HIIT vs Continuous Endurance Training: Battle of the Aerobic Titans
Micah Zuhl, Ph.D. i Len Kravitz, Ph. D.
wprowadzenie
branża fitness przeżywa obecnie wzrost zainteresowania i wzrostu w treningu interwałowym o wysokiej intensywności (HIIT). Ta metoda treningu obejmuje powtarzające się ataki o wysokiej intensywności wysiłków, które wahają się od 5 sekund do 8 minut, a następnie okresy regeneracji o różnych długościach czasu. Billat (2001) zwraca uwagę, że już w 1912 roku Hannes Kolehmainen, słynny Olimpijski biegacz długodystansowy, stosował trening interwałowy w swoich treningach. Wraz ze wzrostem wiedzy o HIIT naukowcy wykazali, że ten rodzaj ćwiczeń zapewnia nie tylko korzyści wydajnościowe dla sportowców i poprawia zdrowie ćwiczących rekreacyjnie, ale może być również odpowiednią alternatywą dla treningu wytrzymałościowego lub ciągłego ćwiczenia aerobowego. Aby poprawić sprawność sercowo-naczyniową, zawsze wierzono, aby zwiększyć objętość ćwiczeń, niezależnie od tego, czy są to dłuższe biegi, przejażdżki rowerowe, czy dłuższy czas na maszynie aerobowej (np. Zakres obecnych badań ujawnił, że HIIT poprawia liczne parametry fizjologiczne, często w krótszym czasie, gdy mierzy się je w stosunku do ciągłych ćwiczeń o dużej objętości (Daussin et al., 2008). Dlatego celem tego artykułu jest omówienie i porównanie sercowo-naczyniowych, mięśni szkieletowych i metabolicznych adaptacji do HIIT kontra ciągłe ćwiczenia wytrzymałościowe. Ciągły trening aerobowy jest zdefiniowany jako ćwiczenia (np. bieganie, jazda na rowerze, pływanie itp.) trwające dłużej niż 20 minut i utrzymywane ze stałą intensywnością podczas całej walki. Dodatkowo, przykłady badawcze treningów HIIT i ciągłego treningu wytrzymałościowego są zawarte w tym artykule.
fizjologia układu sercowo-naczyniowego 101: podstawowe odpowiedzi i adaptacje treningu aerobowego
przed porównaniem HIIT i ciągłego treningu wytrzymałościowego uzasadniony jest krótki przegląd reakcji sercowo-naczyniowych i adaptacji do przewlekłych ćwiczeń aerobowych, ponieważ jest to kluczowe dla obu programów. Podczas ćwiczeń aerobowych wydajność serca opiera się na częstości akcji serca, ilość krwi pompowanej na bicie (objętość udaru), i kurczliwość serca, lub siłę każdego skurczu serca. W połączeniu te zmienne zwiększają przepływ krwi i dopływ tlenu, aby sprostać wymaganiom mięśni ćwiczących. Skurcz mięśnia szkieletowego zwiększa również powrót żylnego przepływu krwi do serca, co zwiększa wypełnienie komory krwi (zwany preload). To zwiększone obciążenie wstępne przyczynia się do zwiększenia objętości udaru serca podczas ćwiczeń, co jest głównym wyznacznikiem wydolności tlenowej (Joyner and Coyle, 2008).
adaptacje struktury mięśnia sercowego są powszechne przy coraz większej ilości treningu wytrzymałościowego. Adaptacje te obejmują pogrubienie mięśnia sercowego i zwiększenie wielkości lewej komory, które przyczyniają się do poprawy funkcji serca podczas ćwiczeń. Konsekwentne ataki ćwiczeń wytrzymałościowych, takich jak 30-60 minut ciągłego biegania lub jazdy na rowerze wykonywane 3-7 dni w tygodniu prowadzi do kilku innych adaptacji sercowo-naczyniowych, w tym następujących:
1. Zwiększenie masy mięśniowej serca
2. Zwiększona objętość skoku
3. Zwiększone usuwanie odpadów metabolicznych
4. Zwiększona aktywność enzymów oksydacyjnych i wydajność
5. Szybsze tempo dyfuzji tlenu i paliwa do mięśni
6. Zwiększone rozszerzenie lewej komory i objętość komory
7. Zwiększone oszczędzanie węglowodanów (a tym samym większe wykorzystanie tłuszczu jako paliwa)
8. Wzrost mitochondriów (fabryka energii komórek)
9. Zwiększenie mechanizmów regulacji metabolizmu komórek
10. Zwiększone utlenianie tłuszczu
11. Zwiększona ekspresja włókien mięśniowych odpornych na zmęczenie slow twitch
(Joyner and Coyle, 2008; Pavlik, Major, Varga-Pintér, Jeserich, & Kneffel, 2010)
HIIT vs.Continuous Endurance Exercise: Cardiovascular Adaptations
ostatnie prace pokazują, że adaptacje sercowo-naczyniowe do HIIT są podobne iw niektórych przypadkach lepsze niż ciągłe treningi wytrzymałościowe (Helgerud et al., 2007; Wisløff, Ellingsen, & Kemi, 2009). Helgerud et al. wykazano, że 4 powtórzenia 4-minutowych biegów przy 90-95% tętna max (HRmax), a następnie 3 minuty aktywnego powrotu do zdrowia przy 70% HRmax wykonywane 3 dni w tygodniu przez 8 tygodni spowodowały o 10% większą poprawę objętości udaru w porównaniu do grupy treningowej na długich, wolnych dystansach. Dodatkowe badania Slordahl et al. (2004) wykazał, że trening aerobowy o wysokiej intensywności przy 90-95% maksymalnego zużycia tlenu (VO2max) zwiększył masę serca lewej komory o 12% i kurczliwość serca o 13%, co jest porównywalne ze zmianami sercowo-naczyniowymi obserwowanymi w ciągłych ćwiczeniach aerobowych.
maksymalne zużycie tlenu (VO2max) jest uważane za najwyższą zdolność organizmu do spożywania, dystrybucji i wykorzystania tlenu do produkcji energii. Jest powszechnie nazywany maksymalną wydolnością tlenową i jest dobrym predyktorem wydajności ćwiczeń. Poprawa funkcji układu sercowo-naczyniowego zwiększy VO2max. Niektóre badania sugerują, że ulepszenia VO2max z HIIT są lepsze niż te z treningiem wytrzymałościowym. Daussin et al. (2007) mierzono reakcje VO2max wśród mężczyzn i kobiet, którzy uczestniczyli w 8-tygodniowym programie HIIT i ciągłym programie treningu sercowo-naczyniowego. Zwiększenie VO2max było wyższe w przypadku programu HIIT (15%) w porównaniu do ciągłego treningu aerobowego (9%). Poprawa funkcji układu sercowo-naczyniowego i zwiększenie VO2max to główne cele pacjentów cierpiących na choroby układu krążenia. Z tego powodu niektóre ośrodki rehabilitacji kardiologicznej zaczynają obejmować sesje treningowe interwałowe z pacjentami z chorobami serca (Bartels, Bourne, & Dwyer, 2010). Wyniki pokazują podobną poprawę jak tradycyjne ćwiczenia o niskiej intensywności, ale w krótszym czasie i mniejszej liczbie sesji.
HIIT vs.Continuous Endurance Exercise: Skeletal Muscle Adaptations
wzrost wielkości i liczby mitochondriów (fabryka energii komórki) staje się cechą charakterystyczną adaptacji do HIIT (Gibala, 2009). Jest to określane jako wzrost gęstości mitochondriów i od wielu lat uważa się, że występuje tylko z przewlekłego treningu wytrzymałościowego. Mitochondria wykorzystują tlen do wytwarzania ATP (cząsteczki energii komórki) na wysokich poziomach poprzez rozkład węglowodanów i tłuszczu podczas ćwiczeń aerobowych. Przy zwiększonej gęstości mitochondriów jest więcej energii dostępnej dla pracujących mięśni, aby wytworzyć większą siłę i przez dłuższy okres czasu(np. W 6-tygodniowym badaniu szkoleniowym, Burgomaster et al. (2008) wykazały podobny wzrost poziomu enzymu oksydacyjnego (białka w mitochondriach, które przyspieszają reakcje biologiczne w celu uwolnienia ATP) wśród osób, które wykonały program HITT z czterema do sześciu maksymalnymi 30-sekundowymi sprintami rowerowymi (a następnie 4.5 minutowymi atakami regeneracji) w 3 dni/tydzień i osób, które ukończyły 40-60 minut ciągłej wytrzymałości stałej jazdy na rowerze przy 65% VO2max w 5 dni/tydzień. Wzrost tych mitochondrialnych enzymów oksydacyjnych prowadzi do skuteczniejszego rozkładu tłuszczu i węglowodanów na paliwo. Podobne prace wykonane przez MacDougall et al. (1998) wykazał zwiększony poziom enzymu oksydacyjnego mięśni szkieletowych syntazy cytrynianowej (36%), dehydrogenazy jabłczanowej (29%) i dehydrogenazy bursztynianowej (65%) wśród zdrowych studentów męskich uczestniczących w 7 tygodniach sprintów rowerowych HIIT. Trzy dni w tygodniu badani wykonywali od czterech do dziesięciu 30-sekundowych maksymalnych sprintów rowerowych, po których następowała czterominutowa regeneracja. Wyższe poziomy enzymów mitochondrialnych obserwowane u pacjentów prowadziły do poprawy funkcji metabolicznych mięśni szkieletowych.
nastąpił skok obecnych badań wyjaśniających złożone szlaki molekularne, które prowadzą do zwiększenia gęstości mitochondriów . HIIT może prowadzić do analogicznych zmian fizjologicznych, które są obserwowane w tradycyjnym treningu wytrzymałościowym, ale osiąga się to poprzez różne ścieżki sygnalizacji wiadomości.
Molecular Biology Focus Paragraphy . Ścieżki sygnalizacyjne ciągłego treningu wytrzymałościowego i HIIT
źródło: Laursen 2010. W tym modelu kinaza wapniowo-kalmodulinowa (CaMK) i kinaza adenozynomonofosforanowa (AMPK) są szlakami sygnalizacyjnymi, które aktywują aktywowany przez proliferatory peroksysomów receptor-koactivator g-1alpha (PGC-1 alfa). PGC-1alpha jest jak “główny przełącznik”, który uważa się za zaangażowany w promowanie rozwoju pokazanych funkcji mięśni szkieletowych. Trening o dużej głośności wydaje się bardziej prawdopodobny do działania za pośrednictwem ścieżki CaMK, a trening o wysokiej intensywności wydaje się bardziej prawdopodobny do sygnalizowania za pośrednictwem ścieżki AMPK.
HIIT a ciągłe ćwiczenia wytrzymałościowe: Adaptacje metaboliczne
zwiększenie gęstości mitochondriów można uznać za adaptację mięśni szkieletowych i metaboliczną. Jednym z głównych punktów zainteresowania adaptacjami metabolicznymi jest metabolizm tłuszczu na paliwo podczas ćwiczeń. Ze względu na charakter ćwiczeń o wysokiej intensywności, skuteczność tego typu treningu na spalanie tkanki tłuszczowej została dokładnie zbadana. Perry i in. (2008) wykazały, że utlenianie tłuszczu lub spalanie tłuszczu było znacznie wyższe, a utlenianie węglowodanów (spalanie) znacznie niższe po 6 tygodniach treningu interwałowego. Podobnie, ale w ciągu zaledwie dwóch tygodni Talanian et al. (2007) wykazały znaczną zmianę w utlenianiu kwasów tłuszczowych z HIIT. W swoim przeglądzie badawczym Horowitz and Klein (2000) podsumowują, że wzrost utleniania kwasów tłuszczowych jest godną uwagi adaptacją obserwowaną przy ciągłym wysiłku wytrzymałościowym.
kolejną korzyścią metaboliczną treningu HIIT jest wzrost wydatków energetycznych po wysiłku, określany jako nadmierne zużycie tlenu po wysiłku (E. P. O. C.). Po sesji treningowej zużycie tlenu (a tym samym wydatek kaloryczny) pozostaje podwyższone, ponieważ działające komórki mięśniowe przywracają czynniki fizjologiczne i metaboliczne w komórce do poziomu przed wysiłkowego. Przekłada się to na wyższe i dłuższe powysiłkowe wydatki kaloryczne. W swoim artykule przeglądowym, Laforgia, Withers, & Gore (2006) zauważają, że badania intensywności ćwiczeń wskazują wyższe wartości E. P. O. C. w treningu HIIT w porównaniu do ciągłego treningu aerobowego.
ostateczny werdykt: A zwycięzcą bitwy tlenowych Tytanów jest
głównymi celami większości programów ćwiczeń wytrzymałościowych są poprawa czynności sercowo-naczyniowych, metabolicznych i mięśni szkieletowych w organizmie. Od lat ciągłe ćwiczenia aerobowe są wybraną metodą do osiągnięcia tych celów. Jednak badania pokazują, że HIIT prowadzi do podobnej i w niektórych przypadkach lepszej poprawy w krótszych okresach czasu z pewnymi markerami fizjologicznymi. Włączenie HIIT (na odpowiednim poziomie intensywności i częstotliwości) do treningu sercowo-naczyniowego klienta pozwala entuzjastom ćwiczeń osiągnąć swoje cele w bardzo efektywny czas sposób. A ponieważ zarówno programy HIIT, jak i ciągłe ćwiczenia aerobowe poprawiają wszystkie te znaczące funkcje fizjologiczne i metaboliczne ludzkiego ciała, włączenie równowagi obu programów dla klientów w ich treningu jest wyraźnie podejściem „win win” dla udanej poprawy ćwiczeń sercowo-naczyniowych i wydajności. GO HIIT i GO Endurance!
pasek boczny 1. Rozwój programu HIIT
podczas tworzenia programu HIIT czas trwania, intensywność i częstotliwość interwału muszą być brane pod uwagę wraz z długością interwału odzyskiwania. Czas trwania pracy (wysoka intensywność wysiłku) bout powinien wynosić od 5 sekund do 8 minut. Sportowcy siłowi mają tendencję do wykonywania krótszych interwałów pracy (5 sek-30 sek), podczas gdy sportowcy wytrzymałościowi wydłużają interwały pracy o wysokiej intensywności (30 sek – 8 min) (Kubukeli, Noakes & Dennis, 2002). Intensywność podczas pracy o wysokiej intensywności powinna wynosić od 80% do ponad 100% maksymalnego zużycia tlenu (VO2max), maksymalnego tętna lub maksymalnej mocy wyjściowej. Intensywność interwału odzyskiwania waha się od pasywnego odzyskiwania (robi bardzo mało ruchu) lub aktywnego odzyskiwania (co jest bardziej powszechne) około 50-70% wyżej opisanych miar intensywności.
należy również wziąć pod uwagę związek między interwałem pracy a regeneracją. Wiele badań wykorzystuje stosunek ćwiczeń do regeneracji, na przykład stosunek 1:1 może być 30-sekundowym interwałem, a następnie 30 sekundami regeneracji. Stosunek 1:2 byłby 30-sekundowym interwałem, a następnie 1-minutowym odpoczynkiem. Zazwyczaj proporcje są zaprojektowane w celu zakwestionowania konkretnego systemu energetycznego organizmu.
zapoznaj się z przykładowymi treningami, które następują. Treningi te zostały wykorzystane w poprzednich badaniach w celu wywołania zmian sercowo-naczyniowych i mięśni szkieletowych. Każdy element sesji treningowej jest wliczony w cenę.
próbka 1: trening na torze
rozgrzewka: lekki 10-minutowy bieg po torze.
interwał: 800 metrów biegnie przy około 90% maksymalnej częstości akcji serca (w oparciu o szacunkowe tętno max = 220-wiek). Każdy odstęp 800 metrów powinien być ustawiony w czasie.
interwał odpoczynku: lekki jogging lub spacer przez taki sam czas, jaki trwał każdy 800 metr
stosunek pracy do odpoczynku: stosunek 1 do 1. Czas przedziału (800 metrów) i przerwy powinien być taki sam.
Częstotliwość: spróbuj wykonać 4 powtórzenia tej sekwencji.
Cool Down: 10-min easy jog.
uwagi: odległość interwału można regulować w zakresie od 200 do 1000 metrów. Można również regulować długość interwału odpoczynku.
adaptacja z Musa et al. (2009).
Program 2: Trening Sprint trening
rozgrzewka: 10 min lekkiego biegu.
interwał: 20-sekundowe sprinty z maksymalną prędkością biegu.
Przerwa na odpoczynek: 10 sekund odpoczynku między każdym sprintem. Lekki jogging lub chodzenie
stosunek pracy do odpoczynku: stosunek 2 do 1. Interwał pracy wynosi 20 sekund, a interwał odpoczynku 10 sekund.
Częstotliwość: 3 grupy lub zestawy interwałów 10-15. Weź 4 min odpoczynku między każdym zestawem
ochłodzenie: 10 min easy jog
Komentarze: Jest to trening sprintu. Pierwsze kilka odstępów powinno być wolniejsze, aby mięśnie mogły dostosować się do treningu. Ważne jest, aby być bezpiecznym i ostrożnym, unikając uszkodzenia mięśni podczas maksymalnego wysiłku sprinterskiego. Sesja rozgrzewkowa jest bardzo ważna.
na podstawie Tabata et al. 1996.
Program 3: trening na bieżni
rozgrzewka: 10 min lekkiego joggingu.
interwał: Ustaw nachylenie bieżni na 5% i prędkość na 3 km / h. Podczas każdego interwału wysokiej intensywności zwiększ prędkość do 5 mph-6,5 mph, zachowując ocenę na poziomie 5%. Długość przerwy powinna wynosić 1 min.
interwał odpoczynku: 2-minutowy interwał odpoczynku z prędkością chodzenia ustawioną na 3 mph. Nie regulować nachylenia.
stosunek pracy do odpoczynku: stosunek 1 do 2. Interwał pracy wynosi 1-minutowy, a interwał odpoczynku 2-minutowy
Częstotliwość: 6-8 powtórzeń tej sekwencji.
ochłodzenie: 5 – 10-minut łatwego joggingu
Komentarze: Jest to interwałowa sesja biegowa. Nachylenie, prędkość jazdy, długość interwału i interwał odpoczynku można regulować podczas sesji interwałowej.
adaptacja Seilera i Hetlelida, 2005.
pasek boczny 2: cztery wielkie programy wytrzymałościowe Pomysły
następujące 4 programy ćwiczeń wytrzymałościowych są adaptowane z badań przeprowadzonych przez LaForgia, Withers, & Gore, 2006. Wykonaj odpowiednią rozgrzewkę (~10 min ćwiczeń lekkich) i ochłodzenie (~5-10 min ćwiczeń o niskiej intensywności) dla każdego programu. Wszystkie poniższe treningi można wykonywać w dowolnym trybie aerobowym.
1) maksymalne stężenie mleczanu w stanie stacjonarnym.
maksymalny trening w stanie stacjonarnym mleczanu (MLSS) to największe obciążenie, jakie ćwiczący może utrzymać przez określony czas. MLSS ćwiczenia pracy ataki mogą trwać od 20 do 50 minut. Powiedz klientowi, aby pracował w swoim maksymalnym stanie stacjonarnym ćwiczeń przez pożądany czas (od 20 do 50 minut).
2) naprzemienne tryby aerobowe ćwiczenia wytrzymałościowe.
alternatywne tryby tlenowe (tj., bieżnia i trenażer eliptyczny) co 20 do 40 minut ćwiczeń aerobowych z zachowaniem intensywności ćwiczeń &Mac179;70% tętna max. Trzymaj czas na każdym trybie ćwiczeń to samo. Liczba naprzemiennych trybów zależy od poziomu kondycji klienta.
3) etapowe ćwiczenia wytrzymałościowe.
z ćwiczeniami wytrzymałościowymi krok po kroku Klient przechodzi od 10 minut (przy &Mac179;50% tętna max) do 10 minut (przy &Mac179;60% tętna max) do 10 minut (przy &mac179;70% tętna max) w dowolnym trybie tlenowym. Dla niewielkiej modyfikacji, trener osobisty może mieć klienta krok mądry w górę intensywności, a także krok mądry w dół na tym treningu. Tak więc, po ukończeniu 10 minut przy tętnie max 70% klient przełączy się na 10 minut przy tętnie max 60%, a następnie na 10 minut przy tętnie max 50%.
4) ćwiczenia wytrzymałościowe w mieszanym tempie.
na wybrany tryb ćwiczeń losowo zmieniać czas trwania wytrzymałości (tj., 5 min, 10 min, 15 min bloki czasu) i intensywność ćwiczeń. Na przykład, 45-minutowy trening na bieżni wytrzymałościowej może rozpocząć się od 10 minut przy 50% tętna max, następnie Sekwencja do 5 minut przy 70% tętna max, następnie 15 minut przy 60% tętna max, następnie 10 minut przy 75% tętna max i zakończyć się 5 minut przy 50% tętna max.
Fact Box 1: Seven Remarkable Endurance Feats of Interest
1. Oficjalny rekord świata Federacji Lekkoatletycznych w maratonie mężczyzn wynosi 2:03: 59, ustanowiony przez Haile Gebrselassie z Etiopii 28 września 2008 podczas maratonu w Berlinie.
źródło:http://en.wikipedia.org/wiki/Marathon_world_record_progression
2. Rekordzistką kobiet w maratonie jest Paula Radcliffe z Wielkiej Brytanii z czasem 2: 15: 25.
źródło: http://en.wikipedia.org/wiki/Marathon_world_record_progression
3. Przewidywana zdolność człowieka do maratonu w oparciu o cechy fizjologiczne opisane przez Joynera (1991) wynosi 1:57:58. To równa się 4: 30 na milę.
4. Najdłuższy certyfikowany wyścig drogowy na świecie to 3100 mile SELF-Transcendence Race w Nowym Jorku, który odbywa się około pół mili bloku w Queens, NY. Tylko 30 biegaczy ukończyło bieg, co wymaga, aby każdy uczestnik przez 50 dni wykonywał 2 maratony dziennie.
źródło: http://3100.srichinmoyraces.org/
5. Najdłuższym wyścigiem rowerowym jest Tour d ’ Afrique, który wynosi 12 000 km (7500 mil) i 120 dni podróży z Kairu w Egipcie do Kapsztadu w Republice Południowej Afryki.
źródło:http://www.africa-ata.org/sports3.htm