високотренованих атлетів (SMD = 0,46, p = 0,01) [1].
• Результативність у темпових тестах (Time-Trial): POL не продемонстрував значущої переваги над іншими TID у тестах на час із фіксованою дистанцією/роботою (SMD = -0,01, 95% ДІ [-0,28, 0,25], p = 0,92, n = 221) [1].
• Час до виснаження (TTE): Значущої різниці між POL та альтернативними моделями не виявлено (SMD = 0,30, 95% ДІ [-0,20, 0,79], p = 0,24, n = 66) [1].
• Швидкість/потужність на VT2/LT2: Адаптаційні зміни на рівні другого порогу були еквівалентними для всіх моделей розподілу (SMD = 0,04, 95% ДІ [-0,21, 0,29], p = 0,75, n = 253) [1].

Ці результати узгоджуються із систематичним оглядом Nøst et al. (2024), який підтвердив, що короткостроковий поляризований розподіл (75–80% LIT при < 2 ммоль/л та 15–20% HIT при > 4 ммоль/л) ефективно покращує VO2max, VO2peak та економічність роботи в тренованих популяціях [3]. У ранньому показовому рандомізованому дослідженні Stöggl and Sperlich (2014) поляризований тренінг спричинив більш виражене зростання VO2peak, часу до виснаження та швидкості на порозі порівняно з ізольованими протоколами порогового тренінгу або виключно великих обсягів низької інтенсивності [6].

Molecular and Cellular Rationale

Фізіологічна перевага поєднання великого обсягу в Зоні 1 із цільовою роботою в Зоні 3 пояснюється взаємодоповнюючими сигнальними шляхами, що регулюють мітохондріальний біогенез [1]:

• Об'ємні навантаження низької інтенсивності (Зона 1): Тривалі низькоінтенсивні м'язові скорочення викликають постійний приплив іонів кальцію в міоцити, активуючи кальцій/кальмодулін-залежну протеїнкіназу (CaMK) та подальші транскрипційні коактиватори [1].
• Високоінтенсивний інтервальний тренінг (Зона 3): Глибокі метаболічні порушення швидко виснажують внутрішньоклітинний АТФ, підвищуючи співвідношення АМФ/АТФ та активуючи 5'-АМФ-активовану протеїнкіназу (AMPK) [1].

Одночасна стимуляція шляхів CaMK і AMPK запускає синергетичну експресію коактиватора-1-альфа рецептора, що активується проліфератором пероксисом (PGC-1alpha) — головного регулятора мітохондріального біогенезу, капіляризації та синтезу окислювальних ферментів [1].

Periodizing Distributions Across a Season

Замість використання єдиного статичного TID протягом усього річного циклу, періодизація розподілу навантаження дає суттєво кращі результати [5]. У 16-тижневому дослідженні високотренованих бігунів (середній вихідний VO2max ~68 мл/кг/хв) Luca Filipas із колегами продемонстрували, що 8-тижневий блок пірамідального тренінгу з подальшим 8-тижневим блоком поляризованого тренінгу викликав більше покращення показників витривалості та фізіологічних маркерів, ніж безперервне дотримання лише пірамідальної або лише поляризованої моделі протягом усіх 16 тижнів [5].

Comparing Interval Architectures: HIIT, SIT, and RST

Високоінтенсивну інтервальну роботу можна розділити на три основні модальності:

1. Високоінтенсивний інтервальний тренінг (HIIT): Близькі до максимальних зусилля, що виконуються при інтенсивності >= 90% від VO2max або > 75% від дельти потужності/швидкості між VT2 та VO2max, із тривалістю робочих інтервалів від 1 до 5 хвилин [10, 12].
2. Спринтерський інтервальний тренінг (SIT): Граничні (all-out) або надмаксимальні інтервали (>= 100% VO2max або максимальної швидкості спринту) тривалістю від 5 до 30 секунд, розділені довгими паузами відпочинку [10, 13].
3. Тренінг повторних спринтів (RST): Короткі граничні спринти (<= 10 секунд) із короткими неповними інтервалами відновлення (<= 60 секунд) [14].

+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Modality | Typical Work Bout  | Intensity Domain          | Primary Target                              |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| HIIT     | 60 s to 5 min      | 90-100% VO2max            | Central cardiovascular delivery, MAP / MAV  |
| SIT      | 15 s to 30 s       | All-out (> 150% MAS)      | Neuromuscular power, peripheral extraction  |
| RST      | <= 10 s (e.g. 30m) | All-out maximal sprint    | Repeated-sprint ability, PCr resynthesis   |
+---------------------------------------------------------------------------------------------------------+

Network Meta-Analytic Hierarchy for VO2max

Мережевий метааналіз 2025 року, що охопив 51 дослідження за участю 1261 атлета, проаналізував порівняльну ефективність інтервальних протоколів проти традиційного тренінгу на витривалість [9]. Ієрархія ймовірнісного розміру ефекту вишикувалася наступним чином:

1. Тренінг повторних спринтів (RST): Розмір мережевого ефекту g = 1,04 [9]
2. Високоінтенсивний інтервальний тренінг (HIIT): Розмір мережевого ефекту g = 1,01 [9]
3. Спринтерський інтервальний тренінг (SIT): Розмір мережевого ефекту g = 0,69 [9]
4. Традиційний безперервний тренінг (CT): Розмір мережевого ефекту g = 0,29 [9]

Хоча різниця між RST, HIIT та SIT у попарних порівняннях не досягла статистичної значущості (p > 0,05), усі три інтервальні парадигми забезпечили значно більший аеробний приріст, ніж помірні безперервні навантаження [9].

HIIT Dose-Response and Work-to-Recovery Ratios

Трирівнева метарегресія виявила перевернуту U-подібну залежність для оптимізації HIIT в атлетів [9]:

• Оптимальна тривалість роботи: Адаптації від HIIT досягають піка приблизно на позначці 140 секунд робочого інтервалу [9].
• Оптимальне співвідношення роботи й відновлення: Адаптаційні процеси максимізуються при співвідношенні роботи до відновлення 0,85 (що відповідає 140 секундам роботи в поєднанні з ~165 секундами відновлення) [9].
• Довгі проти коротких інтервалів HIIT: Метааналіз Rosenblat et al. у журналі Sports Medicine продемонстрував, що HIIT із довгими інтервалами (робочі відрізки >= 4 хвилин) забезпечував на ~2% більше покращення результату в темпових тестах на дистанцію порівняно з SIT, а також помірний ефект на користь HIIT проти SIT для максимальної аеробної потужності (MAP) і максимальної аеробної швидкості (MAV) (розмір ефекту = 0,70) [10]. Довгі інтервали HIIT викликали на 4% більше зростання MAP/MAV, ніж SIT [10].
• Мінімальний поріг для переваги над MICT: Огляд 53 досліджень підтвердив, що хоча короткоінтервальний HIIT (<= 30 с) покращує VO2max порівняно з малорухливим способом життя, лише протоколи з інтервалами >= 2 хвилин, загальним робочим обсягом за сесію >= 15 хвилин та тривалістю програми від 4 до 12 тижнів стабільно перевершують безперервний тренінг помірної інтенсивності (SMD = 0,65–1,07) [11].

Sprint Interval Training (SIT) Dynamics

Протоколи SIT забезпечують потужні периферичні адаптації, зокрема підвищення окислювальної здатності м'язів та ферментативної активності [12]. У добре тренованих бігунів (вихідний VO2max ~67,4 мл/кг/хв) 6 тижнів польового SIT (10 х 30-секундних максимальних спринтів на швидкості ~175% від максимальної аеробної швидкості [MAS] з відновленням 3,5 хвилини) достовірно покращили час подолання 3000-метрової дистанції (p < 0,01) з розміром ефекту 0,43 для VO2max, 0,65 для кисневої вартості бігу та 0,77 для часу до виснаження [13].

Проте метарегресія показує, що ефективність SIT для підвищення VO2max падає, коли інтервали відновлення перевищують 97 секунд [9]. Коли SIT програмується зі скороченими періодами відпочинку (наприклад, 15 секунд відпочинку або співвідношення 1:1), споживання кисню залишається підвищеним протягом усього підходу, що імітує центральне серцево-судинне навантаження, характерне для HIIT, через вимушене залучення аеробних енергетичних шляхів [10].

Acute Demands and Adaptation in Repeated-Sprint Training (RST)

Багаторівневий метааналіз 176 досліджень (908 когорт спортсменів) схарактеризував фізіологічне навантаження під час RST [14]:

• Кардіореспіраторна відповідь: Середній пульс досягає 163 +/- 9 уд/хв (~90% ЧССмакс), піковий пульс становить 182 +/- 3 уд/хв, а середнє споживання кисню сягає 42,4 +/- 10,1 мл/кг/хв (~70–80% VO2max) [14].
• Метаболічний стрес: Рівень лактату в крові наприкінці серії досягає 10,7 +/- 0,6 ммоль/л при коефіцієнті падіння спринтерської продуктивності (Sdec) 5,0 +/- 0,3% [14].
• Конфігураційні змінні: Еталонною структурою є 6 х 30-метрових спринтів із 20 секундами пасивного відновлення [14]. Збільшення відпочинку на 10 секунд знижує концентрацію лактату на 1,1 ммоль/л та падіння швидкості на 1,4%, тоді як додавання 10 метрів до дистанції спринту збільшує лактат на 2,7 ммоль/л і падіння швидкості на 1,7% [14].
• Активний проти пасивного відпочинку: Призначення активного відновлення між повтореннями підтримує вищі значення VO2 і пульсу, збільшуючи аеробний стимул, тоді як пасивний відпочинок у поєднанні з коротшими паузами та довшими дистанціями спринту максимізує нервово-м'язову втому та навантаження на анаеробну ємність [14]. Рівень аеробної підготовленості безпосередньо лімітує відновлення між спринтами: вищий VO2max прискорює ресинтез фосфокреатину (PCr) та кліренс лактату під час коротких пауз між повтореннями [14].

Decremental Intervals and W' Recovery Kinetics

Critical Power and Non-Steady-State Energetics

Критична потужність (Critical Power, CP) або критична швидкість (Critical Velocity, CV) визначає фізіологічну межу між стаціонарним і нестаціонарним режимами виконання фізичного навантаження [19]. Робота вище CP черпає енергію з обмеженого резерву анаеробної роботи (W') або дистанційного резерву (D'), що прискорює виснаження фосфокреатину в м'язах, внутрішньоклітинний ацидоз і швидке наростання споживання кисню до рівня VO2max [18, 19]. Щойно інтенсивність опускається нижче CP, починається процес реконституції (відновлення) W' і D' [18, 19].

Bi-Exponential Reconstitution of W'

Раннє математичне моделювання Скіби та ін. (2012) описувало відновлення W' моноекспоненціальним рівнянням, заснованим на різниці між CP і потужністю під час відновлення (DCP) [21]. Однак сучасні експериментальні дані доводять, що реконституція W' і D' відбувається за біекспоненціальною траєкторією [18, 21]:

• Швидкий компонент (tau_FC): Характеризується постійною часу близько 21,5 секунди, що становить ~50,7% від загальної амплітуди реконституції на початковому етапі відновлення [21].
• Повільний компонент (tau_SC): Характеризується початковою постійною часу ~388 секунд і відповідає за ~49,3% амплітуди відновлення [21].
• Вплив втоми в повторних підходах: У міру повторення граничних зусиль відновлення W' суттєво сповільнюється через подовження постійної часу повільного компонента (tau_SC зростає з 388 секунд до 716 секунд у груповому моделюванні), тоді як часова константа швидкого компонента залишається стабільною [21]. Під час наступних циклів відновлення загальне поповнення W' зменшується на 9,1% через 180 секунд і на 8,2% через 240 секунд порівняно з першим інтервалом відпочинку [21].
• Вплив аеробної підготовленості: Спортсмени з вищими значеннями VO2peak та критичної потужності демонструють значно швидшу кінетику відновлення W' (W'rec), що дозволяє їм оперативніше відновлюватися між прискореннями у важкій зоні інтенсивності [23].

   W' / D' Reconstitution (%) 
   100 |                                         ..............---
       |                                 ..---'''
    75 |                          .---''' 
       |                   .----''         [Slow Component: tau_SC ~ 388-716s]
    50 |             .---'' 
       |        ..-''                      [Fast Component: tau_FC ~ 21.5s]
    25 |     .-'
       |   .'
     0 +------------------------------------------------------------->
       0s    30s    60s    90s    120s   180s   240s   300s   360s  Time (s)

High-Intensity Decremental Interval Training (HIDIT)

Розуміння того, що глибше початкове вичерпання D' або W' прискорює початкову швидкість відновлення через швидкий компонент, привело до розробки високоінтенсивного декрементного інтервального тренінгу (HIDIT) [18, 19]. Протокол HIDIT починається з довгого інтервалу (наприклад, 3–5 хвилин при 120% від CV/CP), щоб швидко вивести VO2 на максимальний рівень і глибоко вичерпати D'/W', після чого виконуються робочі інтервали прогресивно меншої тривалості (наприклад, зниження з 3 хв до 2 хв, 1 хв, 45 с та 30 с) із пропорційно зменшуваними паузами відпочинку [18, 19].

Дослідження за участю як бігунів, так і велосипедистів підтверджують ефективність такого підходу:

• Час вище 90% VO2max: У добре тренованих бігунів при інтенсивності 120% CV метод HIDIT дозволив набрати 579 +/- 219 секунд вище 90% VO2max, порівняно з 349 +/- 111 секундами для стандартного довгоінтервального HIIT і лише 167 +/- 188 секундами для короткоінтервального HIIT [18]. У велосипедистів HIDIT забезпечив достовірно більший час > 90% VO2peak (312 +/- 207 с), ніж короткі інтервали (182 +/- 225 с, p = 0,036) або довгі інтервали (179 +/- 145 с, p = 0,027) [19].
• Загальний час до виснаження (Tlim): Бігуни виконали 998 +/- 129 секунд сумарної роботи під час HIDIT проти 673 +/- 115 секунд під час довгоінтервального HIIT та 675 +/- 116 секунд під час короткоінтервального HIIT [18].

Використовуючи переваги швидкого компонента відновлення W' та своєчасно скорочуючи тривалість відрізків до того, як м'язовий ацидоз спричинить передчасну відмову, HIDIT максимізує кардіореспіраторний тренувальний стимул в інтенсивностях, наближених до VO2max [18, 19].

Practical Programming Guidelines

На основі узагальнених метааналітичних даних побудову тренувального процесу можна структурувати на рівні макро- та мікроциклів для цільового розвитку максимального споживання кисню та витривалості на дистанції:

1. Macrocycle and Mesocycle Organization

• Поляризований фундамент (базовий та передзмагальний періоди): Розподіляйте тижневий обсяг у пропорції 75–80% для Зони 1 (< 2 ммоль/л), <= 5% для Зони 2 та 15–20% для Зони 3 блоками по 3–6 тижнів для максимізації VO2peak та фізіологічних адаптацій [1, 3, 6].
• Блокова періодизація: Чергуйте 8-тижневі пірамідальні мезоцикли (вищий обсяг порогової роботи) та 8-тижневі поляризовані мезоцикли (вищий обсяг високоінтенсивної роботи) для досягнення кращого річного приросту продуктивності порівняно зі статичними моделями [5].
• Частота сесій: Обмежуйте важкі високоінтенсивні інтервальні тренування двома на тиждень у звичайні тренувальні фази, оскільки цієї частоти достатньо для стимуляції максимальної адаптації без накопичення дезадаптивної втоми [8].

2. High-Intensity Interval Protocols (VO2max and MAP Focus)

• Стандартний довгий HIIT: 4–6 повторень по 2,5–4 хвилини (пік адаптації близько ~140 секунд для оптимальної дозозалежної відповіді) при 90–95% ЧССмакс або ~100–105% MAS/MAP, використовуючи співвідношення роботи й відпочинку ~0,85 (наприклад, 140 с роботи / 165 с пасивного або активного відновлення) [9, 10]. Застосовуйте протягом 3–6 тижнів по 3 сесії на тиждень для швидкого розвитку аеробної потужності [9].
• Протокол HIDIT: Почніть із 3 хвилин при 110–120% CP/CV (2 хв відпочинку), потім 2 хвилини (80 с відпочинку), 1 хвилина (40 с відпочинку), 45 секунд (30 с відпочинку) і 30 секунд (20 с відпочинку). Повторюйте до виснаження або виконання цільової кількості серій для максимізації сумарного часу > 90% VO2max [18, 19].

3. Anaerobic, Neuromuscular, and Repeated-Sprint Protocols

• Спринтерський інтервальний тренінг (SIT): 6–10 х 30-секундних граничних (all-out) спринтів з інтервалами відновлення <= 97 секунд (або 3–3,5 хвилини для розвитку суто швидкісної витривалості), тривалістю 4–6 тижнів [9, 13]. Скорочення відпочинку до <= 90 секунд підвищує аеробний потік і стимулює адаптацію VO2max [9, 10].
• Тренінг повторних спринтів (RST): 2–3 серії по 5–6 х 30-метрових максимальних спринтів із 20 секундами активного відновлення (для максимізації кардіореспіраторного навантаження) або пасивного відновлення (для оптимізації утримання швидкості), з інтервалом 3–4 хвилини між серіями [14]. Застосовуйте по 3 сесії щотижня у 2-тижневих акцентованих блоках для швидкого зростання VO2max та стійкості до повторних спринтів [9, 14].