Доза тренировки

Клеточные события, лежащие в основе адаптации к физической нагрузке, изучаются уже довольно давно, а точнее после открытия Holloszy в 1967 году адаптаций в ответ на тренировки у грызунов.

Современные достижения позволили исследователям глубже изучить физиологическую адаптацию к тренировкам, большое внимание было уделено биохимическим реакциям на упражнения различной интенсивности. В частности, большой интерес у специалистов вызвало сравнение интервальных тренировок (HIIT) или спринтерских тренировок (SIT) с непрерывными тренировками умеренной интенсивности (MICT). Ученые представили доказательства надежной и сравнимой метаболической адаптации, когда 6-недельная малообъемная SIT была сравнима с обычной MICT, несмотря на заметное снижение общего тренировочного объема в группе спринтерских интервалов (на 66% меньше времени, на 90% меньше расход энергии). Последующие исследования, подтверждающие эти результаты, вызвали неизменный энтузиазм в отношении интервальной тренировки, как эффективной стратегии улучшения кардиометаболического здоровья. С тех пор интервалы стали одной из самых популярных тенденций в фитнесе, по данным Американского колледжа спортивной медицины (ACSM) (5-е место в опросе 2021 года).

Хотя авторы этой статьи признают имеющиеся результаты и являются сторонниками интервальной тренировки, они считают, что также важно понимать несоответствие природы интервалов и непрерывной тренировки, которые могут приводить к уникальным физиологическим адаптациям с соответствующими последствиями для здоровья. Немногие из этих адаптаций, если таковые имеются, являются взаимоисключающими, но их величина может варьироваться таким образом, что это следует учитывать при включении тренировки в план.

Кардиореспираторная выносливость (т.е. VO2max) является независимым предиктором смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и смертности от всех причин и устанавливает верхний предел аэробного метаболизма, оправдывая его использование в качестве конечной точки для исследований, сравнивающих HIIT и MICT. В целом, в большинстве, но не во всех исследованиях показывают большее улучшение VO2max при HIIT по сравнению с MICT. Например, в 8-недельном протоколе, авторы наблюдали значительно большее улучшение показателей VO2max (~4-5 мл/кг/мин), сердечного выброса (~3 л/мин) и ударного объема (~15 мл/уд) при включении в программу интервалов (~95% от максимальной ЧСС) по сравнению с MICT (70% МЧСС). Аналогичные результаты были отмечены у мужчин и женщин с ожирением, где в группе 4 × 4 мин был больший прирост VO2max (10%) по сравнению с 10 × 1 мин (3,3%) или 45 мин MICT (3,1%), но в работе 2019 года с использованием эквивалентных доз упражнений у пациентов с метаболическим синдромом (MetS), все группы улучшились одинаково (~12%). Однако, учитывая задокументированную роль центральных факторов в ограничении максимального потребления кислорода (сердце, легкие), кажется разумным, что тренировки, ограниченные развитием VO2max, будут преимущественно способствовать адаптации центральной сердечно-сосудистой системы.

Важным соображением является возможность снижения эффективности и сердечных осложнений при избыточных объемах высокоинтенсивных тренировок на выносливость. Например, у нетренированных, но в остальном здоровых испытуемых, одно занятие на беговой дорожке высокой интенсивности продолжительностью 4 минуты 3 раза в неделю вызывало эквивалентное улучшение VO2max (~ 10%), даже если та же рабочая нагрузка повторялась четыре раза за занятие. Кроме того, следует отметить, что экстремальные высокоинтенсивные тренировочные объемы, имеющиеся у ряда спортсменов на выносливостью, могут быть вредны для здоровья сердца.

Тем не менее, обратная зависимость доза-реакция между объемом упражнений и смертностью предполагает, что объем играет решающую роль в пользе для здоровья, связанной с физической активностью, но, к сожалению, конкретная доза упражнений неизвестна. Неясно также, могут ли преимущества MICT быть достигнуты с помощью низкообъемных интервалов, этот вопрос заслуживает более тщательного изучения.

Продолжительные тренировки с низкой/умеренной интенсивностью (ЧСС <40–70% от лактатного порога) обеспечивают мощный стимул для периферической адаптации и максимального функционирования митохондрий. Менее выраженное “накопление побочных продуктов метаболизма” во время этого типа активности позволяет значительно увеличить продолжительность тренировки и полагаться на выработку окислительной энергии и продукцию АТФ, полученных из митохондрий, а повторные усилия эффективно тренируют оптимальную эффективность использования субстратов. В работе 2016 года, авторы показали большее увеличение экономичности работы для MICT по сравнению с HIIT. В 2019 году ученые применили моделирование для изучения оптимальных метаболических путей синтеза АТФ. Они обнаружили, что за пределами ~40% от VO2max поток митохондриальной энергии использует глицерол-фосфатный переносчик, который позволяет эффективно миновать комплекс I, чтобы избежать “противодавление” протонного насоса комплекса I. Примечательно, что уже в 1985 году ученые обнаружились, что рекрутирование волокон 2 типа начинается почти при той же рабочей нагрузке (~40% от VO2max). Хотя эта модель основывалась на различных предположениях, она соответствовала мировым рекордам скорости бега и реальным физиологическим данным. Порог, при котором глицерол-фосфатный переносчик начинает преимущественно обходить комплекс I (~40% VO2max), был назван «комплексом I max» (CImax). Он характеризуется непропорциональным увеличением потребления кислорода, отражающим снижение эффективности митохондрий из-за комплекса I.

Если бы человек делал исключительно интервалы, разумно предположить, что у него могли бы развиться адаптации, которые сделали бы его менее эффективным в отношении использования субстратов за счет последовательного обхода комплекса I (снижение CImax). Ряд учёных отметил, что использование SIT в качестве средства для повышения длительной выносливости не рекомендуется. Было бы заманчиво предположить, что в результате обратной зависимости между лактатом и окислением жиров, чрезмерное использование интервалов и сопутствующее хроническое накопление лактата могут препятствовать оптимизации окисления жиров.

В то время как некоторые поздние исследования по HIIT и MICT показывают сходную острую молекулярную и ферментную адаптацию, более ранние работы предполагали, что митохондриальные ферменты сами по себе не являются показателем метаболизма при физической нагрузке или выносливости при высоких нагрузках у тренированных спортсменов.

Как сообщается в обзоре 2017 года, в случае интервальных тренировок, подобные реакции, вероятно, связаны с более сильным метаболическим стрессом за счет увеличения оборота АТФ, активных форм кислорода (АФК), и накопления внутриклеточных метаболитов.

В то время как другие механизмы, такие как плотность капилляров, вероятно, вносят вклад в очевидные метаболические различия между группами интервалов и непрерывного бега, было бы интересно оценить роль CImax в развитии адаптаций. Хотя подобная идея является спекулятивной и не подвергалась изучению, она согласуется со многими периферическими адаптациями, наблюдаемыми при частых длительных тренировках низкой интенсивности. Пока ещё очень мало известно, какие метаболические факторы и характеристики мышц определяют эффективность, или какой тип тренировки отвечает за долгосрочное снижение или повышение эффективности.

Многочисленные обзоры показывают, что, хотя интервалы обеспечивают надежный и сильный стимул для адаптации центральной сердечно-сосудистой системы и метаболизма, непрерывные тренировки средней интенсивности могут нацеливаться на периферическую адаптацию, направленную на улучшение мышечной экстракции кислорода и метаболической эффективности. Действительно, сравнительное исследование MICT и SIT с равным объемом показало, что MICT обеспечивают большую митохондриальную адаптацию и более низкий уровень лактата в крови при той же относительной скорости работы, тогда как SIT продемонстрировала большее увеличение VO2max и пиковой мощности.

Величина и скорость адаптации, вероятно, различаются между HIIT и MICT, но неоднородность (например, размер выборки, характеристики атлетов, протоколы тренировок) и отсутствие доступных сравнительных исследований не позволяют сделать окончательные выводы. Кроме того, необходимы долгосрочные тренировочные исследования (> 1 года) для подтверждения безопасности и эффективности долгосрочной работы с интервалами, поскольку в настоящее время неясно, как физиологическая адаптация к HIIT по сравнению с MICT будет проявляться в течение “обычных” 8–12 недель по протоколу исследования. Экстраполировать такие данные, чтобы предложить HIIT в качестве самого лучшего режима упражнений или как это было сформулировано в метаанализе 2019 года -“волшебной пули”, преждевременно и неоправданно, учитывая текущие научные данные.

Универсальный подход редко встречается в физиологии. Кроме того, распределение >20% тренировок с высокой интенсивностью за счет MICT может вызвать физиологические “перекосы” и невысокий прирост результатов. Тренировочный режим, состоящий только из HIIT/SIT, будет способствовать развитию перетренированности и стагнации тренировочного процесса, что может привести к ухудшению адаптации, производительности и здоровья.

Значимые количества MICT, по-видимому, являются необходимым компонентом тренировок, что подтверждается предполагаемой зависимостью митохондриальной адаптации от объема тренировок.

Если желаемым результатом является улучшение здоровья, принятие пирамидального распределения интенсивности тренировок, аналогичного тому, которое используется элитными спортсменами, с различной интенсивностью, вероятно, может быть предпочтительным подходом для получения всех кардиометаболических преимуществ высокоинтенсивных и низкоинтенсивных тренировок.

Если физические упражнения действительно следует рассматривать как лекарство, необходимо строгое определение дозы. Дозу следует выбирать с целью оптимизации поставленной цели, а четкое понимание адаптации к тренировкам позволяет врачам, тренерам и спортсменам принимать обоснованные решения.

Интервальные тренировки – это действительно эффективная по времени стратегия для быстрого улучшения здоровья, поскольку она обеспечивает мощный стимул для сердца и скелетных мышц и, несомненно, должны быть включены в программы тренировок, хотя практики должны быть осторожны с уменьшающейся эффективностью при увеличении “дозы”, возможностью развития перетренированности и пренебрежением преимуществами от MICT.

HIIT следует отдавать приоритет при подготовке к соревнованиям, где максимальная аэробная мощность будет ограничивать скорость (например, бег на средние дистанции). Между тем, для более длительных дистанции (например, марафон, триатлон) эффективность использования субстратов ограничивает скорость атлета, и поэтому требуется значительный объём MICT.

Пирамидальное распределение тренировок с основой в виде MICT, аналогичное тому, что наблюдается у элитных спортсменов, может быть оптимальным для этих людей.

12-недельный протокол с участием неактивных взрослых с избыточной массой тела показал, что включение MICT приводило к большему снижению процента жира по сравнению с HIIT, тогда как 16-недельное исследование у пациентов с метаболическим синдромом показало, что MICT снижает уровень триглицеридов больше, чем HIIT. Как и непрерывные тренировки средней интенсивности, так и ВИИТ 4 раза по 4 минуты приводили к одинаковому снижению общих факторов риска развития метаболического синдрома. При этом, не стоит думать о бесполезности интервалов для диабетиков или профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, а скорее о том, чтобы подчеркнуть потенциальное метаболическое значение включения достаточного количества MICT для баланса тренировок. Кроме этого, оба вида тренировок приводят к полезным адаптациям.