Kondycja i wytrzymałość – jak nie dostać zadyszki?

Kondycja jest jednym z tych parametrów sprawności fizycznej, który okazuje się niezwykle przydatny w najbardziej przyziemnych sytuacjach codziennych, nie mówiąc już o zastosowaniu w większości sportów. Szczególnie teraz, w czasach „po-covidowych” u wielu ludzi pojawiło się zapotrzebowanie na zbudowanie lub odbudowanie wydajności swoich organizmów. Artykuł ten stara się wyjść na przeciw tej potrzebie. 

Zacznijmy od uporządkowania nazewnictwa i zdefiniowania, czym jest kondycja i wytrzymałość. Wytrzymałość (ang. endurance) – jest to zdolność do wykonywania określonej pracy przez odcinek czasu. Może ona dotyczyć całego ciała, ale również konkretnych grup mięśniowych, czy nawet pojedynczych mięśni. Kondycja zaś to w skrócie wytrzymałość krążeniowo-oddechowa organizmu, a więc związana ze zdolnością wykorzystywania tlenu podczas wysiłku [1].

Aby sensownie ugryźć temat wytrzymałości i kondycji, powinniśmy zerknąć najpierw przez mikroskop i zacząć obserwować zjawisko w mikroskali. Nasze ciała składają się z miliardów komórek, a one z kolei składają się z różnych struktur, ale to, na co powinniśmy skupić swoją uwagę w tej chwili to mitochondria – organelle odpowiedzialne za produkcję energii. Jeżeli mitochondria porównamy do elektrowni, to można powiedzieć, że zasilane są one przez glukozę (pozyskiwaną głównie z pokarmu). Można tak powiedzieć – ALE byłoby to za duże uproszczenie. Nasze organizmy, aby wykorzystać glukozę, muszą ją najpierw przerobić na ATP – adenozyno-5’-trifosforan – nukleocyd złożony z połączenia trzech fosforanów, którego przerwanie prowadzi do wyzwolenia energii używanej podczas ruchu. Można wyszczególnić trzy sposoby na uwolnienie energii:

• Fosfagenowy – wykorzystujący zarówno ATP, jak i ADP (adenozynodifosforan) oraz AMP (adenozynomonofosforan), znajdujące się w mięśniach już w momencie działania wywołującego zapotrzebowanie na energie. Oprócz związków wymienionych powyżej, w reakcji fosfagenowej bierze udział także CP (fosforan kreatyny) produkowany przez nasze wątroby. Przez połączenie ADP z CP dochodzi do powstania ATP oraz kreatyny. Z tego systemu organizm korzysta w momencie nagłej potrzeby wykorzystania dużych zasobów energii i trwa efektywnie tylko do ok. 10 sekund, tak więc jego zastosowanie ogranicza się do takich sytuacji jak podniesienie bardzo dużego ciężaru.
• Aerobowy (tlenowy) – najbardziej efektywny system energetyczny, w jaki są wyposażone nasze ciała. To tutaj faktycznie dochodzi do rozbicia glukozy na ATP. System ten potrafi działać najdłużej ze wszystkich, dzięki temu iż wykorzystuje w tym celu tlen. Cykl wysiłku tlenowego można podzielić na trzy fazy:
  • glikolizę – gdzie dochodzi do rozbicia glukozy na dwa ATP oraz trzy molekuły węgla, tworzące kwas pirogronowy, który z kolei zostaje rozbity na dwa CoA (acetylekoenzymy A).
  • cykl Krebsa (cykl kwasu cytrynowego) – w którym CoA powstałe w glikolizie rozbijane zostają w mitochondriach na dwa ATP, sześć NADH (dinukleotydów nikotynoamidoadeninowych) oraz dwa FADH (dinukleotydy flawinoadeninowe). W tym cyklu dochodzi również do wytwarzania w efekcie ubocznym dwutlenku węgla, który wydychamy.
  • fosforylację oksydacyjną – gdzie wspomniane przed chwilą dinukleotydy przekształcone zostają dzięki tzw. łańcuchowi transportu elektronów w trzydzieści cztery cząsteczki ATP, co daje w ostatecznym rozrachunku, aż trzydzieści osiem ATP na koniec.
• Anaerobowy (beztlenowy) – system, który – upraszczając – aktywuje się w sytuacji, kiedy w mięśniach dochodzi do deficytu ATP oraz kreatyny przy większym na nie zapotrzebowaniu, a system aerobowy nie jest w stanie uzupełniać ich na czas. W takim momencie dochodzi do tzw. cyklu glikolizy anaerobowej – niepełnej wersji glikolizy, w której nie wykorzystuje się tlenu. W wyniku tego procesu powstaje niewielka ilość ATP oraz kwas pirogronowy, który z powodu zatrzymania kolejnych procesów brakiem tlenu, nie zostaje rozbity na NADH i FADH2. Z tego powodu nie jest tak wydajny jak system aerobowy. Zależnie od źródeł, mówi się, iż może on trwać maksymalnie 2-3 minuty.

WŁÓKNA MIĘŚNIOWE

Mięśnie szkieletowe składają się z mieszanki różnych typów włókien, które funkcjonalnie podzielić można wg skali kurczliwości. Zdolni do takiego rozróżnienia jesteśmy dzięki tzw. MHC (ang. myosin heavy chain), a więc strukturalnej budowie konkretnych włókien. Okazuje się jednak, iż zależność struktura-funkcja nie jest jednoznaczna. Wśród ludzi włókna typu I (inaczej wolnokurczliwe lub czerwone) cechują się wolniejszym czasem skurczu, ale również względną odpornością na zmęczenie. Oprócz nich posiadamy również w swoich ciałach włókna typu IIa (ang.  fast oxidative glycolytic) oraz najszybsze i najbardziej podatne na zmęczenie IIx (ang. fast glycolytic). Oba te rodzaje włókien, jak można się łatwo domyślić, zwane są włóknami szybkokurczliwymi lub białymi. Dla zobrazowania tych informacji posłużmy się prostą analogią – włókna wolno kurczliwe to maratończycy – nie spieszą się i są stworzone do długiej pracy; włókna szybkokurczliwe to sprinterzy – ich zadaniem jest wykonanie wyczerpującego zadania jak najszybciej, by potem móc się zregenerować.

Dzisiaj dobrze wiemy, iż ciała ludzkie są w stanie przekształcać włókna mięśniowe z szybko- na wolnokurczliwe i na odwrót. Wiemy też, że na proces ten wpływa aktywność czy sport przez nas uprawiany. Nie jesteśmy pewni natomiast samego mechanizmu przemiany. Najwyraźniej ma to jednak związek z torowaniem ćwiczeniami ścieżek wewnątrzmięśniowego układu nerwowego, kinazami proteinowymi czy predyspozycjami genetycznymi. Jaka z tego informacja dla osób chcących poprawić swoją kondycję fizyczną? Na dzień dzisiejszy nie mamy niestety wystarczających informacji nt. zmian adaptacyjnych włókien po 16 i więcej tygodniach treningu, wiemy natomiast na pewno, że prędzej czy później takie zmiany zajdą [2]. Jest to pierwszy przykład tego, jak nasze organizmy z czasem dostosowują się do stawianych im zadań – trochę więcej na ten temat w dalszej części artykułu.

PROTOKOŁY TRENINGOWE – JAK INTENSYWNIE I JAK DŁUGO?

Jeżeli chodzi o intensywność treningową najprościej wyróżnić dwa rodzaje treningów:

1. Trening aerobowy – tzw. low intensity training (LIT), continous training (CS) lub long slow-distance (LSD). Od strony metodyki polega na utrzymywaniu niskiej intensywności wysiłkowej przez dłuższy czas. Trening aerobowy prowadzi do korzystnych adaptacji zarówno w układzie krwionośnym, jak i mięśniowo-szkieletowym – lokalne zmiany w mięśniach, takie jak zwiększona biogeneza mitochondriów czy wyższe zagęszczenie kapilarów wspomagają zdolność organizmu do transportu i wykorzystania tlenu do uwalniania energii, a przez to również opóźniają zmęczenie mięśniowe podczas długich wysiłków o charakterze aerobowym [3].
2. Trening anaerobowy – kojarzony z takimi określeniami jak np. high intensity interval training (HIIT) czy sprint interval training (SIT). Polega on na powtarzalnych, krótkich etapach bardzo intensywnego wysiłku (np. 30s-3min), przerywanych odstępami (np. 1-5min). Jak okazuje się np. z badań z 2011 roku, trening interwałowy może powodować podobną adaptację mięśni do wysiłku, pomimo spędzania mniejszej ilości czasu niż typowy trening wytrzymałościowy, nie przynosi on takich samych benefitów, jeżeli chodzi o sprawność serca [4].

Jeżeli przyjrzymy się badaniom porównawczym obu protokołów, wiele z nich skupia się na wpływie intensywności ćwiczeń na ilość i funkcję mitochondriów. Doniesienia z ostatnich lat wskazują, iż protokoły o zwiększonej intensywności ćwiczeń prowadzą do wzmocnienia funkcji “oddechowej” mitochondriów, natomiast aerobowy wysiłek na długich dystansach wzmaga wzrost ilości samych mitochondriów w mięśniach. Poza korzyściami związanymi z oddychaniem komórkowym i metabolizmem w ogóle, trenując wytrzymałość doskonalimy też inne czynniki wpływające na ogólny performance. Do tych czynników należą: sztywność ścięgien (przekładającą się na umiejętność ciała na magazynowanie i uwalnianie energii elastycznej), adaptacja układu nerwowego do wzorca ruchowego oraz hipertrofia mięśniowa [3].

Metodą mierzenia sprawności układu krążeniowo-oddechowego jest tzw. CRF (ang. cardiorespiratory fitness), wyrażany przede wszystkim pułapem tlenowym (VO₂ max) [5], czyli maksymalną zdolnością organizmu do pochłaniania tlenu podczas wysiłku. Niedawna analiza wykazała, że porównując trening interwałowy do bardziej klasycznego podejścia do treningu wytrzymałościowego, HIIT okazał się efektywniejszy w przedziale wiekowym 6 do 17 lat. Zgadza się to szczególnie z doniesieniami o efektywności tej formy treningu u dzieci z otyłością, co nie powinno dziwić, gdyż HIIT jest również sprawdzoną metodą „spalania” tłuszczu [6].

Znamy już podstawy i wiemy, że zarówno klasyczna wersja długodystansowego wysiłku wytrzymałościowego, jak i trening interwałowy wpływa na nasz metabolizm, poprawia układ krążeniowo-oddechowy itd. Pomimo wymienionych wcześniej różnic, rysuje nam się obraz dwóch narzędzi, które są w stanie poprawić wydolność naszego organizmu. Które więc wybrać? Odpowiedź prosta oczywiście brzmi – to zależy od naszych potrzeb. Nasze organizmy to kapitalne biomechanizmy, posiadające zdolność do kontekstualnej adaptacji. Wiele więc zależy od preferencji. Jeżeli naszym hobby jest dźwiganie ciężarów czy sporty walki – HIIT wydaje się strzałem w dziesiątkę. Jeżeli jednak wolimy spędzać wolny czas na rowerze czy wędrując po górach, powinniśmy wybrać trening aerobowy.

Natomiast proste odpowiedzi nas nie interesują. W roku 2009 dr Stephen Seiler z współpracownikiem Tønnessenem opublikowali artykuł, w którym przestudiowali historię publikacji naukowych dotyczących teorii treningu kondycyjnego na przestrzeni kilkudziesięciu lat. Okazuje się bowiem, iż literatura przedmiotu charakteryzuje się coraz to nowymi sprzecznościami dotyczącymi wpływu LIT oraz HIIT na VO₂max, adaptacji peryferyjnych oraz centralnych, aktywacji mitochondrialnych itd. u ludzi niewytrenowanych. Na przeglądzie teoretycznym jednak nie skończyli i poszli o krok dalej – przeanalizowali jak trenują sportowcy różnych dziedzin wytrzymałościowych na poziomie światowym. Wbrew ówczesnemu zainteresowaniu treningami HIIT okazało się, iż niemal u wszystkich metoda treningowa składała się w ok. 80% czasu na trening o niskiej intensywności (CS, LSD), a tylko 20% składało się z jednostek o wysokiej intensywności (np. HIIT czy SIT). Wiele dowodów przemawia dziś za tym, iż zasada 80:20 w treningu wytrzymałościowym skutkuje długotrwałymi rezultatami, a „długodystansowe” formy treningów na niskiej intensywności nie są wcale stratą czasu [7].

JAK TO WYGLĄDA W PRAKTYCE?

Do rzeczy więc – jak z głową budować swoją kondycję? Aby odpowiedzieć na te pytania, potrzeba wprowadzić jeszcze trochę zagadnień. Obecnie intensywność treningową dzieli się na trzy strefy, a podział na nie dyktowany jest stężeniem mleczanu we krwi. Mleczan to forma kwasu mlekowego i produkt końcowy oddychania beztlenowego. Pierwszą i drugą strefę rozgranicza pierwszy próg mleczanowy (LT1 lub VT1), a drugą i trzecią – analogicznie – drugi próg mleczanowy (LT2 lub inaczej VT2). Aby w sposób praktyczny wyszczególnić, w której strefie przebywa się właśnie podczas aktywności wysiłkowej, można skorzystać z kilku poniższych wskaźników [8]:

Tabela 1. Podział intensywności treningowej na strefy.

W pewnym sensie dla treningu wytrzymałościowego zastosować można zasadę progressive overload, znaną ze sportów siłowych. Aby mieć lepsze osiągnięcia musimy zwiększać objętość treningową by nasze ciało mogło progresować w danej dziedzinie. W przypadku budowania kondycji ową objętość można liczyć dwojako: albo na zasadzie czasu spędzanego na wysiłku albo w długości pokonanego dystansu. Zależy to oczywiście od specyfiki sportu/aktywności oraz preferencji ćwiczącego.

Łącząc wiedzę o progach mleczanowych oraz progresji objętości treningowej narzuca się pytanie, w których strefach wysiłkowych powinno się skupiać podczas treningów, aby osiągnąć wymierne skutki. Istnieją trzy główne podejścia (TID z ang. training intensity distribution) proponujące różne konfiguracje objętości między strefami. Wymienić można:

• Trening progowy (ang. threshold training) – który skupia się na równym lub prawie równym rozdziale między strefą I (45-55%) i strefą II (35-55%), z bardzo małym naciskiem na strefę III (0-20%).
• Trening spolaryzowany (ang. polarised training) – kładący bardzo duży nacisk na trening w strefie I (75-85%) i mały nacisk na strefę III (15-25%), ignorując niemal strefę II (0-10%).
• Trening piramidowy (ang. pyramidal training) – skupiający się przede wszystkim na strefie I (60-75%), później II (15-25%), aby marginalnie zaznaczyć tylko strefę III (0-10%).

Tutaj warto odnieść się jeszcze raz do artykułu Seilera – zawodowi sportowcy nie trenują na takiej samej intensywności i przez taki sam czas każdego dnia. Trzeba tu pamiętać o zasadzie – 80% poniżej progu mleczanowego:20% powyżej. Czy taka zasada aplikuje się również dla osób rekreacyjnie uprawiających sport, które nie biegają czy jeżdżą na takich dystansach jak atleci? Oczywiście tak! Na dzień dzisiejszy ustalić można na pewno, iż zarówno trening piramidowy i trening spolaryzowany [9,10,11,12] są lepszymi narzędziami budowania kondycji fizycznej od treningu progowego. Treningi o wysokiej intensywności powinny być częścią programu treningowego, ale jedna czy dwie sesje HIIT czy SIT w tygodniu w zupełności wystarczą na optymalne wykorzystanie korzyści z nich płynących [7,9]. Natomiast jeżeli chodzi o korzyści obu treningów wymienionych dwa zdania wyżej, wydaje się, iż każdy z nich znajduje lepsze zastosowanie w różnych fazach treningowych – np. na początku sezonu lepiej może sprawdzać się format spolaryzowany, a bliżej zawodów – format piramidowy [13].

PODSUMOWANIE

Mając już wszystkie te informacje za sobą, nie pozostało nic innego jak wziąć długopis w rękę i rozpisać sobie mikro-plan treningowy. Jest to niezwykle proste. Zakładając, iż naszym celem treningowym na następny tydzień jest przebiegnięcie łącznie 20km, wyznaczamy sobie przykładowe ramy z treningu spolaryzowanego: 80% w strefie I, 10% w strefie II oraz 10% w strefie III. Jak łatwo policzyć daje to nam kolejno – 16km, 2km i kolejne 2km. Na koniec wystarczy to rozpisać w tygodniu, np.: poniedziałek, środę i piątek biegniemy 5,3km z HRmax 70%, we wtorek 2km HRmax 85%, a sobotę 95%. Oczywiście jest to tylko przykładowy plan. Sam cel treningowy powinien być dostosowany do aktualnych możliwości biegającego. Ponadto pamiętajcie, że bieganie, kolarstwo czy inny wysiłek absolutnie nie jest kwestią tylko i wyłącznie kondycji! Przygotowanie do sportu to nie żarty, dbajmy o siebie i budujmy nasze parametry atletyczne powoli i z głową. Tymczasem, powodzenia na drodze!

AUTOR

Szymon Frankowski – fizjoterapeuta, trener medyczny, technik masażysta.

LITERATURA

[1] Donna J. Cech, Suzanne “Tink” Martin, Chapter 1 – Functional Independence: A Lifelong Goal, Editor(s): Donna J. Cech, Suzanne “Tink” Martin, Functional Movement Development Across the Life Span (Third Edition), W.B. Saunders, 2012, Pages 1-13, ISBN 9781416049784, https://doi.org/10.1016/B978-1-4160-4978-4.00001-6.

[2] Plotkin DL, Roberts MD, Haun CT, Schoenfeld BJ. Muscle Fiber Type Transitions with Exercise Training: Shifting Perspectives. Sports (Basel). 2021 Sep 10;9(9):127. doi: 10.3390/sports9090127. PMID: 34564332; PMCID: PMC8473039.

[3] Hughes DC, Ellefsen S, Baar K. Adaptations to Endurance and Strength Training. Cold Spring Harb Perspect Med. 2018 Jun 1;8(6):a029769. doi: 10.1101/cshperspect.a029769. PMID: 28490537; PMCID: PMC5983157.

[4] Macpherson RE, Hazell TJ, Olver TD, Paterson DH, Lemon PW. Run sprint interval training improves aerobic performance but not maximal cardiac output. Med Sci Sports Exerc. 2011 Jan;43(1):115-22. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181e5eacd. PMID: 20473222.

[5] Ross R, Blair SN, Arena R, Church TS, Després JP, Franklin BA, Haskell WL, Kaminsky LA, Levine BD, Lavie CJ, Myers J, Niebauer J, Sallis R, Sawada SS, Sui X, Wisløff U; American Heart Association Physical Activity Committee of the Council on Lifestyle and Cardiometabolic Health; Council on Clinical Cardiology; Council on Epidemiology and Prevention; Council on Cardiovascular and Stroke Nursing; Council on Functional Genomics and Translational Biology; Stroke Council. Importance of Assessing Cardiorespiratory Fitness in Clinical Practice: A Case for Fitness as a Clinical Vital Sign: A Scientific Statement From the American Heart Association. 2016 Dec 13;134(24):e653-e699. doi: 10.1161/CIR.0000000000000461. Epub 2016 Nov 21. PMID: 27881567

[6] Cao M, Quan M, Zhuang J. Effect of High-Intensity Interval Training versus Moderate-Intensity Continuous Training on Cardiorespiratory Fitness in Children and Adolescents: A Meta-Analysis. Int J Environ Res Public Health. 2019 Apr 30;16(9):1533. doi: 10.3390/ijerph16091533. PMID: 31052205; PMCID: PMC6539300

[7] Seiler, Stephen & Tønnessen, Espen. (2009). Intervals, Thresholds, and Long Slow Distance: the Role of Intensity and Duration in Endurance Training. SPORTSCIENCE · sportsci.org. 13. 32-53.

[8] Hydren, J. R., & Cohen, B. S. (2015). Current Scientific Evidence for a Polarized Cardiovascular Endurance Training Model. Journal of Strength and Conditioning Research, 29(12), 3523–3530. doi:10.1519/jsc.0000000000001197

[9] Seiler, S. (2010). What is Best Practice for Training Intensity and Duration Distribution in Endurance Athletes? International Journal of Sports Physiology and Performance, 5(3), 276–291. doi:10.1123/ijspp.5.3.276

[10] Stöggl T, Sperlich B. Polarized training has greater impact on key endurance variables than threshold, high intensity, or high volume training. Front Physiol. 2014 Feb 4;5:33. doi: 10.3389/fphys.2014.00033. PMID: 24550842; PMCID: PMC3912323.

[11] Hydren, J. R., & Cohen, B. S. (2015). Current Scientific Evidence for a Polarized Cardiovascular Endurance Training Model. Journal of Strength and Conditioning Research, 29(12), 3523–3530. doi:10.1519/jsc.0000000000001197

[12] Stöggl TL, Sperlich B. The training intensity distribution among well-trained and elite endurance athletes. Front Physiol. 2015 Oct 27;6:295. doi: 10.3389/fphys.2015.00295. PMID: 26578968; PMCID: PMC4621419.

[13] https://www.trizone.com.au/20180314/polarised-to-pyramidal-training-intensity-distributions-the-principle-of-specificity-is-key/