Tabata - PL

Trening interwałowy o wysokiej intensywności ( HIIT ) to protokół treningowy, w którym krótkie okresy intensywnych lub wybuchowych ćwiczeń beztlenowych przeplatają się z krótkimi okresami odpoczynku aż do wyczerpania. ^[ 1 ] HIIT obejmuje ćwiczenia wykonywane w powtarzających się szybkich seriach przy maksymalnym lub prawie maksymalnym wysiłku z okresami odpoczynku lub niskiej aktywności pomiędzy seriami. Bardzo wysoki poziom intensywności, czas trwania interwału i liczba serii odróżniają go od aktywności tlenowej (sercowo-naczyniowej), ponieważ organizm znacząco rekrutuje beztlenowe układy energetyczne (choć nie całkowicie z wykluczeniem ścieżek tlenowych). ^[ 1 ] Metoda ta polega zatem na „układzie uwalniającym energię beztlenową niemal maksymalnie”. ^[ 1 ]

Chociaż istnieją różne formy treningów w stylu HIIT, które mogą obejmować ćwiczenia związane zarówno z aktywnością sercowo-naczyniową, jak i treningiem oporowym , kluczowe cechy HIIT, takie jak maksymalny wysiłek, czas trwania i krótkie okresy odpoczynku (uruchamiające w ten sposób beztlenowe ścieżki produkcji energii), istotnie odróżniają go od bycia uważanym za formę ćwiczeń sercowo-naczyniowych. ^[ 2 ] Chociaż nie ma uniwersalnego czasu trwania sesji HIIT, trening HIIT zwykle trwa łącznie mniej niż 30 minut, ponieważ wykorzystuje beztlenowe systemy energetyczne, które są zwykle używane do krótkich, ostrych serii. Czasy różnią się w zależności od aktualnego poziomu sprawności uczestnika. ^[ 3 ] Tradycyjny HIIT został pierwotnie zaprojektowany tak, aby nie trwał dłużej niż 20 sekund i nie dłużej niż 10 sekund przerwy; jednak interwały wysiłku ćwiczeniowego zwykle mieszczą się w zakresie od 20 do 45 sekund, ale nie dłużej niż 75 sekund, w którym to momencie włącza się układ aerobowy. ^[ 4 ]

Treningi HIIT zapewniają lepszą wydolność i kondycję sportową , a także lepszy metabolizm glukozy . ^[ 5 ] W porównaniu z dłuższymi sesjami typowymi dla innych reżimów, HIIT może nie być tak skuteczny w leczeniu hiperlipidemii i otyłości lub poprawie masy mięśniowej i kostnej. ^[ 6 ] Jednak badania wykazały, że reżimy HIIT powodowały redukcję masy tłuszczu w całym ciele u młodych kobiet porównywalną do przedłużonego ciągłego treningu o umiarkowanej intensywności (MICT). ^[ 7 ] Niektórzy badacze zauważają również, że HIIT wymaga „niezwykle wysokiego poziomu motywacji podmiotu” i poddają w wątpliwość, czy ogólna populacja mogłaby bezpiecznie lub praktycznie tolerować ekstremalny charakter reżimu ćwiczeń. ^[ 8 ]

Trening interwałowy sprinterski (SIT) to ćwiczenie wykonywane w podobny sposób jak HIIT, ale zamiast stosować wysiłek „bliski maksymalnemu” w okresach wysokiej intensywności, stosuje się wysiłki „ponadmaksymalne” lub „całkowite” w krótszych seriach. W terminologii fizjologicznej „bliski maksymalnemu” oznacza osiągnięcie 80–100% HR _max , podczas gdy „ponadmaksymalny” oznacza tempo przekraczające to, co wywołałoby szczyt VO ₂ . Schematy SIT obejmują zazwyczaj mniejszą objętość całkowitego wysiłku w porównaniu z schematami HIIT, a także dłuższe, niższe okresy regeneracji po aktywności i powodują większe zaburzenie homeostazy. ^[ 9 ] Zarówno HIIT, jak i SIT należą do większej klasy treningu interwałowego . ^[ 10 ] Rozróżnienie między nimi nie zawsze jest zachowywane, nawet w środowisku akademickim: na przykład Tabata opisuje swój schemat 170% VO ₂ max jako „supermaksymalny”, ale nie używa terminu SIT. ^[ 11 ]

Sesje ćwiczeń HIIT składają się zazwyczaj z okresu rozgrzewki, po którym następują powtórzenia ćwiczeń o wysokiej intensywności, rozdzielone ćwiczeniami o średniej intensywności w celu regeneracji, a następnie okres wyciszenia. Ćwiczenia o wysokiej intensywności powinny być wykonywane z intensywnością bliską maksymalnej. Ćwiczenia o średniej intensywności powinny mieć około 50%. Liczba powtórzeń i długość każdego z nich zależą od ćwiczenia, ale mogą wynosić zaledwie trzy powtórzenia z zaledwie 20 sekundami intensywnych ćwiczeń. ^[ 12 ] Konkretne ćwiczenia wykonywane podczas części o wysokiej intensywności są różne. Większość badań nad HIIT przeprowadzono przy użyciu ergometru rowerowego, ale inne ćwiczenia, takie jak ergometr wioślarski, bieganie, wchodzenie po schodach i chodzenie pod górę, również mogą być skuteczne. ^[ 13 ]

Nie ma konkretnego wzoru na HIIT. W zależności od poziomu rozwoju układu sercowo-naczyniowego, intensywność na umiarkowanym poziomie może być tak wolna jak chodzenie. Typowa sesja HIIT wykorzystuje stosunek pracy do odpoczynku 2:1, na przykład 30–40 sekund mocnego sprintu naprzemiennie z 15–20 sekundami truchtu lub chodzenia, powtarzane do wyczerpania.

Cała sesja HIIT może trwać od czterech do 30 minut, co oznacza, że uważa się ją za doskonały sposób na zmaksymalizowanie treningu ograniczonego czasowo. ^[ 14 ] Zaleca się korzystanie z zegara lub timera w celu dokładnego pomiaru czasu, liczby rund i intensywności.

Alternatywna forma HIIT, zaprojektowana w celu zwiększenia tętna , obejmuje 30-minutowy okres ćwiczeń kardio, po którym następuje 30-minutowy trening oporowy całego ciała, aby zmaksymalizować spalanie kalorii . ^[ 15 ] Chodzi o połączenie ćwiczeń aerobowych z intensywnym treningiem siłowym i wytrzymałościowym, aby utrzymać wysokie tętno przez dłuższy czas, co zmaksymalizuje siłę i wytrzymałość .

W latach 70. trener lekkoatletyki Peter Coe stosował rodzaj treningu interwałowego o wysokiej intensywności z krótkimi okresami odpoczynku, ustalając sesje dla swojego syna Sebastiana Coe . Zainspirowany zasadami zaproponowanymi przez niemieckiego trenera i profesora uniwersyteckiego Woldemara Gerschlera oraz szwedzkiego fizjologa Per-Olofa Åstranda , Coe ustalał sesje obejmujące powtarzające się szybkie biegi na 200 metrów z zaledwie 30 sekundami odpoczynku pomiędzy każdym szybkim biegiem. ^[ 16 ]

Wersja HIIT opiera się na badaniu z 1996 roku ^[ 1 ] przeprowadzonym przez profesora Uniwersytetu Ritsumeikan Izumi Tabata (田畑泉) i in., początkowo obejmującym łyżwiarzy szybkich na igrzyskach olimpijskich . W badaniu zastosowano 20 sekund bardzo intensywnych ćwiczeń (o intensywności około 170% VO ₂ max ), po których następowało 10 sekund odpoczynku, powtarzanych nieprzerwanie przez 4 minuty (8 cykli). Ćwiczenie wykonywano na ergometrze rowerowym z hamulcem mechanicznym . Tabata nazwał to protokołem IE1 . ^[ 17 ] W oryginalnym badaniu sportowcy stosujący tę metodę trenowali 4 razy w tygodniu, plus kolejny dzień treningu w stanie ustalonym, przez 6 tygodni i uzyskali korzyści podobne do grupy sportowców, którzy wykonywali trening w stanie ustalonym (70% VO ₂ max) 5 razy w tygodniu. Grupa w stanie ustalonym miała wyższe VO ₂ max na końcu (z 52 do 57 ml/(kg•min)). Jednakże grupa Tabata osiągnęła porównywalne ulepszenia aerobowe, ale ćwiczyła tylko 4 minuty dziennie w ciągu 4 dni HIIT w porównaniu do 60 minut w grupie aerobowej. Grupa Tabata również zaczęła od niższego wysiłku i zyskała więcej w sumie (od 48 do 55 ml/(kg•min)). Ponadto tylko grupa Tabata zyskała korzyści w zakresie wydolności beztlenowej . (Ponieważ protokół Tabaty jest „supermaksymalny”, ^[ 11 ] jego reżim technicznie mieści się w zakresie SIT.)

Profesor Martin Gibala i jego zespół z McMaster University w Kanadzie od kilku lat badają ćwiczenia o wysokiej intensywności. Ich badanie z 2010 r. na studentach ^[ 18 ] obejmuje 3 minuty rozgrzewki, następnie 60 sekund intensywnych ćwiczeń (przy 95% VO ₂ max), po których następuje 75 sekund odpoczynku, powtarzanych przez 8–12 cykli (czasami określanych jako „Mała Metoda”). Osoby stosujące tę metodę, trenujące 3 razy w tygodniu na rowerze stacjonarnym, uzyskały korzyści podobne do tych, których można by oczekiwać od osób, które wykonywały trening w stanie ustalonym (50–70% VO ₂ max) pięć razy w tygodniu.

Grupa Gibali opublikowała mniej intensywną wersję swojego programu w artykule z 2011 r. w czasopiśmie Medicine & Science in Sports & Exercise . Miała ona być łagodniejszą opcją dla osób prowadzących siedzący tryb życia, które nie ćwiczyły przez ponad rok. Obejmowała ona 3 minuty rozgrzewki, 10 powtórzeń 60-sekundowych serii przy 60% mocy szczytowej (80–95% rezerwy tętna ), po których następowało 60 sekund odpoczynku, a następnie 5-minutowe schłodzenie. ^[ 19 ]

W 2011 roku Jorge Zuniga, adiunkt nauk o sporcie na Creighton University , postawił sobie za cel ustalenie, jak zmieścić największą objętość pracy i zużycie tlenu w jak najkrótszym czasie. Odkrył, że 30-sekundowe interwały przy 90% mocy wyjściowej przy VO ₂ max, po których następowało 30 sekund odpoczynku, pozwalały na największe zużycie VO ₂ i najdłuższy czas trwania treningu przy określonej intensywności. Rozważane alternatywne protokoły obejmowały 100% maksymalnej mocy wyjściowej w tym samym harmonogramie interwałowym, podobnie jak w schemacie Coe, i 90% maksymalnej mocy wyjściowej przez trzy minuty, podobnie jak w tradycyjnym treningu interwałowym. ^[ 20 ]

Protokół Zunigi został wdrożony z wielkim powodzeniem przez jego studentów, którzy uczestniczyli w programie Creighton's Army ROTC . Podchorążowie, którzy ukończyli protokół dwa razy w tygodniu, odnotowali większą poprawę wyników APFT niż w latach ubiegłych. ^{[ potrzebne źródło ]} Protokół Zunigi zazwyczaj składa się z 10 powtórzeń.

Dr Niels Vollaard z University of Stirling zaproponował, że gdy interwały o wysokiej intensywności są wykonywane przy „pełnej” intensywności, związane z nimi korzyści zdrowotne osiągają plateau po wykonaniu 2 lub 3 powtórzeń sprintu. Doprowadziło to do opracowania 10-minutowego programu ćwiczeń składającego się z łatwego pedałowania przeplatanego dwoma 20-sekundowymi sprintami kolarskimi „pełnej”. ^[ 21 ] W metaanalizie z 2017 r. Vollaard rzeczywiście wykazał, że powszechne protokoły z 6 do 10 powtórzeniami 30-sekundowych sprintów „pełnej” nie poprawiają wydolności tlenowej bardziej niż protokół „2×20 s”. Zmienił terminologię na SIT. ^[ 22 ] Twierdzi się, że ten krótki protokół może usunąć wiele wad, które sprawiają, że inne protokoły treningu interwałowego o wysokiej intensywności są nieodpowiednie dla ogółu populacji. ^[ 23 ]

W programie BBC Horizon w lutym 2012 r. Jamie Timmons, profesor biologii systemów na Uniwersytecie w Loughborough , przeprowadził Michaela Mosleya przez ten program ćwiczeń na rowerze stacjonarnym, za każdym razem wykorzystując trzy sprinty zamiast dwóch. Protokół ten był wykonywany trzy razy w tygodniu przez łącznie 30 minut ćwiczeń tygodniowo (3 minuty intensywnych ćwiczeń), plus rozgrzewka i czas na regenerację. ^[ 24 ]

Badanie porównało HIIT składający się z ośmiu 1-minutowych sesji przy 85% maksymalnej mocy (Wmax) przeplatanych 1-minutową aktywną regeneracją przy 25% Wmax, z SIT składającym się z ośmiu 30-sekundowych sesji przy 130% Wmax przeplatanych 90-sekundową aktywną regeneracją przy 25% Wmax (całkowity czas dopasowany do 24 minut, wliczając rozgrzewkę i wyciszenie). Wniosek brzmiał: „HIIT jest zalecaną rutyną”, ale „skala różnic w różnych parametrach między schematami była niewielka; dlatego preferencja dla którejkolwiek z modalności może zależeć od osoby”. ^[ 25 ]

Trening HIIT i tradycyjny trening wytrzymałościowy prowadzą do znacznej poprawy wydolności układu sercowo-naczyniowego u zdrowych osób dorosłych w wieku 18–45 lat, ale HIIT prowadzi do większej poprawy VO2max _. [ ^{26 ] Programy} HIIT trwające miesiąc lub dłużej skutecznie poprawiają wydolność układu sercowo-naczyniowego u nastolatków i prowadzą do umiarkowanej poprawy składu ciała. ^[ 27 ] HIIT (zdefiniowany jako cztery czterominutowe interwały przy 85–95% maksymalnego tętna z trzyminutowymi interwałami przy 60–70% maksymalnego tętna) jest również skuteczniejszy niż ciągły trening o umiarkowanej intensywności w poprawie funkcji naczyń krwionośnych i markerów zdrowia naczyń krwionośnych. ^[ 28 ]

Comparing HIIT to moderate intensity continuous training (MICT) in people with coronary artery disease, HIIT leads to greater improvements in VO₂ max but MICT leads to greater reductions in body weight and heart rate.^[29] Improvement to cardiorespiratory fitness, as measured by VO₂ max, of individuals with lifestyle-induced chronic cardiovascular or metabolic diseases (including high blood pressure, obesity, heart failure, coronary artery disease, or metabolic syndrome) who completed a HIIT exercise program can be nearly double that of individuals who completed a MICT exercise program (19.4% increase and 10.3% increase, respectively).^[30]

For people suffering from coronary artery disease or heart failure, a HIIT regimen is beneficial for substantially improving both groups VO₂ max and overall exercise capacity; with more intense HIIT leading to the greatest cardiovascular improvements.^[31] A combination of a proper HIIT program with active recovery instead of passive recovery is most beneficial to improving heart contractibility in people with heart failure.^[31]

HIIT significantly lowers insulin resistance compared to continuous training or control conditions and leads to modestly decreased fasting blood glucose levels and increased weight loss compared to those who do not undergo a physical activity intervention.^[32]

HIIT can result in modest reductions of subcutaneous fat in young and healthy individuals, but greater reductions for overweight individuals.^[33] HIIT, particularly running, is a time-efficient strategy in decreasing abdominal and visceral fat-mass deposits.^[34]

A 2021 systematic review examined the effects of HIIT combined with resistance training in teens (ages 10–19), without providing a nutritional plan. The study found that 8 to 12 weeks of HIIT combined with resistance training can substantially reduce waist size and body fat percentage. However the study did not find conclusive evidence of HIIT and resistance training being an effective solitary treatment for type 2 diabetes or arterial hypertension, but did find HIIT has the potential to reduce future cardiovascular problems in teens.^[35]

HIIT can elicit short term brain improvements similar to those usually observed with aerobic exercise.^[36]

HIIT has been shown to increase muscle mass in adolescent populations, especially in the mid-to-late teenage years.^[37][38][39] In cases of pediatric obesity, HIIT training can be used as both a treatment and a preventative measure, as it can help decrease BMI (body mass index), decrease body fat mass percentage, decrease insulin resistance, and decrease the count of low-density lipoproteins across the body. ^[39] The reduction in fat mass and BMI at a young age create effects against obesity that are also tantamount in preventing other health issues such as diabetes, coronary heart disease, and cancer.^[38] It has been shown to increase full body strength, and thereby improve full-body movement capability, which can reduce sedentariness.^[37][38][39]

The American College of Sports Medicine suggests consulting one's doctor before starting a HIIT regimen, particularly if there is a history of coronary heart disease. This is to ascertain its safety and allow the patient to build up the intensity of exercise without causing harm.^[40] It is advised to start a lower intensity and go at one's own pace.^[41]

High-intensity exercise has the potential to elicit rapid increases in systemic blood pressure that may be transmitted to the brain, which could lead to hyper-perfusion injury in at-risk populations such as sedentary adults.^[42]

There is a risk of injury due to fatigue and overtraining, so it is advised to allow time for recovery.^[43][44] Research from Rutgers University demonstrated that the knees, shoulders, and ankles were the most commonly involved injuries. More specifically, knee and ankle sprains were very common. Based on that, neuromuscular training and pre-strengthening programs are recommended to improve flexibility, particularly before exercise.^[45]

A 2007 study examined HIIT's physiological effects on fat oxidation in moderately active women. The participants in the study performed HIIT (defined as ten sets of 4-minute cycling bursts at an intensity of 90% VO2max separated by 2 minutes of rest) every other day over a 2-week period. The study found that seven sessions of HIIT over a 2-week period improved whole body fat oxidation and the capacity for skeletal muscle to oxidize fat in moderately active women.^[46]

A 2008 research study found that HIIT was more effective than moderate-intensity continuous training at lowering fasting insulin levels (31% decrease and 9% decrease, respectively).^[47]

A 2017 study examined the effect of HIIT on cognitive performance among a group of children. The authors show that HIIT is beneficial to cognitive control and working memory capacity when compared against "a blend of board games, computer games, and trivia quizzes" and that this effect is mediated by the BDNF polymorphism. They conclude that the study "suggests a promising alternative to enhance cognition, via short and potent exercise regimens".^[48]

A 2019 clinical trial assessed the effects of HIIT on vascular health in inactive people and found that HIIT has beneficial vascular effects, based on observed decreases in arterial wall thickness and increase in endothelial function. The trial also found that HIIT had stronger effects than medium intensity continuous training (MICT) in enhancing flow mediated dilation and lowering pulse wave velocity in inactive adults from the greater blood flow and vasodilation of blood vessels stimulated by HIIT. Increased flow mediated dilation allows for greater opening of an artery and increased blood flow, allowing for more oxygen to be supplied throughout the body during activity. Pulse wave velocity is used to monitor arterial stiffness; which increases with age and high blood pressure, leading to a higher probability of cardiovascular problems including hypertension or a stroke.^[49]

A 2019 study on the relevance of exercise intensity in lower back rehabilitation, demonstrated higher intensity had a greater effectiveness with back therapy than moderate intensity exercise. Participants in the HIIT group had a decrease in back pain intensity and an increase in back muscle strength.^[50] In 2020, a similar study explained the strong effectiveness of cardiorespiratory HIIT in treating lower back pain, when combined with other forms of HIIT or mobility exercises.^{[citation needed]}

A 2020 study examined the impact of HIIT and moderate intensity continuous training (MICT) on overweight individuals by measuring the effect on cardiorespiratory fitness (CRF). The study found that both forms of training were effective in improving CRF with an increase in VO₂ max, however there was no evidence that either training method was more effective than the other in improving cardiorespiratory fitness.^[51]

According to a 2020 study HIIT could be used as prehabilitation for men awaiting surgery for urological cancer and it may improve heart and lung fitness within a month before their surgery.^[52][53]