эффект epoc после виит и аэробных тренировок

Методы исследования:

В исследование были включены 10 бегунов, средний возраст которых составил 35,7 ± 5,87 лет, рост 1,69 ± 0,11 м, масса тела 74,13 ± 11,26 кг, процент жира 19,31 ± 4,27%, максимальное потребление кислорода (VO2max) 3,50 ± 0,64 л/кг/мин-1. 

Протокол традиционной непрерывной аэробной тренировки состоял из 20 минут бега с интенсивностью 70-75% HRmax (ЧСС - частота сердечных сокращений). 

Для высокоинтенсивной интервальной тренировки (ВИИТ) выполнялись два цикла из 8 20-секундных спринтов на максимально возможной скорости (интенсивности), с 10-секундными интервалами отдыха и 3-минутным интервалом восстановления между циклами (по примеру Протокола Табата). 

Испытуемая группа выполняла эти два протокола с разницей не менее 48 часов и не более одной недели. 

EPOC ("эффект дожигания калорий") наблюдался с помощью эргоспирометрии после беговых протоколов, а среднее потребление анализировалось между 25-30 минутами после тренировки. Потребление кислорода на 9-10 минуте использовалось для расчета потребления в состоянии покоя. Исследование имело перекрестный экспериментальный дизайн. 

Результаты исследования: 

Потребление кислорода 0,57 ± 0,29 л/кг/мин1 и энергозатраты 2,84 ± 1,44 ккал/мин наблюдались при непрерывной аэробной тренировке, при этом значения 0,61 ± 0,62 л/кг/мин-1 и 3,06 ± 1,10 ккал/мин соответственно (p < 0,05) при ВИИТ. 

Выводы: 

Выполненные протоколы не показали статистически значимой разницы в показателях EPOC и энергозатрат, но выполнение высокоинтенсивных интервальных тренировок повысило липидный обмен для восстановления после тренировки, что может способствовать процессу потери веса. 

Кроме того, эта модель физической активности занимает меньше времени.

Введение

Энергетический баланс является результатом поступления и расходования энергии. При нарушении баланса может происходить уменьшение или увеличение запасов жира в организме. 

Количество потраченных за день калорий делится на три составляющие: 

- базовая скорость метаболизма в состоянии покоя, 

- термический эффект диеты 

- физические упражнения, 

причем последний компонент является наиболее изменчивым, поскольку меняется в зависимости от участия человека в программах физических упражнений. 

Аэробные тренировки стали популярными, поскольку являются основным методом, используемым для снижения и контроля веса и повышения кардио-респираторной способности. Эти упражнения стимулируют кардио-, респираторную и метаболическую функции, привлекая большое количество мышечной массы в ритмичной манере для этого типа физических упражнений. Непрерывные тренировки заключаются в длительном ритмичном выполнении упражнений умеренной интенсивности с VO2 max (МПК - максимальное потребление кислорода) от 60% до 80%, поддерживая, таким образом, частоту сердечных сокращений (ЧСС) около 70% от максимальной. 

В противоположность кардио тренировками, ВИИТ - это программа тренировок с периодами нагрузки и восстановления.

Интервалы восстановления могут быть пассивными или активными, в зависимости от интенсивности и целей высокоинтенсивной интервальной тренировки, поскольку эти интервалы могут оттачивать различные системы энергообмена. После тренировки скорость метаболизма остается повышенной по отношению к показателям покоя, чтобы организм вернулся к своему сбалансированному состоянию.

Этот момент и называется EPOC (эффект дожигания калорий), состоящий из двух компонентов: быстрого и длительного (пролонгированного). 

Хотя точные причины этих реакций не ясны, вероятно, что эти факторы способствуют ресинтезу АТФ/ХП, повышению активности натрий-калиевого баланса, восстановлению тканей, удалению лактата, восстановлению повышенной частоты сердечных сокращений и повышению температуры тела. 

Во время пролонгированного компонента EPOC процессы возвращения физиологического гомеостаза происходят на более низком уровне и в непрерывном режиме. Эти процессы могут включать повышенное использование жирных кислот в цикле Кребса; усиление действия таких гормонов, как ГР, инсулин, АКТГ, кортизол и гормоны щитовидной железы. Это также повышает симпатическую активность, митохондриальное дыхание, температуру, повторный синтез миоглобина, гемоглобина и гликогена.

EPOC имеет прямую связь с энергетическими затратами, если учесть, что на каждый литр потребленного кислорода в нашем организме расходуется около пяти калорий. Таким образом, это важный фактор, который необходимо учитывать при планировании похудения, поскольку он увеличивает потребность в энергии сверх уже прогнозируемой при физической активности. 

Различные исследования анализировали вклад EPOC в снижение массы тела, считая, что потеря лишнего веса происходит в результате отрицательного ежедневного энергетического баланса между поступлением и расходом энергии. 

В этом контексте цель исследования - сравнить EPOC и восстанавливающиеся энергетические потери между Высокоинтенсивной Интервальной  и традиционной непрерывной аэробной тренировками. Гипотеза заключается в том, что ВИИТ покажет значительные различия по сравнению с непрерывной аэробной тренировкой.

Материалы и методы исследования

Настоящее исследование проводилось в лаборатории эргоспирометрии и сердечно-легочной реабилитации Колледжа физического воспитания и физиотерапии Университета Пассо Фундо, РС, Бразилия. Исследование было одобрено Комитетом по этике университета под номером 1.748.970. 

В исследовании приняли участие десять мужчин-добровольцев со средним возрастом 35,7 +- 5,87, средним ростом 1,69 м +- 0,11 м, массой тела 74,13 кг +- 11,26 кг, процентом жира 19,31 +- 4,27 и VO2max 3,50 +- 0,64 л/кг/мин, все они занимались бегом более шести месяцев и тренировались не менее трех раз в неделю. 

Участники были набраны в местном городе, проинформированы о целях исследования, ответили на вопросы опросника физических способностей PAR-Q13 и подписали форму согласия после того, как им все объяснили. 

Для проверки аэробных возможностей участников использовался тест VO2 max (МПК - максимальное потребление кислорода) по протоколу Купера 14, в котором испытуемый должен пробежать или пройти 2400 метров за минимально возможное время. Для контроля времени теста использовался хронометр Oregon S1210 (Oregon Scientific Brasil, Av. Ibirapuera 2907 - 1602, Moema, São Paulo, Brasil). Определение VO2 max проводилось согласно Куперу 15. 

Состав тела определялся в соответствии с тремя складками протокола Поллока16 , с использованием пликометра и стенографа марки Cescorf (Cescorf Equipamentos para o Esporte LTDA, Av. Copacabana, 435, Porto Alegre - Brasil.), оба с точностью до миллиметра, и элетронные весы модели PLE-180 (Lucastec Balanças Eletrônicas LTDA, Rua Paulo Andrighetti, 149 - Belenzinho, São Paulo - Brasil).

Процедура

Всех участников попросили не заниматься никакой физической активностью в течение предыдущих 48 часов с момента сбора данных. 

Сначала проводился прямой анализ потребления кислорода в состоянии покоя с помощью силиконовой маски (Hans Rudolph. 8325 Cole Parkway Shawnee, KS 66227. EUA) и газоанализатора Ergo PC Elite VO 2000 (Inbramed, Rua Santos Dumont. 1766/01 - Porto Alegre, Brasil). Для этой процедуры участник ложился на 10 минут в носилки, с целью проанализировать последнюю минуту, так как она характеризует большее время отдыха. 

Беговые протоколы проводились в разные дни на 400-метровой спортивной площадке университета, с минимальным интервалом в 48 часов и максимальным в неделю. Все участники выполняли стандартную разминку из пяти минут бега низкой интенсивности, после чего у них был трехминутный отдых перед началом теста. 

Для выполнения ВИИТ участникам было предложено бежать с максимально возможной скоростью во время спринтов. Использовался протокол Табата,  адаптированный для бега, где участники выполняли восемь циклов по 20 секунд бега и 10 секунд активного отдыха (ходьбы). После этого давался пассивный отдых в течение трех минут, и сразу после этого еще восемь циклов по тому же протоколу. 

Для непрерывных аэробных упражнений испытуемые бегали в течение 20 минут с умеренной интенсивностью, между 70% и 75% от максимальной частоты сердечных сокращений (220 минус возраст). Для мониторинга частоты сердечных сокращений использовался кардиомонитор марки Oregon модели HR102 (Oregon Scientific Brasil, Av. Ibirapuera 2907 - 1602, Moema, São Paulo, Brasil). 

После каждого бегового теста участники выполняли 5-минутное восстановление, после чего происходил процесс сбора EPOC. Анализ газов проверялся в соответствии с инструкциями производителя в течение 25-30 минут после упражнения. Испытуемые лежали на носилках в лаборатории до окончания сбора данных. Энергозатраты при восстановлении рассчитывались на основе данных Foreaux et. al9, где каждый литр потребленного кислорода варьируется от 4,69 до 5,05 ккал в зависимости от смеси энергетических субстратов, которые метаболизируются. В данном исследовании было проведено умножение количества потребляемого кислорода на 5 ккал.

Результаты

Выяснилось, что частота сердечных сокращений статистически значимо отличалась после обоих видов упражнений; ЧСС оставалась повышенной по сравнению с состоянием покоя. Этот результат был ожидаем в связи с физиологическим процессом восстановления и, следовательно, эффектом EPOC. 

При сравнении ФК одного упражнения с другим, была замечена значительная разница, так как эта переменная оставалась повышенной в протоколе ВИИТ.  

EPOC различных протоколов, которые использовались в настоящем исследовании, не показали значительной статистической разницы, поэтому можно предположить, что ВИИТ (Высокоинтенсивные Интервальные Тренировки), несмотря на то, что вызвал различные физиологические реакции, не способен изменить EPOC по отношению к традиционной непрерывной аэробной тренировке. 

Количество CO2, выдыхаемого участниками, не показало существенной разницы по сравнению с уровнем покоя. Коэффициент дыхания (R) показал значительную разницу для ВИИТ, учитывая, что он состоит из R= VCO2/VO2, таким образом, наблюдалось увеличение производства CO2 в протоколе ВИИТ.

Обсуждение

Основным результатом настоящего исследования является то, что после протокола ВИИТ показатель EPOC составил 0,61 ± 0,62 л02/кг/мин-1 , а для непрерывной аэробной тренировки - 0,57 ± 0,29 л02/кг/мин-1 , таким образом, была выявлена значительная разница в потреблении кислорода во время отдыха, которое составило 0,40 ± 0,14 л02/кг/мин-1 . 

С другой стороны, не было обнаружено существенных различий при сравнении между ними. 

Исследование Simmons подтверждает данные, полученные в текущем исследовании, поскольку в нем анализировалось EPOC девяти человек, пяти мужчин и четырех женщин, которые подверглись двум различным типам тренировочных протоколов на стационарном велотренажере. В первом протоколе было десять моментов по одной минуте упражнений при 90% от максимальной аэробной способности и десять интервалов по одной минуте при 60% от максимальной аэробной способности, что характеризуется как ВИИТ (Высокоинтенсивная Интервальная Тренировка).

Во втором протоколе участники подвергались 30-минутной тренировке с интенсивностью 50% от максимальной аэробной способности. 

EPOC, измеренный с 11 по 41 минуту, составил 0,86 ± 0,31 л02/кг/мин-1 для протокола ВИИТ, для протокола непрерывной аэробной тренировки EPOC составил 0,84 ± 0,44 л02/кг/мин-1. Как и в настоящем исследовании, EPOC статистически не отличался, хотя и показал более высокие значения. 

Группа исследователей Lira определили, что после 30 минут бега на беговой дорожке с интенсивностью 90% от анаэробного предела EPOC с 0 по 10 минуту составлял 5,65 л02/кг/мин-1, а с 11 по 20 мин. EPOC составил 3,92 л02/кг/мин-1, а с 21 по 30 мин. EPOC составил 3,51 л02/кг/мин-1, что делает этот способ EPOC более высоким по сравнению с результатами настоящего исследования. 

В противоположность данным настоящего исследования, группа Laforgia наблюдала у восьми бегунов на средние дистанции и EPOC в течение 9 часов следующие значения: 6,9 ± 3,8 л02/кг/мин-1 для протокола субмаксимальной активности, который состоял из 30 минут бега на беговой дорожке при 70% VO2máx (МПК - максимальное потребление кислорода), для протокола супрамаксимальной активности двадцать минут бега при 105% VO2máx с двумя минутами отдыха, EPOC показал 15,0 ± 3,3 л02/кг/мин-1, что делает эту разницу значительной для супрамаксимальной тренировки. 

Таким образом, протоколы этого исследования показали результаты намного выше, чем в настоящем исследовании. 

В более позднем исследовании Matsuo оценил EPOC в течение 180 минут десяти мужчин, которые тренировались в 7 сетах по 30 секунд велотренировки при 120% VO2máx с 15 секундами отдыха; 3 серии по 3 минуты с интенсивностью 80-90% VO2máx с активным отдыхом 2 минуты при 50% VO2max; и 40 минут непрерывной аэробной тренировки с интенсивностью 60-65% VO2max. EPOC для каждого протокола составил 6,8 ± 4,0 л02/кг/мин-1; 4,5 ± 3,3 л02/кг/мин-1; 2,9 ± 2,8 л02/кг/мин-1 соответственно. 

Это исследование показало, что EPOC выше для ВИИТ по сравнению с непрерывной аэробикой, что противоречит результатам настоящего исследования. 

Таким образом, несмотря на то, что EPOC различных протоколов, которые использовались в настоящем исследовании, не показали существенной разницы, можно предположить, что тренировочный протокол ВИИТ вызывает различные физиологические реакции по сравнению с непрерывным аэробом, однако он не способен существенно изменить EPOC. 

Таким образом, для выполнения этого протокола требуется меньше времени, что может быть полезно для людей, имеющих ограниченное время для тренировок. 

Важно помнить, что ВИИТ является отличным инструментом для повышения физической подготовки и энергетических затрат. Дыхательный коэффициент (R) показал значительную разницу при выполнении ВИИТ, что, вероятно, объясняется увеличением количества CO2, выдыхаемого испытуемыми в этом протоколе. По мнению Уилмора и Костилла , по мере приближения R к 1 увеличивается количество вычетов, поступающих от углеводов, используемых для восстановления гомеостаза, то есть значения, близкие к 0,7, предполагают сжигание жира, близкие к 0,9 и 1,0 - сжигание углеводов. 

Таким образом, настоящее исследование предполагает  что протокол ВИИТ благоприятствует потреблению липидов для этого процесса, так как значение показателя составило 0,77 для этого протокола. При непрерывной аэробной тренировке значение R составило 0,87, что говорит о том, что основным источником энергии, метаболизируемой для восстановления мышц в этом протоколе, являются энергетические субстраты, поступающие из углеводов. 

В настоящей работе EPOC соотносился с количеством калорий, использованных во время его сбора. Полученные результаты свидетельствуют о значительном увеличении количества калорий, сожженных во время отдыха, однако не было выявлено существенной разницы при сравнении обоих протоколов. 

В противоположность данным, полученным в этом исследовании, Lins проанализировал энергетические затраты во время восстановления в течение двух часов после тренировок на беговой дорожке с различной интенсивностью. Группа, выполнявшая упражнения с высокой интенсивностью (80% VO2pico), получила большие энергетические затраты по сравнению с группами, выполнявшими упражнения умеренной (60% VO2pico) или низкой интенсивности (60% VO2pico). Авторы исследования также предполагают, что чем выше интенсивность упражнений, тем больше энергетические затраты, которые поступают из липидов во время восстановления. Этот факт согласуется с результатами, полученными в данном исследовании. 

Многие исследования анализировали физиологические реакции на упражнения различной интенсивности, но полученные в них данные во многих случаях противоречивы, поскольку одни предполагают отсутствие разницы между анализируемыми переменными, а другие - разницу между протоколами. Анализируя все данные и сравнивая их с результатами многих исследований, можно сделать вывод, что EPOC и энергетические затраты во время восстановления варьируются в зависимости от типа выполняемых упражнений, объема и интенсивности упражнений.

Заключение

По результатам данного исследования можно сделать вывод, что между протоколами не было существенной разницы в отношении EPOC ("excess post-exercise oxygen consumption") и энергетических затрат; однако, ВИИТ может стать полезным инструментом для тех людей, у которых нет времени на длительные тренировки, показав свою эффективность, поскольку он способствует повышению EPOC и энергетических затрат на восстановление, аналогичных тем, которые были получены при непрерывных аэробных упражнениях, а также увеличивает метаболизм липидов в период восстановления после тренировки, что благоприятствует процессу снижения веса.