Mức tăng VO2 max trong 2 đến 3 tháng đầu

Người chưa từng tập luyện khi bắt đầu tập các bài tập hiếu khí (aerobic) thường ghi nhận mức tăng từ 10% đến 20% lượng oxy hấp thụ tối đa (VO2 max) trong 8 đến 12 tuần đầu tập luyện [9]. Các thích nghi có thể đo lường được xuất hiện sớm hơn, thường cho thấy mức tăng từ 5% đến 15% trong khoảng từ tuần thứ 4 đến tuần thứ 8 [10]. Tuy nhiên, mức độ cải thiện này có sự khác biệt đáng kể giữa các cá nhân, trong đó các yếu tố di truyền chiếm khoảng một nửa sự biến thiên trong khả năng đáp ứng [9], [10].

VO2 max đại diện cho tốc độ tối đa mà cơ thể có thể vận chuyển và sử dụng oxy trong quá trình gắng sức tối đa. Chỉ số này được chi phối bởi phương trình Fick: cung lượng tim nhân với hiệu số oxy động - tĩnh mạch ($a\text{-}v{\text{O}}_2\text{ diff}$) [10]. Tốc độ và mức độ tăng trong giai đoạn đầu phản ánh các giai đoạn sinh lý riêng biệt ở cả khâu vận chuyển oxy trung tâm và khâu trích xuất oxy ngoại biên [10].

Timeline and Magnitude of Early Gains

Trong các giai đoạn tập luyện từ ngắn đến trung bình (4 đến 8 tuần), dữ liệu phân tích tổng hợp ở người trẻ, khỏe mạnh cho thấy mức cải thiện VO2 max tuyệt đối trung bình khoảng 0,26 đến 0,35 L/phút trên nhiều hình thức tập luyện khác nhau [1]. Trong các phân tích tổng hợp rộng hơn kéo dài tới 12 tuần tập luyện ở những nhóm đối tượng chưa từng tập, mức tăng tuyệt đối trung bình đạt khoảng 0,51 L/phút, trong đó một số giao thức ngắt quãng cụ thể đem lại mức tăng từ 0,8 đến 0,9 L/phút [9]. Khi kéo dài từ 3 đến 6 tháng (12 đến 24 tuần), tổng mức cải thiện thường tích lũy trong khoảng từ 10% đến 25% so với mức ban đầu trước khi tốc độ thích nghi bắt đầu chững lại [10].

Những cải thiện ban đầu này mang lại các ý nghĩa sức khỏe có liên quan lâm sàng: mức tăng thể lực tim mạch hô hấp chỉ 1 đương lượng chuyển hóa (1 MET, tương đương 3,5 ml O2·kg⁻¹·phút⁻¹) có liên quan đến việc giảm từ 10% đến 25% nguy cơ tử vong do mọi nguyên nhân và bệnh tim mạch [1].

Physiological Time Course: Central vs. Peripheral Adaptations

Mức tăng nhanh chóng được ghi nhận trong 2 đến 3 tháng đầu diễn ra theo một trình tự thích nghi tim mạch và cơ bắp có thể dự đoán được [10]:

1. Weeks 1 to 4: Những cải thiện sớm nhất chủ yếu được thúc đẩy bởi sự mở rộng nhanh chóng của thể tích huyết tương và kéo theo sự gia tăng thể tích nhát bóp [10].
2. Weeks 4 to 8: Các thích nghi tim mạch trung tâm chiếm ưu thế trong giai đoạn này. Thể tích nhát bóp, thể tích hồng cầu tăng lên cùng với cung lượng tim tối đa nâng cao là nguyên nhân dẫn đến mức tăng điển hình từ 5% đến 15% của VO2 max [10].
3. Weeks 8 to 16: Khi các thích nghi về vận chuyển trung tâm đi vào ổn định—một phần do giới hạn của màng ngoài tim đối với thể tích nhát bóp—quá trình tái cấu trúc cơ bắp ngoại biên sẽ trở thành động lực chính cho sự thích nghi tiếp diễn [10]. Giai đoạn này bao gồm sự gia tăng về cấu trúc ở mật độ mao mạch, mật độ ty thể và hoạt tính của enzym oxy hóa trong các cơ xương được tập luyện, giúp tăng cường khả năng trích xuất và tiêu thụ oxy của cơ [10].

Training Intensity and Modality Comparisons

Cả tập luyện liên tục cường độ trung bình (MICT) và tập ngắt quãng cường độ cao (HIIT) đều kích thích hiệu quả các cải thiện về tim mạch hô hấp ở người trưởng thành chưa từng tập luyện [2]. Các tổng quan hệ thống chỉ ra rằng dù tập luyện cường độ thấp hơn (<80% VO2 max) và tập luyện cường độ cao (>80% VO2 max) đều làm tăng mạnh VO2 max, sự khác biệt tổng thể giữa các phương thức này thường là nhỏ hoặc khiêm tốn [2].

Trong các phân tích hồi quy tổng hợp của các can thiệp kéo dài từ 4 đến 8 tuần, mức tăng VO2 max tương đương nhau về mặt thống kê giữa các nhóm phân vị cường độ (~60–70% VO2 max: +0,29 L/phút; ~80–92,5%: +0,26 L/phút; ~100–250%: +0,35 L/phút), minh họa rằng các giao thức cường độ cao hơn có thể đạt được mức tăng thể lực tuyệt đối tương đương với tổng thời lượng mỗi buổi và khối lượng tập luyện ít hơn [1]. Tương tự, một thử nghiệm kéo dài 8 tuần so sánh 24 buổi HIIT khối lượng thấp (15 hiệp × 30 giây ở mức 90–95% nhịp tim tối đa) với MICT (40 phút liên tục ở mức 65–75% nhịp tim tối đa) đã ghi nhận mức tăng VO2 max nội nhóm có ý nghĩa thống kê là 3,5 ml/kg/phút ở nhóm HIIT và 1,9 ml/kg/phút ở nhóm MICT, nhưng không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa hai giao thức [13].

Dẫu vậy, một số cấu trúc ngắt quãng cường độ cao cụ thể có thể tạo ra những thích nghi ngắn hạn lớn hơn. Trong một thử nghiệm kéo dài 8 tuần, giao thức ngắt quãng 4 × 4 phút ở mức 90% đến 95% nhịp tim tối đa đem lại mức tăng VO2 max khoảng 13%, so với mức tăng 3% đến 4% từ việc chạy liên tục ở ngưỡng lactate hoặc chạy dài tốc độ chậm [9], [10]. Tuy nhiên, việc chỉ dựa vào nhịp tim tối đa để thiết lập bài tập có thể ước tính quá cao mục tiêu tập luyện phù hợp tới 40% ở một số cá nhân do sự khác biệt lớn trong đáp ứng nhịp tim [6].

Individual Variability and Genetic Trainability

Mặc dù mức cải thiện trung bình thường nằm trong khoảng dự đoán từ 10% đến 20%, phản ứng của từng cá nhân đối với một chương trình tập luyện tiêu chuẩn lại có sự dao động rất lớn [9], [10]. Trong Nghiên cứu Gia đình HERITAGE, theo dõi 481 người trưởng thành ít vận động hoàn thành giao thức đạp xe tiêu chuẩn kéo dài 20 tuần (tiến triển từ 30 phút ở mức 55% VO2 max lên 50 phút ở mức 75% VO2 max), mức tăng VO2 max trung bình là 400 ml/phút [9], [20]. Tuy nhiên, đáp ứng của từng cá nhân dao động từ thay đổi không đáng kể (0 ml/phút) cho đến mức tăng vượt quá 1,0 L/phút hoặc tăng >40% [9], [10].

Các phân tích gia đình và liên kết từ thử nghiệm HERITAGE đã xác định rằng khoảng 47% đến 50% phương sai trong khả năng đáp ứng tập luyện của VO2 max là do các yếu tố di truyền [9], [10]. Do đó, dù hầu hết người mới tập đều có thể kỳ vọng vào những thích nghi chức năng tim mạch trong 3 tháng đầu tập luyện hiếu khí có cấu trúc, tốc độ và mức độ cải thiện chính xác sẽ phụ thuộc vào sự tương tác giữa kích thích tập luyện và mức độ đáp ứng di truyền của từng cá nhân [9], [10].