HIIT vs Kontinuerlig uthållighetsträning: Slaget vid aeroba titanerna
Micah Zuhl, Ph.D. och Len Kravitz, Ph. D.
introduktion
fitnessindustrin upplever för närvarande en ökning av intresse och tillväxt i högintensiv intervallträning (HIIT). Denna träningsmetod innefattar upprepade anfall av högintensiva ansträngningar som sträcker sig från 5 sekunder till 8 minuter följt av återhämtningsperioder med varierande längd. Billat (2001) påpekar att redan 1912 använde Hannes Kolehmainen, den berömda Olympiska långdistanslöparen, intervallträning i sina träningspass. När kunskapen om HIIT ökade visade träningsforskare att denna typ av träning inte bara ger prestationsfördelar för idrottare och förbättrar hälsan hos fritidsutövare, men det kan också vara ett lämpligt alternativ till uthållighetsträning eller kontinuerlig aerob träning. För att förbättra kardiovaskulär träning har tron alltid varit att öka träningsvolymen, oavsett om det är längre körningar, cykelturer eller längre tid på en aerob maskin (t.ex. stairstepper, elliptisk, cykel, löpband). Bredden av aktuell forskning har visat att HIIT förbättrar många fysiologiska parametrar, ofta på kortare tid när de mäts mot hög volym kontinuerlig träning (Daussin et al., 2008). Därför är syftet med denna artikel att diskutera och jämföra kardiovaskulära, skelettmuskler och metaboliska anpassningar till HIIT kontra kontinuerlig uthållighetsträning. Kontinuerlig aerob träning definieras som träning (t.ex. löpning, cykling, simning etc.) varar mer än 20 minuter och hålls vid stadig intensitet under hela matchen. Dessutom ingår forskningsexempel på HIIT och kontinuerlig uthållighetsträning i den här artikeln.
kardiovaskulär fysiologi 101: grundläggande svar och anpassningar av aerob träning
innan man jämför HIIT och kontinuerlig uthållighetsträning är en kort genomgång av kardiovaskulära svar och anpassningar till kronisk aerob träning motiverad, eftersom det är centralt för båda programmen. Under aerob träning är hjärtets prestanda baserat på hjärtfrekvens, mängden blod som pumpas per slag (slagvolym) och hjärtkontraktilitet eller kraften i varje hjärtkontraktion. Kombinerat ökar dessa variabler blodflödet och syreförsörjningen för att möta kraven från de tränande musklerna. Sammandragningen av skelettmuskeln ökar också venöst blodflöde återgå till hjärtat, vilket ökar ventrikelblodfyllningen (kallad förbelastningen). Denna förstärkta förspänning bidrar till hjärtats förbättrade slagvolym under träning, vilket är en viktig determinant för aerob prestanda (Joyner och Coyle, 2008).
hjärtmuskelstrukturanpassningar är vanliga med gradvis ökande mängder uthållighetsträning. Dessa anpassningar inkluderar förtjockning av hjärtmuskeln och ökad vänster ventrikelstorlek, vilket bidrar till förbättrad hjärtfunktion under träning. Konsekventa anfall av uthållighetsträning som 30-60 minuters kontinuerlig löpning eller cykling utförs 3-7 dagar per vecka leder till flera andra kardiovaskulära anpassningar inklusive följande:
1. Ökad hjärtmuskelmassa
2. Ökad slagvolym
3. Ökad bortskaffande av metaboliskt avfall
4. Ökade oxidativa enzymer och effektivitet
5. Snabbare diffusionshastigheter av syre och bränsle i muskler
6. Ökad utvidgning av vänster kammare och kammarvolym
7. Ökad kolhydrat sparande (alltså större användning för fett som bränsle)
8. Ökning av mitokondrier (energifabrik av cell)
9. Ökning av cellreglerande mekanismer för metabolism
10. Ökad fettoxidation
11. Ökad expression av trötthet-motstånd långsam ryckning muskelfibrer
(Joyner och Coyle, 2008; Pavlik, Major, Varga-pint Äpplr, Jeserich, & Kneffel, 2010)
HIIT vs. kontinuerlig uthållighetsträning: kardiovaskulära anpassningar
det senaste arbetet visar att de kardiovaskulära anpassningarna till HIIT liknar och i vissa fall överlägsen de för kontinuerlig uthållighetsträning (Helgerud et al., 2007; WISL usci, Ellingsen, & Kemi, 2009). Helgerud et al. visade att 4 repetitioner av 4-minuters körningar vid 90-95% av hjärtfrekvensen max (HRmax) följt av 3 minuters aktiv återhämtning vid 70% HRmax utförde 3 dagar per vecka i 8 veckor resulterade i en 10% större förbättring av slagvolymen jämfört med en lång, långsam distans träningsgrupp. Ytterligare forskning av Slordahl et al. (2004) visade att aerob träning med hög intensitet vid 90-95% av maximal syreförbrukning (VO2max) ökade hjärtmassan i vänster kammare med 12% och hjärtkontraktilitet med 13%, vilket är jämförbart med kardiovaskulära förändringar som observerats vid kontinuerlig aerob träning.
Maximal syreförbrukning (VO2max) anses vara kroppens översta förmåga att konsumera, distribuera och använda syre för energiproduktion. Det kallas vanligtvis maximal aerob kapacitet och är en bra prediktor för träningsprestanda. Förbättringar i kardiovaskulär funktion kommer att öka sin VO2max. Viss forskning tyder på att VO2max-förbättringar med HIIT är överlägsna dem med uthållighetsträning. Daussin et al. (2007) uppmätta VO2max-svar bland män och kvinnor som deltog i en 8-veckors HIIT och ett kontinuerligt kardiovaskulärt träningsprogram. VO2max-ökningarna var högre med HIIT-programmet (15%) jämfört med kontinuerlig aerob träning (9%). Förbättrad kardiovaskulär funktion och ökande VO2max är viktiga mål för patienter som lider av hjärt-kärlsjukdom. Av denna anledning börjar vissa hjärtrehabiliteringscentra inkludera intervallträningssessioner med hjärtsjukdomspatienter (Bartels, Bourne, & Dwyer, 2010). Resultaten visar liknande förbättringar som traditionell lågintensiv träning, men på kortare tid och färre sessioner.
HIIT vs. kontinuerlig uthållighetsträning: Skelettmuskelanpassningar
ökad mitokondrier (cellens energifabrik) storlek och antal blir ett kännetecken för HIIT (Gibala, 2009). Detta kallas en ökning av mitokondriernas densitet och har i många år trott att endast uppstå från kronisk uthållighetsträning. Mitokondrier använder syre för att tillverka ATP (cellens energimolekyl) vid höga nivåer genom nedbrytning av kolhydrater och fett under aerob träning. Med ökad mitokondriell densitet finns det mer energi tillgänglig för de arbetande musklerna att producera större kraft och under en längre tid (dvs som att springa längre med högre intensitet). I en 6-veckors träningsstudie, Burgomaster et al. (2008) visade liknande ökningar av oxidativa enzymnivåer (proteiner i mitokondrier som accelererar biologiska reaktioner för att frigöra ATP) bland försökspersoner som utförde ett HITT-program med fyra till sex 30 sekunders maximala cykelspurtar (följt av 4,5 minuters återhämtningsstopp) på 3 dagar/vecka och försökspersoner som slutförde 40-60 minuters kontinuerlig uthållighet av stadig cykling vid 65% VO2max på 5 dagar/vecka. En ökning av dessa mitokondriella oxidativa enzymer leder till effektivare fett-och kolhydratnedbrytning för bränsle. Relaterat arbete utfört av MacDougall et al. (1998) visade ökade oxidativa enzymnivåer i skelettmuskulaturen av citratsyntas (36%), malatdehydrogenas (29%) och succinatdehydrogenas (65%) bland friska manliga studenter som deltar i 7 veckors HIIT-cyklingssprints. Tre dagar per vecka utförde försökspersonerna mellan fyra till tio 30 sekunders maximala cykelspurtar följt av en fyra minuters återhämtning. De högre nivåerna av mitokondriella enzymer som ses bland patienterna ledde till förbättrad metabolisk funktion i skelettmuskulaturen.
det har skett en ökning av aktuell forskning som förklarar de komplexa molekylära vägarna som leder till ökad mitokondriell densitet. HIIT kan leda till analoga fysiologiska förändringar som observeras i traditionell uthållighetsträning, men detta uppnås genom olika meddelandesignalvägar.
molekylärbiologi fokus Paragraphy. Signalvägar för kontinuerlig uthållighetsträning och HIIT
Källa: Laursen 2010. I denna modell är kalciumkalmodulin-Kinas (CaMK) och adenosinmonofosfatkinas (AMPK) signalvägar som aktiverar peroxisomproliferatoraktiverad receptor-g-koaktivator-1alfa (PGC-1 alfa). PGC – 1alpha är som en “master switch” som tros vara involverad i att främja utvecklingen av skelettmuskelfunktionerna som visas. Högvolymsträning verkar mer sannolikt att fungera genom CaMK-vägen och högintensiv träning verkar mer sannolikt att signalera via AMPK-vägen.
HIIT vs. kontinuerlig uthållighetsträning: Metabola anpassningar
ökande mitokondriell densitet kan betraktas som en skelettmuskel och metabolisk anpassning. En kontaktpunkt av intresse för metaboliska anpassningar är med metabolismen av fett för bränsle under träning. På grund av arten av högintensiv träning har effektiviteten av denna typ av träning för fettförbränning undersökts noggrant. Perry et al. (2008) visade att fettoxidation eller fettförbränning var signifikant högre och kolhydratoxidation (bränning) signifikant lägre efter 6 veckors intervallträning. Liknande, men på så lite som två veckor Talanian et al. (2007) visade ett signifikant skifte i fettsyraoxidation med HIIT. I sin forskningsöversikt sammanfattar Horowitz och Klein (2000) att en ökning av fettsyraoxidation är en anmärkningsvärd anpassning observerad med kontinuerlig uthållighetsträning.en annan metabolisk fördel med HIIT-träning är ökningen av energiförbrukningen efter träning som kallas överskott av syreförbrukning efter träning (E. P. O. C.). Efter en träningspass förblir syreförbrukningen (och därmed kaloriförbrukningen) förhöjd eftersom de arbetande muskelcellerna återställer fysiologiska och metaboliska faktorer i cellen till träningsnivåer. Detta innebär högre och längre kaloriutgifter efter träning. I sin översiktsartikel laforgia, Withers, & Gore (2006) notera att träningsintensitetsstudier indikerar högre EPOC-värden med HIIT-träning jämfört med kontinuerlig aerob träning.
slutlig dom: Och vinnaren av slaget vid aerob Titans är
de viktigaste målen för de flesta uthållighetsträningsprogram är att förbättra hjärt -, metabola och skelettmuskelfunktion i kroppen. I åratal har kontinuerlig aerob träning varit den valda metoden för att uppnå dessa mål. Forskning visar dock att HIIT leder till liknande och i vissa fall bättre förbättringar på kortare tidsperioder med vissa fysiologiska markörer. Att integrera HIIT (på lämplig nivå av intensitet och frekvens) i en kunds kardiovaskulär träning gör det möjligt för träningsentusiaster att nå sina mål på ett mycket tidseffektivt sätt. Och eftersom både HIIT och kontinuerliga aeroba träningsprogram förbättrar alla dessa meningsfulla fysiologiska och metaboliska funktioner i människokroppen, är det tydligt att en balans mellan båda programmen för kunder i sin träning är win win-metoden för framgångsrik förbättring av kardiovaskulär träning och prestanda. Gå HIIT och gå uthållighet!
sidofält 1. HIIT programutveckling
när man utvecklar ett HIIT-program måste intervallets varaktighet, intensitet och frekvens beaktas tillsammans med längden på återhämtningsintervallet. Arbetets varaktighet (högintensiv ansträngning) bör vara mellan 5 sekunder och 8 minuter. Kraftutövare tenderar att utföra kortare arbetsintervall (5 sek – 30 sek) medan uthållighetsidrottare förlänger högintensitetsintervallet (30 sek – 8 min) (Kubukeli, Noakes & Dennis, 2002). Intensitet under högintensitetsarbetet bör sträcka sig från 80% till mer än 100% av maximal syreförbrukning (VO2max), hjärtfrekvens max eller maximal effekt. Intensiteten i återhämtningsintervallet varierar från passiva återhämtningar (gör mycket liten rörelse) eller aktiva återhämtningar (vilket är vanligare) på cirka 50-70% av de ovan beskrivna intensitetsåtgärderna.
förhållandet mellan arbets-och återhämtningsintervallet är också ett övervägande. Många studier använder ett förhållande mellan träning och återhämtning, till exempel kan ett förhållande på 1:1 vara ett 30 sekunders intervall följt av 30 sekunders återhämtning. Ett förhållande på 1: 2 skulle vara ett 30 sekunders intervall följt av en 1-minuters vila. Typiskt är förhållandena utformade för att utmana ett visst energisystem i kroppen.
Läs igenom prov träning som följer. Dessa träningspass har använts i tidigare forskningsstudier för att inducera både kardiovaskulära och skelettmuskelförändringar. Varje del av ett träningspass ingår.
prov 1: spår träning
Uppvärmning: Ljus 10-min springa runt spår.
intervall: 800 meter körs vid cirka 90% av maximal hjärtfrekvens (baserat på uppskattning hjärtfrekvens max = 220-ålder). Varje 800 meter intervall bör vara tidsbestämt.
viloperiod: lätt jogga eller gå för samma tid det tog att köra varje 800 meter
arbete/vila förhållande: 1 till 1 förhållande. Tiden för intervallet (800 meter) och viloperioden ska vara densamma.
frekvens: försök att slutföra 4 repetitioner av denna sekvens.
kyla ner: 10-min lätt jog.
kommentarer: intervallets avstånd kan justeras från 200 meter till 1000 meter. Längden på viloperioden kan också justeras.
anpassad från Musa et al. (2009).
Program 2: Sprint träning träning
uppvärmning: 10 min lätt löpning.
intervall: 20 sekunders sprintar vid maximal körhastighet.
viloperiod: 10 sekunders vila mellan varje sprint. Lätt jogging eller promenader
arbete / vila förhållande: 2 till 1 förhållande. Arbetsintervallet är 20 SEK och viloperioden är 10 sek.
frekvens: 3 grupper eller uppsättningar med 10-15 intervall. Ta 4 min vila mellan varje set
svalna: 10 min lätt jog
kommentarer: Detta är en sprint träning. De första intervallen bör vara långsammare så att musklerna kan anpassa sig till träningen. Det är viktigt att vara säker och försiktig för att undvika muskelskador under maximal sprintövning. Uppvärmningssessionen är mycket viktig.
anpassad från Tabata et al. 1996.
Program 3: löpband träning
uppvärmning: 10 min lätt jogging.
intervall: Ställ löpband lutning vid 5% kvalitet och hastighet vid 3 mph. Under varje högintensitetsintervall ökar hastigheten till 5 mph-6,5 mph, samtidigt som betyget hålls på 5%. Intervallets längd ska vara 1 min.
viloperiod: 2-minuters viloperiod med gånghastigheten inställd på 3 mph. Justera inte lutningen.
arbete / vila förhållande: 1 till 2 förhållande. Arbetsintervallet är 1 minut och viloperioden är 2 minuter
frekvens: 6-8 repetitioner av denna sekvens.
Cool Down: 5-10-minuters lätt jogging
kommentarer: Detta är en backe kör intervall session. Lutning, körhastighet, intervalllängd och viloperiod kan justeras under intervallsessionen.
anpassad från Seiler och Hetlelid, 2005.
Side Bar 2: Four Great Endurance Programs Ideas
följande 4 uthållighetsträningsprogram är anpassade från de forskningsundersökningar som granskats av LaForgia, Withers, & Gore, 2006. Utför en tillräcklig uppvärmning (~10 min lätt träning) och nedkylning (~5-10 min lågintensiv träning) för varje program. Alla träningspass nedan kan utföras på alla aeroba lägen.
1) maximal laktat steady state övning.
maximal laktat steady state (MLSS) träning är den högsta arbetsbelastningen en motionär kan upprätthålla under en viss tidsperiod. Mlss-träningsarbete kan pågå mellan 20 och 50 minuter. Berätta för klienten att arbeta vid hans/hennes maximala steady state of exercise under önskad tid (mellan 20 och 50 minuter).
2) alternerande aeroba lägen uthållighetsträning.
alternativa aeroba lägen (dvs. varje 20 till 40 minuters aerob träning som håller träningsintensiteten &Mac179;70% av hjärtfrekvensen max. Håll tiden på varje träningsläge samma. Antal alternerande lägen är beroende av kondition klient.
3) stegvis uthållighetsträning.
med stegvis uthållighetsträning fortsätter klienten från 10 minuter (vid&Mac179;50% hjärtfrekvens max) till 10 minuter (vid&Mac179;60% hjärtfrekvens max) till 10 minuter (vid &mac179;70% hjärtfrekvens max) på alla aeroba läge. För en liten ändring kan den personliga tränaren ha klienten stegvis upp i intensitet och även stegvis ner på denna träning. Således, efter att ha slutfört 10 min vid en 70% hjärtfrekvens max skulle klienten växla till 10 minuter vid 60% hjärtfrekvens max och sedan 10 minuter vid 50% hjärtfrekvens max.
4) blandad uthållighetsträning.
på det valda träningsläget varierar slumpmässigt uthållighetsvaraktigheten (dvs 5 min, 10 min, 15 min tidsblock) och träningsintensiteten. Till exempel kan en 45 minuters uthållighet löpband träning börja med 10 min vid 50% hjärtfrekvens max, sedan sekvens i 5 min vid 70% hjärtfrekvens max, sedan 15 min vid 60% hjärtfrekvens max, sedan 10 min vid 75% hjärtfrekvens max och avsluta med 5 min vid 50% hjärtfrekvens max.
Fact Box 1: Sju anmärkningsvärda uthållighet bedrifter av intresse
1. Den officiella International Association of Athletics Federations world Marathon record för män är 2: 03: 59, fastställd av Haile Gebrselassie i Etiopien den 28 September 2008 vid Berlin Marathon.
Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Marathon_world_record_progression
2. Kvinnors rekordhållare i Maraton är Paula Radcliffe i Storbritannien i en tid av 2: 15: 25.
Källa: http://en.wikipedia.org/wiki/Marathon_world_record_progression
3. Den förutsagda mänskliga förmågan hos Maraton baserat på fysiologiska egenskaper som beskrivs av Joyner (1991) är 1:57:58. Detta motsvarar en 4: 30 per mil takt.
4. Den längsta certifierade road race i världen är 3100 mil själv Transcendence Race i New York City som äger rum runt en halv mil kvarter i Queens, NY. Endast 30 löpare har slutfört loppet, vilket kräver att varje tävlande Slutför 2 Maraton per dag i 50 dagar.
Källa: http://3100.srichinmoyraces.org/
5. Det längsta cykelloppet är Tour d ’ Afrique, som är 12 000 km (7500 miles) och 120 dagar som reser från Kairo, Egypten till Kapstaden, Sydafrika.
Källa: http://www.africa-ata.org/sports3.htm