Секвенирование нагрузок аэробного и анаэробного характера в интра-сессиях для гипертензивных спортсменов силовых видов спорта (часть 2)

Аэробная работа и мышечная масса

С исследования Bouchard и соавторов [10] началась парадигма, что аэробная работа снижает мышечную массу и силовые показатели. Предполагалось, что аэробная работа влияет на «качество» силовой тренировки через остаточную усталость и/или истощение энергетических субстратов [48] и/или компрометирует активированные молекулярные ответы, которые опосредуют гипертрофию мышечного волокна [37]. Современные исследования в этой области показывают, что не аэробная работа, а только отрицательный энергетический баланс, вызванный ею, влияет на мышечную массу спортсмена. Многие исследователи получили не только удержание мышечной массы, но ее и рост после аэробной работы [24,25,56,57,61,63]. Ошибочное измерение колебания мышечной массы при аэробной работе часто связывают с изменением гликогена мышц, известно, что гликоген печени удерживает 1,5-2,7 г [40], а гликоген мышц до 3 г воды [23]. Прецизионные пределы методов определения мышечной массы: биоимпедансометрия, абсорбциометрия и изотопный метод, чтобы достичь точности <1% при измерении обезжиренной массы тела требуют пристального внимания к техническим деталям. Любая незначительная неточность в любом аспекте измерения, включая нарушение стандартизации (биоимпедансометрия), введение дозы индикатора, сбор проб, изотопный анализ и проч., может привести к случайным ошибкам в сотнях граммов, что существенно сказывается на интерпретации различных исследований [9]. 

Посторенние тренировок с учетом энергетического баланса 

При построении программ коррекции состава тела необходимо учитывать энергетический баланс, то есть сколько энергии доступно для основных метаболических функций, таких как формирование костей, секреция гормонов и общий метаболизм тела. Для сохранения мышечной массы общая потребляемая энергия не должна опускаться ниже 25 и 30 ккал/кг (обезжиренной массы тела) у женщин и мужчин соответственно [20]. Также необходимо учитывать основной обмен веществ (ООВ) в состоянии покоя. Известно, что мышечная и жировая ткань расходуют 13,0 и 4,5 ккал/кг/день соответственно, что показывает незначительный прирост ООВ от роста мышечной ткани. Например, относительно значительная мышечная гипертрофия в 5 кг увеличит ООВ только на 65 ккал/сут. Тем не менее, с учетом общей массы каждой ткани в организме, мышцы, мозг и печень являются главными 3 вкладчиками в общий обмен веществ. Таким образом, значительные потери в мышечной массе могут оказать существенное влияние на ООВ [5]. Также необходимо учитывать, что, несмотря на относительно большие расходы на энергию во время аэробных упражнений по сравнению с силовой работой, силовая тренировка стимулирует больше ООВ по сравнению с аэробной работой. После силового тренинга ООВ увеличивается от 7 до 8% [41].

Симультанная нагрузка для спортсменов силовых видов спорта

Сочетанное применение аэробной и силовой работы называют «эффектом интерференции» (Interference Effect) или «конкурентным тренингом» (Concurrent Training) [69]. Одни исследователи предполагают, что когда аэробная работа сочетается с силовой непосредственно на одной тренировке, то должны быть соблюдены следующие правила: интенсивность аэробной работы – 70-80% от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧССmax), продолжительность – 30-45 мин, частота тренировок – 4-5 раз/нед [36,44]. Другие исследователи утверждают, что, когда частота симультанной тренировки снижается ниже 4 дней в неделю, а интенсивность до 70% от VO2max, мышечный рост может не замедляться [50]. Данная методика способствует гипертрофии рабочих мышечных групп за счет понижения миостатина, катаболических белков мышечной ткани MuRF-1 и Atrogin-1 [49], а также повышению чувствительности клеток к инсулину, росту митохондрий и капилляров рабочих мышц, что способствует лучшей перфузии питательных веществ и аминокислот [43]. Дискуссионным остается вопрос о сочетании протоколов силовой и аэробной работы. Предпочтительные рекомендации разделения нагрузок хотя бы на 24 часа [13] не подтверждаются мета-анализом Murlasits и соавторов 2017 года. Исследователи утверждают, что ни биогенез митохондрий, ни сократительный аппарат мышц не страдают от различных комбинаций аэробного и силового тренинга в восстановительном цикле. Во главе понижения силовых показателей непосредственно после аэробного тренинга лежит метаболическая составляющая восстановления основных энергетических субстратов [71]. 

Тренировка HIIT для гипертензивных спортсменов

В теории и практике физической культуры принято дифференцировать два основных типа интервальной тренировки, основанных на интенсивности работы. Субмаксимальная интервальная тренировка HIIT (High-Intensity Interval Training) предполагает работу с интенсивностью 80-95% от максимальной частоты сердечных сокращений (ЧССмакс). Максимальная интервальная тренировка SIT (Sprint Interval Training) предполагает максимальную работу с интенсивностью спринтерских интервалов. Тренировка HIIT занимает 3-е место среди фитнес-трендов на 2017 год [66].   

В различных популяциях HIIT, как показывают многие исследования, лучше чем равномерный тренинг увеличивает: максимальное потребление кислорода, [68] окислительную и буферную способность скелетных мышц, [29] синтез мышечных белков и биогенез митохондрий [58]. Также тренировочные методики HIIT применяются для повышения уровня тестостерона у мужчин. Исследователи показали, что, тренируясь по HIIT методикам, как сидячие мужчины [45], так и спортсмены высокого уровня увеличили концентрацию свободного тестостерона в крови [39].

HIIT широко применяются для тренировки людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы (ИБС, инфаркт миокарда, гипертония). HIIT способствует понижению артериального давления, [21,53] улучшает сердечно-сосудистые, эндотелиальные функции, [32, 70] повышает общую аэробную работоспособность [42].

Принцип построения интенсивности интервалов HIIT для гипертензивных атлетов силовых видов спорта

При построении диапазона интенсивности HIIT для профилактики повышенного артериального давления хорошо себя зарекомендовал интервальный метод, где минимальные границы аэробной работы лежат на уровне ЧСС аэробного порога (АэП), а максимальная интенсивность на уровне ЧСС анаэробного порога (АнП) [3]. Данные ЧСС на уровне АэП и АнП можно получить, измеряя прямым методом, путем газометрии и ступенчатого теста или использовать прогностические уравнения. Прямые измерения достаточно дорогостоящие и не всегда безопасны для гипертензивных спортсменов. Прогностические формулы менее точны [2], но широко используются как для оценки МПК у пациентов с ожирением, [15] так и для профилактики и лечения артериальной гипертонии у спортсменов силовых видов спорта [1]. Анализ и обобщение литературных источников показал, что аэробная нагрузка 30 минут сразу после силового тренинга, метод HIIT, где верхние интервалы лежат на ЧСС АнП (1-3 минуты), нижние интервалы 30-50% от ЧСС АнП (2-5 минут), 3-4 раза в неделю могут использоваться спортсменами силовых видов спорта для профилактики и лечения артериальной гипертонии.

Молодые конкурентоспособные спортсмены широко рассматриваются как особая подгруппа здоровых людей, которые кажутся нам неуязвимыми и часто способными к необычайным физическим достижениям. Сердечно-сосудистая система спортсмена адаптируется к большим нагрузкам увеличением сердечной массы с определенными морфологическими изменениями в кровообращении сердца, что представляет физиологическую адаптацию к систематической тренировке. Анализ и обобщение литературных источников показали, что методики применения аэробной работы при профилактике и лечении артериальной гипертензии в силовых видах спорта недостаточно изучены. Аэробная работа, широко используемая при реабилитации больных артериальной гипертензией, отвергается атлетами в связи с тем, что она способна компрометировать рост мышечной массы. 

Стоит продолжить мысль В.Н. Селуянова, что в теории и практике физиологии мышечной деятельности в делении тренировочной нагрузки для роста мышечной массы на силовую и аэробную нет необходимости. Для синтеза миофибрилл мышечной ткани необходимо соблюсти четыре условия, это:

• наличие аминокислот;
• повышенную концентрацию анаболических гормонов; 
• наличие свободного креатина;
• повышенную концентрацию ионов Н [4].  

При построении аэробных высокоинтенсивных интервалов соблюдаются все четыре условия. Есть повышенная концентрация: анаболических гормонов [39,45], лактата и свободного креатина [28]. Необходимо дополнить первое условие наличием не всех аминокислот, а лейцина [14,35] и поддержание энергетического баланса не ниже 25 - 30 ккал/кг (обезжиренной массы тела) [20]. При соблюдении этих условий нет необходимости разделять работу на силовую и аэробную. 

Образование - это мощная сила, которая может заставить изменить или усилить научную ошибку. При дальнейшем внедрении методик интервальной аэробной тренировки для профилактики и лечения артериальной гипертензии у спортсменов силовых видов спорта необходимо не поддерживать научную инерцию и апатию ко всему новому, а провести перестройку в умах спортсменов и тренеров-преподавателей. Обучение тренеров-преподавателей правильному пониманию физиологии мышечной деятельности является чрезвычайно важным по причинам академической достоверности и научной обоснованности.

Литература

1. Мирошников А.Б. Аэробная работа в силовых видах спорта, как профилактика гипертонической болезни/А.Б. Мирошников, Е.П. Сидоров, А.И. Лаптев//Лечебная физическая культура: достижения и перспективы развития: материалы VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием 1-2 июня 2017 г.//Под общей редакцией Т.В. Новиковой, О.В. Козыревой – М.: РГУФКСМиТ, 2017. – 142-147.
2. Мирошников А.Б. Критика одномерных уравнений для определения частоты сердечных сокращений/А.Б. Мирошников, О.И. Беличенко, Г.Ю. Воробейчук// - Терапевт, 2014. - №12. – 18-21с.
3. Мирошников А.Б. Физическая реабилитация больных гипертонической болезнью (обзор литературы) - Терапевт, 2014. - №5. – 76-81с.
4. Селуянов В.Н. Подготовка бегуна на средние дистанции/В.Н. Селуянов. – М.: СпортАкадемПресс, 2001. – 31-35с. 
5. Aragon A. Alan International society of sports nutrition position stand: diets and body composition/Alan A. Aragon, Brad J. Schoenfeld, Robert Wildman. [et al.]// Journal of the International Society of Sports Nutrition (2017) 14:16.1-19.
9. Bhutani, S., N. Racine, T. Shriver, and D. A. Schoeller Special Considerations for Measuring Energy Expenditure with Doubly Labeled Water under Atypical Conditions. J. Obes. Weight Loss Ther. 5, 2015. 
10. Bouchard C, Tremblay A, Despres JP, et al. The response to exercise with constant energy intake in identical twins. Obes Res. 1994; 2:400–10.
13. Cantrell, G. S., Schilling, B. K., Paquette, M. R., & Murlasits, Z. (2014). Maximal strength, power, and aerobic endurance adaptations to concurrent strength and sprint interval training. European Journal of Applied Physiology, 114(4), 763–771.
14. Caoileann H Murphy et al. Leucine supplementation enhances integrative myofibrillar protein synthesis in free-living older men consuming lower- and higher-protein diets: a parallel-group crossover study. Am J Clin Nutr 2016; 104:1594–606.
15. Castro A. Eliane. Peak oxygen uptake prediction in overweight and obese adults/Eliane A. Castro, Rocío Cupeiro, Pedro J. Benito, Javier Calderón, Isabel R. Fernández, Ana B. Peinado//Neurological Research, 2017.72-79.
20. Fagerberg P. Energy availability and natural male bodybuilding. International Journal of Sport Nutrition and Exercise. May 7, 2017, 1-31.
21. Fergal M. Grace, Peter Herbert, Adrian D. Elliott, Jo Richards, Alexander Beaumont, Nicholas F. Sculthorpe High intensity interval training (HIIT) improves resting blood pressure, metabolic (MET) capacity and heart rate reserve without compromising resting myocardial function in sedentary aging men, Experimental Gerontology, 2017, 1-26. 
23. Fernandez-Elias, V. E., J. F. Ortega, R. K. Nelson, and R. Mora-Rodriguez. 2015. Relationship between muscle water and glycogen recovery after prolonged exercise in the heat in humans. Eur. J. Appl. Physiol. 115:1919–1926.
24. Forbes GB. Body fat content influences the body composition response to nutrition and exercise.Annals of the New York Academy of Sciences. 2000; 904:359–65.
25. Garrow JS, Summerbell CD. Meta-analysis: effect of exercise, with or without dieting, on the body composition of overweight subjects. European journal of clinical nutrition. 1995; 49:1–10.
28. Gibala MJ and McGee SL. Metabolic adaptations to short-term high-intensity interval training: a little pain for a lot of gain? Exerc Sport Sci Rev 36: 58-63, 2008.
29. Gibala MJ, Little JP, van Essen M et al. Short-term sprint interval versus traditional endurance training: similar initial adaptations in human skeletal muscle and exercise performance. J Physiol 2006; 575(3): 901–911.
32. Guiraud T, Nigam A, Gremeaux V, Meyer P, Juneau M, Bosquet L. High-intensity interval training in cardiac rehabilitation. Sports Med. 2012; 42: 587–605.
35. Ham DJ, et al., Leucine as a treatment for muscle wasting: A critical review, Clinical Nutrition (2014), 1-10.
36. Harber M.P., Konopka A.R., Undem M.K. [et al.]. Aerobic exercise training induces skeletal muscle hypertrophy and age-dependent adaptations in myofiber function in young and older men // J. Appl. Physiol. 2012; 113(9):1495–504.
37. Hawley J.A. Molecular responses to strength and endurance training: are they incompatible? // Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2009; 34(3):355–61.
39. Herbert P, Hayes LD, Sculthorpe NF, Grace FM HIIT produces increases in muscle power and free testosterone in male master’s athletes. Endocrine Connections (2017) 6, 430–436.
40. Heymsfield, S. B., D. Thomas, A. M. Nguyen, J. Z. Peng, C. Martin, W. Shen, et al. 2011. Voluntary weight loss: systematic review of early phase body composition changes. Obes. Rev. 12: e348–e361.
41. Hunter R. Gary Why intensity is not a bad word: Optimizing health status at any age/Gary R. Hunter, Eric P. Plaisance, Stephen J. Carter, Gordon Fisher//Clinical Nutrition, 2017, 1-5.
42. Jelleyman C, Yates T, O’Donovan G et al. The effects of highintensity interval training on glucose regulation and insulin resistance: a meta-analysis. Obes Rev. 2015; 16: 942–961.
43. Konopka A.R., Harber M.P. Skeletal muscle hypertrophy after aerobic exercise training // Exerc. Sport Sci. Rev. 2014; 42(2):53–61.
44. Konopka A.R., Suer M.K., Wolff C.A., Harber M.P. Markers of human skeletal muscle mitochondrial biogenesis and quality control: effects of age and aerobic exercise training // A Biol. Sci. Med. Sci. 2013.
45. Lawrence D Hayes, Peter Herbert, Nicholas F Sculthorpe, Fergal M Grace Exercise training improves free testosterone in lifelong sedentary aging men. Society for Endocrinology and European Society of Endocrinology, 2017, 1-15.
48. Leveritt M., Abernethy P.J., Barry B.K. [et al.]. Concurrent strength and endurance training // A review. Sports Med. 1999; 28(6):413–27.
49. Lundberg T.R., Fernandez-Gonzalo R., Gustafsson T., Tesch P.A. Aerobic exercise does not compromise muscle hypertrophy response to short-term resistance training // J. Appl. Physiol. 2013; 114:81–9.
50. MacDougall J.D., Tuxen D., Sale D.G. [et al.]. Arterial blood pressure response to heavy resistance exercise // J. Appl. Physiol. 1985; 58:785–90.
53. Molmen-Hansen HE, Stolen T, Tjonna AE et al. Aerobic interval training reduces blood pressure and improves myocardial function in hypertensive patients. Eur J Prev Cardiol. 2012; 19:151–160.
56. Ross R, Dagnone D, Jones PJ, et al. Reduction in obesity and related comorbid conditions after diet-induced weight loss or exercise-induced weight loss in men. A randomized, controlled trial. Ann Intern Med. 2000; 133:92–103.
57. Ross R, Janssen I, Dawson J, et al. Exercise-induced reduction in obesity and insulin resistance in women: a randomized controlled trial. Obes Res. 2004; 12:789–98.
58. Scalzo RL, Peltonen GL, Binns SE et al. Greater muscle protein synthesis and mitochondrial biogenesis in males compared with females during sprint interval training. FASEB J 2014; 28(6): 2705–2714.
61. Steven B. Heymsfield, M. C. Cristina Gonzalez, Wei Shen, Leanne Redman, and Diana Thomas Weight Loss Composition is One-Fourth Fat-Free Mass: A Critical Review and Critique of This Widely Cited Rule. Obes Rev. 2014 April ; 15(4): 310–321.
63. Surabhi Bhutani, Eva Kahn, Esra Tasali, Dale A. Schoeller Composition of two-week change in body weight under unrestricted free-living conditions. Physiol Rep, 5 (13), 2017, e13336.
66. Walter R. Thompson Worldwide survey of fitness trends for 2017. American College of Sports Medicine. Volume 20, Number 6. 2016, 1-10.
68. Weston KS, Wisløff U, Coombes JS. High-intensity interval training in patients with lifestyleinduced cardiometabolic disease: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med 2014; 48: 1227-1234.
69. Wilson J.M., Marin P.J., Rhea M.R. [et al.]. Concurrent training: a meta-analysis examining interference of aerobic and resistance exercises // J. Strength Cond. Res. 2012; 26(8):2293–307.
70. Wisloff U, Ellingsen O, Kemi OJ. High-intensity interval training to maximize cardiac benefits of exercise training? Exerc Sport Sci Rev. 2009; 37: 139–146. 
71. Zsolt Murlasits, Zsuzsanna Kneffel, Lukman Thalib The physiological effects of concurrent strength and endurance training sequence: A systematic review and meta-analysis, Journal of sports sciences, 2017, 1-9.