HIIT vs. kontinuierliches Ausdauertraining: Kampf der aeroben Titanen
Micah Zuhl, Ph.D. und Len Kravitz, Ph.D.
Einführung
Die Fitnessbranche erlebt derzeit einen Anstieg des Interesses und des Wachstums am Intervalltraining mit hoher Intensität (HIIT). Diese Trainingsmethode beinhaltet wiederholte Anfälle von hochintensiven Anstrengungen, die von 5 Sekunden bis 8 Minuten reichen, gefolgt von Erholungsphasen unterschiedlicher Zeit. Billat (2001) weist darauf hin, dass Hannes Kolehmainen, der berühmte finnische olympische Langstreckenläufer, bereits 1912 Intervalltraining in seinen Workouts einsetzte. Als das Wissen über HIIT zunahm, zeigten Übungswissenschaftler, dass diese Art von Übung nicht nur Leistungsvorteile für Sportler bietet und die Gesundheit von Freizeittrainern verbessert, sondern auch eine geeignete Alternative zu Ausdauertraining oder kontinuierlichem Aerobic-Training sein kann. Um die kardiovaskuläre Fitness zu verbessern, war es immer der Glaube, das Trainingsvolumen zu erhöhen, sei es längere Läufe, Radtouren oder längere Zeit auf einem Aerobic-Gerät (z. B. Treppensteiger, Ellipsentrainer, Zyklus, Laufband). Die Breite der aktuellen Forschung hat gezeigt, dass HIIT zahlreiche physiologische Parameter verbessert, oft in kürzerer Zeit, gemessen an kontinuierlichem Training mit hohem Volumen (Daussin et al., 2008). Daher besteht der Zweck dieses Artikels darin, die kardiovaskulären, skelettmuskulären und metabolischen Anpassungen an HIIT im Vergleich zu kontinuierlichem Ausdauertraining zu diskutieren und zu vergleichen. Kontinuierliches Aerobic-Training ist definiert als Übung (z. B. Laufen, Radfahren, Schwimmen usw.), die länger als 20 Minuten andauern und während des gesamten Kampfes mit konstanter Intensität gehalten werden. Darüber hinaus sind in diesem Artikel Forschungsbeispiele für HIIT und kontinuierliches Ausdauertraining enthalten.
Kardiovaskuläre Physiologie 101: Grundlegende Antworten und Anpassungen des aeroben Trainings
Vor dem Vergleich von HIIT und kontinuierlichem Ausdauertraining ist ein kurzer Überblick über die kardiovaskulären Reaktionen und Anpassungen an chronisches aerobes Training geboten, da es für beide Programme von zentraler Bedeutung ist. Während des Aerobic-Trainings basiert die Leistung des Herzens auf der Herzfrequenz, der pro Schlag gepumpten Blutmenge (Schlagvolumen) und der Herzkontraktilität oder der Stärke jeder Herzkontraktion. In Kombination erhöhen diese Variablen den Blutfluss und die Sauerstoffversorgung, um den Anforderungen der trainierenden Muskeln gerecht zu werden. Die Kontraktion des Skelettmuskels erhöht auch die Rückkehr des venösen Blutflusses zum Herzen, was die Ventrikelblutfüllung erhöht (Vorspannung genannt). Diese erhöhte Vorlast trägt zum erhöhten Schlagvolumen des Herzens während des Trainings bei, was eine wichtige Determinante für die aerobe Leistung ist (Joyner und Coyle, 2008).
Anpassungen der Herzmuskelstruktur sind bei zunehmend zunehmendem Ausdauertraining üblich. Diese Anpassungen umfassen eine Verdickung des Herzmuskels und eine erhöhte Größe des linken Ventrikels, die zu einer verbesserten Herzfunktion während des Trainings beitragen. Konsequente Anfälle von Ausdauertraining wie 30-60 Minuten Dauerlauf oder Radfahren an 3-7 Tagen pro Woche führen zu mehreren anderen kardiovaskulären Anpassungen, einschließlich der folgenden:
1. Erhöhte Herzmuskelmasse
2. Erhöhtes Schlagvolumen
3. Erhöhte Entsorgung von Stoffwechselabfällen
4. Erhöhte oxidative Enzyme und Effizienz
5. Schnellere Diffusionsraten von Sauerstoff und Kraftstoff in den Muskel
6. Erhöhte Dilatation des linken Ventrikels und Kammervolumen
7. Erhöhte Kohlenhydrat-Sparsamkeit (also größere Verwendung für Fett als Brennstoff)
8. Zunahme der Mitochondrien (Energiefabrik der Zelle)
9. Erhöhung der Zellregulationsmechanismen des Stoffwechsels
10. Erhöhte Fettoxidation
11. Erhöhte Expression von Ermüdungsresistenz langsam zuckenden Muskelfasern
(Joyner und Coyle, 2008; Pavlik, Major, Varga-Pintér, Jeserich, & Kneffel, 2010)
HIIT vs. Kontinuierliches Ausdauertraining: Kardiovaskuläre Anpassungen
Neuere Arbeiten zeigen, dass die kardiovaskulären Anpassungen an HIIT denen des kontinuierlichen Ausdauertrainings ähnlich und in einigen Fällen überlegen sind (Helgerud et al., 2007; Wisløff, Ellingsen, & Kemi, 2009). In: Helgerud et al. zeigte, dass 4 Wiederholungen von 4-minütigen Läufen bei 90-95% der maximalen Herzfrequenz (HRmax) gefolgt von 3 Minuten aktiver Erholung bei 70% HRmax an 3 Tagen pro Woche für 8 Wochen zu einer 10% größeren Verbesserung des Schlagvolumens führten im Vergleich zu einer langen, langsamen Distanztrainingsgruppe. Zusätzliche Forschung von Slordahl et al. (2004) zeigten, dass hochintensives Aerobic-Training bei 90-95% des maximalen Sauerstoffverbrauchs (VO2max) die Herzmasse des linken Ventrikels um 12% und die Herzkontraktilität um 13% erhöhte, was mit kardiovaskulären Veränderungen vergleichbar ist, die bei kontinuierlichem Aerobic-Training beobachtet wurden.Der maximale Sauerstoffverbrauch (VO2max) gilt als die oberste Fähigkeit des Körpers, Sauerstoff für die Energieerzeugung zu verbrauchen, zu verteilen und zu nutzen. Es wird allgemein als maximale aerobe Kapazität bezeichnet und ist ein guter Prädiktor für die Trainingsleistung. Verbesserungen der Herz-Kreislauf-Funktion erhöhen den VO2max. Einige Untersuchungen legen nahe, dass VO2max-Verbesserungen mit HIIT denen mit Ausdauertraining überlegen sind. Daussin et al. (2007) gemessene VO2max-Reaktionen bei Männern und Frauen, die an einem 8-wöchigen HIIT und einem kontinuierlichen Herz-Kreislauf-Trainingsprogramm teilnahmen. Der VO2max-Anstieg war mit dem HIIT-Programm (15%) im Vergleich zum kontinuierlichen aeroben Training (9%) höher. Die Verbesserung der Herz-Kreislauf-Funktion und die Erhöhung des VO2max sind Hauptziele von Patienten, die an Herz-Kreislauf-Erkrankungen leiden. Aus diesem Grund beginnen einige kardiale Rehabilitationszentren, Intervalltrainings mit Herzkrankheitspatienten aufzunehmen (Bartels, Bourne, & Dwyer, 2010). Die Ergebnisse zeigen ähnliche Verbesserungen wie bei herkömmlichen Übungen mit geringer Intensität, jedoch in kürzerer Zeit und weniger Sitzungen.
HIIT vs. Kontinuierliches Ausdauertraining: Skelettmuskelanpassungen
Erhöhte Mitochondrien (die Energiefabrik der Zelle) Größe und Anzahl wird zu einem Markenzeichen Anpassung an HIIT (Gibala, 2009). Dies wird als Zunahme der Mitochondriendichte bezeichnet und wird seit vielen Jahren nur durch chronisches Ausdauertraining angenommen. Mitochondrien verwenden Sauerstoff, um ATP (das Energiemolekül der Zelle) auf hohem Niveau durch den Abbau von Kohlenhydraten und Fett während Aerobic-Übungen herzustellen. Mit erhöhter Mitochondriendichte steht den arbeitenden Muskeln mehr Energie zur Verfügung, um eine größere Kraft zu erzeugen, und zwar über einen längeren Zeitraum (z. B. längeres Laufen mit höherer Intensität). In einer 6-wöchigen Trainingsstudie haben Burgomaster et al. (2008) zeigten einen ähnlichen Anstieg der oxidativen Enzymspiegel (Proteine in Mitochondrien, die biologische Reaktionen zur Freisetzung von ATP beschleunigen) bei Probanden, die ein HITT-Programm mit vier bis sechs maximalen 30-Sekunden-Radsprints (gefolgt von 4,5-minütigen Erholungskämpfen) an 3 Tagen / Woche und Probanden, die 40-60 Minuten kontinuierliche Ausdauer des stetigen Radfahrens bei 65% VO2max an 5 Tagen / Woche absolvierten. Ein Anstieg dieser mitochondrialen oxidativen Enzyme führt zu einem effektiveren Fett- und Kohlenhydratabbau für Kraftstoff. Verwandte Arbeiten von MacDougall et al. (1998) zeigten erhöhte oxidative Enzymspiegel der Skelettmuskulatur von Citratsynthase (36%), Malatdehydrogenase (29%) und Succinatdehydrogenase (65%) bei gesunden männlichen Studenten, die 7 Wochen lang HIIT-Radsprints absolvierten. An drei Tagen pro Woche führten die Probanden zwischen vier und zehn 30-Sekunden-Radsprints durch, gefolgt von einer vierminütigen Erholung. Die höheren Spiegel an mitochondrialen Enzymen, die bei den Probanden beobachtet wurden, führten zu einer verbesserten Stoffwechselfunktion der Skelettmuskulatur.Es gibt eine Spitze der aktuellen Forschung, die die komplexen molekularen Wege erklärt, die zu einer erhöhten Mitochondriendichte führen. HIIT kann zu analogen physiologischen Veränderungen führen, die beim traditionellen Ausdauertraining beobachtet werden, Dies wird jedoch durch unterschiedliche Nachrichtensignalwege erreicht.
Molekularbiologie Fokus Paragraphy. Signalwege des kontinuierlichen Ausdauertrainings und HIIT
Quelle: Laursen 2010. In diesem Modell sind Calcium-Calmodulin-Kinase (CaMK) und Adenosinmonophosphat-Kinase (AMPK) Signalwege, die Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptor-g-Coaktivator-1alpha (PGC-1 alpha) aktivieren. PGC-1alpha ist wie ein “Hauptschalter“, von dem angenommen wird, dass er an der Förderung der Entwicklung der gezeigten Skelettmuskelfunktionen beteiligt ist. Hochvolumiges Training scheint eher über den CaMK-Weg zu funktionieren, und hochintensives Training scheint eher über den AMPK-Weg zu signalisieren.
HIIT vs. Kontinuierliches Ausdauertraining: Metabolische Anpassungen
Eine Erhöhung der Mitochondriendichte kann als Skelettmuskel- und Stoffwechselanpassung angesehen werden. Ein Schwerpunkt für metabolische Anpassungen liegt auf dem Fettstoffwechsel während des Trainings. Aufgrund der Art des Trainings mit hoher Intensität wurde die Wirksamkeit dieser Art von Training für die Fettverbrennung genau untersucht. Perry et al. (2008) zeigten, dass die Fettoxidation oder Fettverbrennung nach 6 Wochen Intervalltraining signifikant höher und die Kohlenhydratoxidation (Verbrennung) signifikant niedriger war. Ähnlich, aber in nur zwei Wochen Talanian et al. (2007) zeigten eine signifikante Verschiebung der Fettsäureoxidation mit HIIT. In ihrem Forschungsbericht fassen Horowitz und Klein (2000) zusammen, dass eine Zunahme der Fettsäureoxidation eine bemerkenswerte Anpassung ist, die bei kontinuierlichem Ausdauertraining beobachtet wird.Ein weiterer metabolischer Vorteil des HIIT-Trainings ist der Anstieg des Energieverbrauchs nach dem Training, der als übermäßiger Sauerstoffverbrauch nach dem Training (E.P.O.C.) bezeichnet wird. Nach einer Trainingseinheit bleibt der Sauerstoffverbrauch (und damit der Kalorienverbrauch) erhöht, da die arbeitenden Muskelzellen physiologische und metabolische Faktoren in der Zelle auf das Niveau vor dem Training wiederherstellen. Dies führt zu einem höheren und längeren Kalorienverbrauch nach dem Training. In ihrem Übersichtsartikel stellen LaForgia, Withers, & Gore (2006) fest, dass Studien zur Trainingsintensität höhere E.P.O.C. -Werte mit HIIT-Training im Vergleich zu kontinuierlichem Aerobic-Training anzeigen.
Endgültiges Urteil: Und der Gewinner der Schlacht der aeroben Titanen ist
Die Hauptziele der meisten Ausdauertrainingsprogramme sind die Verbesserung der Herz-Kreislauf-, Stoffwechsel- und Skelettmuskelfunktion im Körper. Seit Jahren ist kontinuierliches Aerobic-Training die gewählte Methode, um diese Ziele zu erreichen. Untersuchungen zeigen jedoch, dass HIIT mit einigen physiologischen Markern in kürzeren Zeiträumen zu ähnlichen und in einigen Fällen besseren Verbesserungen führt. Durch die Einbeziehung von HIIT (in der entsprechenden Intensität und Frequenz) in das Herz-Kreislauf-Training eines Kunden können Sportbegeisterte ihre Ziele auf sehr zeiteffiziente Weise erreichen. Und da sowohl HIIT- als auch kontinuierliche Aerobic-Trainingsprogramme all diese sinnvollen physiologischen und metabolischen Funktionen des menschlichen Körpers verbessern, ist die Einbeziehung eines Gleichgewichts beider Programme für Kunden in ihr Training eindeutig der Win-Win-Ansatz für eine erfolgreiche Verbesserung und Leistung des Herz-Kreislauf-Trainings. GEH HIIT und GEH Ausdauer!
Seite Bar 1. HIIT-Programmentwicklung
Bei der Entwicklung eines HIIT-Programms müssen Dauer, Intensität und Häufigkeit des Intervalls zusammen mit der Länge des Erholungsintervalls berücksichtigt werden. Dauer der Arbeit (hohe Intensität Anstrengung) Kampf sollte zwischen 5 Sekunden bis 8 Minuten. Kraftsportler neigen dazu, kürzere Arbeitsintervalle durchzuführen (5 sek – 30 sek), während Ausdauersportler das Arbeitsintervall mit hoher Intensität verlängern (30 sek – 8 min) (Kubukeli, Noakes & Dennis, 2002). Die Intensität während des hochintensiven Arbeitskampfes sollte zwischen 80% und mehr als 100% des maximalen Sauerstoffverbrauchs (VO2max), der maximalen Herzfrequenz oder der maximalen Ausgangsleistung liegen. Die Intensität des Erholungsintervalls reicht von passiven Erholungen (sehr wenig Bewegung) oder aktiven Erholungen (was häufiger vorkommt) von etwa 50-70% der oben beschriebenen Intensitätsmaße.
Das Verhältnis von Arbeits- und Erholungsintervall ist ebenfalls eine Überlegung. Viele Studien verwenden ein Verhältnis von Bewegung zur Erholung, zum Beispiel könnte ein Verhältnis von 1: 1 ein 30-Sekunden-Intervall sein, gefolgt von 30 Sekunden Erholung. Ein Verhältnis von 1: 2 wäre ein 30-Sekunden-Intervall, gefolgt von einer 1-minütigen Pause. Typischerweise sind die Verhältnisse so ausgelegt, dass sie ein bestimmtes Energiesystem des Körpers herausfordern.
Lesen Sie die folgenden Beispiel-Workouts durch. Diese Workouts wurden in früheren Studien verwendet, um sowohl kardiovaskuläre als auch Skelettmuskelveränderungen zu induzieren. Jede Komponente einer Trainingseinheit ist enthalten.
Beispiel 1: Track Workout
Aufwärmen: Leichter 10-minütiger Lauf um die Strecke.
Intervall: 800-Meter läuft bei etwa 90% der maximalen Herzfrequenz (basierend auf Schätzung Herzfrequenz max = 220-Alter). Jedes 800-Meter-Intervall sollte zeitlich festgelegt werden.
Ruheintervall: Leichtes Joggen oder Gehen für die gleiche Zeit, die für jeden 800-Meter benötigt wurde
Arbeits- / Ruheverhältnis: Verhältnis 1 zu 1. Die Zeit für das Intervall (800 Meter) und das Ruheintervall sollte gleich sein.
Häufigkeit: Versuchen Sie, 4 Wiederholungen dieser Sequenz abzuschließen.
Abkühlen: 10-min leicht joggen.
Kommentare: Der abstand der intervall kann eingestellt werden von 200 meter zu 1000 meter. Auch die Länge des Ruheintervalls kann eingestellt werden.
Adaptiert von Musa et al. (2009).
Programm 2: Sprint training workout
Warm-up: 10 min von licht läuft.
Intervall: 20-Sekunden-Sprints bei maximaler Laufgeschwindigkeit.
Ruheintervall: 10 Sekunden Pause zwischen jedem Sprint. Leichtes Joggen oder Gehen
Arbeits- / Ruheverhältnis: Verhältnis 2 zu 1. Die arbeit intervall ist 20-sec und rest intervall ist 10-sec.
Frequenz: 3 gruppen oder sätze von 10-15 abständen. Nehmen Sie 4 Minuten Pause zwischen jedem Satz
Abkühlen: 10 min leicht joggen
Kommentare: Dies ist ein Sprint-Training. Die ersten Intervalle sollten langsamer sein, damit sich die Muskeln an das Training anpassen können. Es ist wichtig, sicher und vorsichtig zu sein, um Muskelschäden während des maximalen Sprinttrainings zu vermeiden. Die Aufwärmsitzung ist sehr wichtig.
Adaptiert von Tabata et al. 1996.
Programm 3: Laufbandtraining
Aufwärmen: 10 min leichtes Joggen.
Intervall: Laufbandneigung auf 5% Grad und Geschwindigkeit auf 3 mph einstellen. Erhöhen Sie während jedes Intervalls mit hoher Intensität die Geschwindigkeit auf 5 mph – 6,5 mph, während Sie den Grad bei 5% halten. Die Länge des Intervalls sollte 1 min betragen.
Rest Intervall: 2-minute rest intervall mit die walking geschwindigkeit set zu 3 mph. Neigung nicht einstellen.
Arbeits- / Ruheverhältnis: Verhältnis 1 zu 2. Das Arbeitsintervall beträgt 1 Minute und das Ruheintervall 2 Minuten
Häufigkeit: 6-8 Wiederholungen dieser Sequenz.
Abkühlen: 5 – 10 Minuten leichtes Joggen
Kommentare: Dies ist eine Intervallsitzung zum Berglaufen. Steigung, Laufgeschwindigkeit, Intervalllänge und Ruheintervall können während der Intervallsitzung angepasst werden.
Angepasst von Seiler und Hetlelid, 2005.
Side Bar 2: Vier große Ausdauerprogramme Ideen
Die folgenden 4 Ausdauertrainingsprogramme sind aus den von LaForgia, Withers, & Gore, 2006. Führen Sie für jedes Programm ein ausreichendes Aufwärmen (~ 10 Minuten leichtes Training) und Abkühlen (~ 5-10 Minuten Training mit geringer Intensität) durch. Alle folgenden Workouts können in jedem Aerobic-Modus durchgeführt werden.
1) Maximale Laktat steady State Übung.Das maximale Laktat-Steady-State-Training (MLSS) ist die höchste Arbeitsbelastung, die ein Trainierender über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten kann. MLSS Übung Arbeitskämpfe können zwischen 20 und 50 Minuten dauern. Sagen Sie dem Klienten, dass er für die gewünschte Zeit (zwischen 20 und 50 Minuten) in seinem maximalen stationären Trainingszustand arbeiten soll.
2) abwechselnd aerobe modi ausdauer übung.
Alternative aerobe Modi (z., Laufband und Ellipsentrainer) alle 20 bis 40 Minuten Aerobic-Übungen, wobei die Trainingsintensität &Mac179;70% der Herzfrequenz max. Halten Sie die Zeit für jede Übungsart gleich. Die Anzahl der Wechselmodi hängt vom Fitnesslevel des Kunden ab.
3) Schrittweise Ausdauertraining.
Bei schrittweiser Ausdauerübung schreitet der Klient von 10 Minuten (bei &Mac179;50% Herzfrequenz max) auf 10 Minuten (bei &Mac179;60% Herzfrequenz max) auf 10 Minuten (bei &Mac179;;70% Herzfrequenz max) auf jedem aeroben Modus. Für eine geringfügige Änderung kann der Personal Trainer den Kunden schrittweise in der Intensität und auch schrittweise in diesem Training erhöhen. Somit würde der Klient nach Abschluss der 10 Minuten bei einer maximalen Herzfrequenz von 70% zu 10 Minuten bei einer maximalen Herzfrequenz von 60% und dann zu 10 Minuten bei einer maximalen Herzfrequenz von 50% wechseln.
4) Mixed-tempo ausdauer übung.
Auf dem ausgewählten Modus der Übung zufällig variieren die Ausdauerdauer (d. H. 5 min, 10 min, 15 min Zeitblöcke) und die Intensität der Übung. Zum Beispiel könnte ein 45-minütiges Ausdauer-Laufbandtraining mit 10 min bei 50% Herzfrequenz max beginnen, dann in 5 min bei 70% Herzfrequenz max, dann 15 min bei 60% Herzfrequenz max, dann 10 min bei 75% Herzfrequenz max, und beenden Sie mit 5 min bei 50% Herzfrequenz max.
Fact Box 1: Sieben bemerkenswerte Ausdauerleistungen von Interesse
1. Der offizielle Marathon-Weltrekord der International Association of Athletics Federations für Männer ist 2:03:59, aufgestellt von Haile Gebrselassie aus Äthiopien am 28.September 2008 beim Berlin-Marathon.
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Marathon_world_record_progression
2. Die Rekordhalterin der Frauen im Marathon ist Paula Radcliffe aus Großbritannien in einer Zeit von 2:15:25.
Quelle: http://en.wikipedia.org/wiki/Marathon_world_record_progression
3. Die vorhergesagte menschliche Fähigkeit des Marathons basierend auf physiologischen Eigenschaften, wie von Joyner (1991) beschrieben, beträgt 1:57:58. Dies entspricht einem Tempo von 4:30 pro Meile.
4. Das längste zertifizierte Straßenrennen der Welt ist das 3100-Meilen-Selbsttranszendenzrennen in New York City, das um einen halben Meilenblock in Queens, NY, stattfindet. Nur 30 Läufer haben das Rennen absolviert, bei dem jeder Teilnehmer 50 Tage lang 2 Marathons pro Tag absolvieren muss.
Quelle: http://3100.srichinmoyraces.org/
5. Das längste Radrennen ist die Tour d’Afrique, die 12.000 km (7500 Meilen) und 120 Tage von Kairo, Ägypten, nach Kapstadt, Südafrika, führt.
Quelle: http://www.africa-ata.org/sports3.htm