Теоретические основы и практические аспекты высокоинтенсивной интервальной тренировки

max), которые, как известно, уже вызывали VO

max в последних повторениях, несмотря на полностью пассивные интервалы отдыха. Астранд и соавт. (1960) считали, что это была одна из лучших форм интервальных тренировок для улучшения VO

max, поскольку все кардиореспираторные параметры были на максимуме.

Влияние высокоинтенсивных интервальных тренировок на аэробную систему высвобождения энергии в организме человека было детально и всесторонне изучено Эдвардом Фоксом (Fox EL et al., 1973, 1974, 1975 и др). Результатами его исследований было показано, что повышение МПК после высокоинтенсивной интервальной тренировки линейно связано с потребностью в кислороде (выражается в % МПК) высокоинтенсивной интервальной тренировки, что указывает на то, что интенсивность упражнений является ключевым фактором для улучшения максимальной аэробной мощности. Экспериментально было доказано, что размер прироста МПК после высокоинтенсивных интервальных тренировок, выполняемых 2 дня в неделю, не отличается от того, который достигается при тренировках в таком же режиме 4 дня в неделю. Исходя из того, что 3 тренировочных занятия в неделю было рекомендуемой частотой тренировок для улучшения МПК при «обычных» тренировках умеренной интенсивности, было постулировано, что высокоинтенсивные интервальные тренировки являются более мощным стимулом для улучшения максимальной аэробной мощности.

В плавании в 1960-х годах американский тренер по плаванию Дж. Каунсилман, способствовавший введению интервальных тренировок в плавание (Bourne, 2008), разработал шкалу “hurt-pain-agony” («страдание-боль-мучительная боль») для помощи сенсорному восприятию усталости при различных уровнях интенсивности работы, позже преобразованную в одноименную диаграмму (Counsilman, 1968).

Стремление к быстрому повышению спортивных результатов, во многом связанные с начавшимися в 80-е гг. профессионализацией и коммерциализацией спорта, способствовали активизации внимания представителей спортивной науки к поиску и обоснованию эффективных средств и методов спортивной подготовки. Одним из актуальных направлений стало всестороннее изучение и дальнейшее улучшение понимания влияния интервальной тренировки и эффектов от манипулирования ее переменными (интенсивностью, продолжительностью, режимами восстановления между сериями, условиями тренировки) на прирост показателей подготовленности спортсменов.

В 1980 году в ходе научных исследований была получена новая важная информация об «анаэробном профиле» высокоинтенсивных интервальных тренировок: получение количественной оценки анаэробной энергии во время высокоинтенсивных упражнений стало возможным благодаря методу, разработанному Ларсом Хермансеном (9, 10 из Табата 2019], связанным с оценкой кислородного долга.

В 1990-х годах методика интервальной тренировки была очень подробно описана Тимом Ноуксом в его знаменитой книге «Lore of Running» (в России издана как «Библия бега»). К этому же периоду относится и известная книга Джека Дэниелса «Формула Джека Дэниелса». Впоследствии в большинстве других видов спорта (велоспорт, плавание, гребля, лыжные гонки, триатлон) спортсмены и тренеры применяли схожие варианты тренировок.

Большое влияние на повышение популярности интервальных тренировок оказали результаты исследования японского специалиста Изуми Табата (Izumi Tabata). В период работы с японской сборной по конькобежному спорту главный тренер попросил его проанализировать эффективность тренировочного режима, включавшего в себя чередование коротких всплесков максимальных усилий с последующими короткими периодами отдыха. Кстати, сам ученый утверждает, что авторство методики принадлежит именно тренеру сборной Японии по скоростному бегу на коньках Ирисаве Коичи. Изучая возможности повышения эффективности подготовки конькобежцев, Табата, в частности, обнаружил, что примерно 4 минуты высокоинтенсивных (ВИ) упражнений 4 дня в неделю улучшали способность организма доставлять кислород к мышцам (VO

max) примерно с той же скоростью, что и 60 минут средней интенсивности (СИ) 5 дней в неделю (I. Tabata et al., 1996). В результате эксперимента у группы СИ улучшилась работа аэробной системы (МПК увеличилось на 5 мл/кг/мин), но почти не изменились показатели анаэробной. У второй группы (ВИ) также возросли показатели аэробной системы (МПК увеличилось на 7 мл/кг/мин), а анаэробная выносливость выросла на 28 % (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2. Динамика показателей аэробных (а) и анаэробных (б) возможностей в эксперименте, проведенном И. Табата (I. Tabata, 1996). ВИИТ – высокоинтенсивная тренировка, СИТ-тренировка с нагрузкой средней интенсивности

На основе результатов исследований была разработана методика интервальных тренировок, получившая его имя и часто называемая «тренировка Табата» или «протокол Табата». Самим ученым тренировка Табата определяется как тренировка с интенсивностью, которая изматывает испытуемых во время 7-го или 8-го подходов 20-секундных велосипедных упражнений с 10-секундным отдыхом между рабочими интервалами (I. Tabata, 2019). В одном из интервью (2014), резюмируя преимущества использования данного метода, ученый подчеркивал: «В целом, существует два типа упражнений: упражнения низкой интенсивности, выполняемых в течение более длительных периодов времени, которые улучшают выносливость, и упражнения, такие как спринты, которые улучшают способность к спринту, но не влияют на аэробные возможности или выносливость. В отличие от этого, протокол Табата опирается на преимущества каждого из них». Т. о., тренировка Табата максимально нагружает как аэробную, так и анаэробную системы энергообеспечения (Tabata et al., 1996), повышая как уровень МПК (VO

max), так и максимальный накопленный кислородный долг (MAOD) (Tabata et al., 1997). Как результат, эффективность такой тренировки превосходит другие традиционные методы тренировок с точки зрения улучшения как аэробных, так и анаэробных систем продуцирования энергии (I. Tabata, 2022).

С 2000 года наблюдается новый всплеск интереса и появление большого количества работ в области теории, методики и практики интервальных тренировок (рисунок 1.3), касающихся как сферы спортивной подготовки, так и сферы укрепления здоровья (Y. You etal., 2021). Внимание исследователей сконцентрировано уже не только на описании тех срочных и отставленных эффектов, которые вызывает интервальная тренировка (J. P. Littleetal., 2010, M. Bayatietal., 2011, MeckelY. etal., 2017, S. Birketetal., 2019 и др.). Полученные к этому времени новые научные данные позволили с позиций доказательного знания перейти к обоснованному программированию интервальных нагрузок, выбору наиболее эффективных сочетаний переменных, определяющих нагрузку упражнений, манипулированию ими с целью достижения конкретных адаптационных перестроек в организме спортсмена.

Рисунок 1.3. Количество ежегодных научных публикаций по проблемам ВИИТ, в 2000–2020 гг. (M. M. Atakanetal., 2021)

В работе G. Thibault (2003), в частности, было наглядно показано, что, выполняя непрерывное упражнение, невозможно поддерживать необходимую интенсивность нагрузки в течение того времени, какое обеспечивает суммарная нагрузка интервальной тренировки. Именно потому, что она позволяет спортсмену выполнять больший объем работы необходимой повышенной интенсивности, интервальная нагрузка часто предпочтительнее, чем непрерывная (таблица 1.1).

Существенным вкладом в объяснение механизмов действия интервальных нагрузок и обоснование их использования в подготовке спортсменов стали работы Л. В. Биллат (L. V. Billat, 2001, таблица 1.2), посвященные аэробным и анаэробным интервальным тренировкам для бегунов, П. Лаурсена и Д. Дженкинса (P. B. Laursen, D. G. Jenkins, 2002), изучавших физиологическую основу интервальных тренировок в отдельных видах спорта на выносливость, М. Бухайта и П. Лаурсена (M. Buchheit and P.B. Laursen, 2013), всесторонне рассмотревших различные аспекты теории и методики высокоинтенсивных интервальных тренировок. За ними последовали многочисленные экспериментальные исследования с участием спортсменов разной квалификации и возраста из самых разных видов спорта и с использованием разных видов протоколов интервальной тренировки (M. W. Drilleretal., 2009; P. B. Laursen etal. 2002; ?.Sandbakk, etal., 2013 и др.).

Таблица 1.1. Ожидаемый потенциальный эффект и максимальное общее время выполнения нагрузки заданной интенсивности (по данным G.Thibault, 2003)

Примечание: здесь и далее под максимальной аэробной мощностью будет пониматься максимальная мощность, достигнутая в тесте в повышающейся нагрузкой, т.е. мощность, сопоставимая с мощностью, при которой достигается максимальное потребление кислорода (МПК).

Таблица 1.2. Основные варианты протоколов интервальных тренировок, разработанные В. Биллат

Вместе с тем, тренеры, спортсмены, представители спортивной науки до сих пор не пришли к единому пониманию и общей концепции интервальных тренировок: существуют различные классификации и модификации этого метода, нет единства терминологии и подходов к программированию тренировки и использованию интервального метода на практике, в том числе с учетом специфики видов спорта, квалификации и возраста спортсменов, необходимости сочетать эти нагрузки с нагрузками иной направленности и вписывать их в общую канву тренировочного процесса. Так, например, J. Daniels & N. Scardina (1984) писали: «Идея о том, что интервальная тренировка может быть идентифицирована по определенной интенсивности, продолжительности или количеству тренировок или по количеству или типу восстановления между тренировками, неправомерна. Скорее, интервальные тренировки стали означать любой тип прерывистых тренировок, которые с манипуляциями с количеством, интенсивностью и продолжительностью тренировок и объемами восстановления, используются для создания определенного типа стресса для организма».

Тем не менее, обобщение имеющихся в литературе формулировок, теоретических обобщений и практических подходов позволяет определить интервальную тренировку как один из методов подготовки спортсмена, при котором тренирующее воздействие на его организм оказывают многократно повторяемые «рабочие отрезки» высокой интенсивности, чередуемые с четко регламентированными интервалами отдыха (восстановления) или выполнения менее интенсивных упражнений.

В таблице 1.3 представлены модификации интервального метода, распространенные с середины 80-х гг. прошлого века и достаточно привычные для отечественных специалистов-практиков. Интервалы нагрузки, количество повторений, характер и продолжительность отдыха здесь строго запрограммированы (D. Harre, 1982, цит. по В. Б. Иссурин, 2016).

Таблица 1.3. Модификации интервального метода (по D. Harre, 1982)

Метод короткого интервала автор рекомендует использовать для выполнения тренировочных нагрузок от высокой до максимальной интенсивности; интервал отдыха зависит от различных факторов и длится от 15 с до 3 мин. При использовании метода среднего интервала нагрузка длится от 1 до 4 мин с относительно сниженной интенсивностью и интервалами отдыха приблизительно от 1 до 4 мин. Метод длинного интервала: нагрузка от 4 до 20 мин с интенсивностью, сниженной до умеренного уровня, и отдыхом продолжительностью приблизительно от 2 до 6 мин. Чистое время выполнения тренировочных нагрузок при использовании этих методов в отдельной тренировке варьирует от 3 мин (тренировка спринтера) до 3 ч (тренировка марафонца).

В современной теории и методике спортивной тренировки все большее внимание уделяется высокоинтенсивной интервальной тренировке (англ. HIIT – High Intensity Interval Training). Этим термином обозначается тот сегмент интервального метода тренировки (рисунок 1.4), в котором используются высокоинтенсивные нагрузки – от максимальной аэробной мощности (95–100 % МПК) до максимальной алактатной мощности (100 % МАМ – «all-out» – «изо всех сил»).

Рисунок 1.4. Общий вид классификации методов и место в ней интервальной тренировки и высокоинтенсивной интервальной тренировки (2017)

Поскольку в таком формате высокоинтенсивная интервальная тренировка пришла из-за рубежной теории и практики, и основные исследования в этом направлении также были проведены зарубежными специалистами, при классификации и описании видов высокоинтенсивной интервальной тренировки целесообразно придерживаться той терминологии, которая используется в оригинальных материалах. Хотя нельзя не отметить, что важной проблемой, влияющей на интерпретацию и применение интервальных тренировок, является отсутствие стандартизированной терминологии. Особенно это касается классификации интенсивности. Не существует до сих пор и единого определения термина «высокоинтенсивная интервальная тренировка» (HIIT), несмотря на его широкое использование (A. M. Coates etal., 2023). При проведении анализа литературы исследователями отмечаются определенные «нестыковки, такие как концепция «сверхмаксимальных» усилий, неоднозначность трактовки термина «высокая интенсивность» и использование различных стратегий контроля интенсивности (Viana, R.B. etal., 2018).

Одной из наиболее фундаментальных современных работ, касающихся практически всех аспектов высокоинтенсивной интервальной тренировки, является монография P. Laursen & M. Buchheit (2019). Авторы предлагают такую классификацию видов высокоинтенсивной интервальной тренировки (рисунок 1.5). В соответствии с этой классификацией, высокоинтенсивная интервальная тренировка (ВИИТ – HIIT) является формой интервальной тренировки, при которой чередуются короткие (от 5 сек до 5 мин) отрезки высокой интенсивности (от 90 % скорости/мощности МПК до максимальной скорости/мощности) с периодами менее интенсивного либо пассивного восстановления продолжительностью от 10 сек до 4 мин. ВИИТ также определяется как упражнение, состоящее из повторяющихся интервалов (отрезков) высокоинтенсивной работы, выполняемой выше лактатного порога (субъективно ощущаемое усилие – «тяжелое» или большее) или критической скорости/мощности, чередующихся с интервалами низкой интенсивности или полного отдыха.

Упражнения с использованием интервального метода могут выполняться в одну (например, 10 x 800 м – в беге) или несколько серий (например, 6 ? (4 ? 50 м)) в плавании и т. п. Как правило, ВИИТ-тренировка (включая разминку и заминку) может быть завершена в течение 30 минут в зависимости от интенсивности тренировки.

Рисунок 1.5. Виды высокоинтенсивной интервальной тренировки и основные параметры нагрузки интенсивных отрезков (P. Laursen, M. Buchheitetal., 2019)

Известный норвежский специалист Стивен Сейлер (Stephen Seiler) в своей работе, посвященной оптимальным вариантам распределения интенсивности и продолжительности тренировок в подготовке спортсменов в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости (S. Seiler, 2010), уделяет большое внимание и использованию высокоинтенсивных интервальных тренировок. В качестве рекомендаций для специалистов-практиков, работающих со спортсменами высшей квалификации, автор сформулировал следующие положения:

– в ходе практики подготовки и при проведении исследований обосновано и доказано, что у спортсменов, ежедневно тренирующихся в видах спорта на выносливость, примерное соотношение «80:20» для нагрузок низкой и высокой интенсивности дает отличные долгосрочные результаты;

– низкоинтенсивная (как правило, с концентрацией лактата крови ниже 2 мМ), длительная тренировка эффективна для стимулирования физиологических адаптаций и не должна рассматриваться как потерянное тренировочное время;

– высокоинтенсивные интервальные тренировки должны быть частью программы тренировок всех спортсменов в видах на выносливость; однако около двух тренировок в неделю с использованием этого метода представляется достаточным для достижения прироста производительности без чрезмерного стресса для организма спортсмена;

– ВИИТ обеспечивает довольно быстрый и выраженный прирост функциональных возможностей и спортивного результата, но вслед за этим наблюдаются быстрые эффекты плато. Чтобы избежать преждевременного застоя и обеспечить долгосрочное развитие, объем тренировочных нагрузок также должен систематически увеличиваться.

– выполнение достаточно больших объемов тренировок, направленных на обеспечение высокого уровня базовой выносливости, является важной предпосылкой для последующего значительного увеличения интенсивности тренировок, обеспечения планируемых адаптационных изменений, адекватных реакций на них и толерантности к ним организма спортсмена.

Высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ – HIIT), становятся все более распространенными методами тренировок, используемыми для стимуляции адаптации в различных видах спорта (прежде всего, на выносливость, игровых), фитнесе, реабилитации. Метод тренировки сосредоточен на сокращении объема и увеличении интенсивности тренировочной нагрузки, обеспечении стимула для повышения уровня подготовленности и функциональных возможностей организма.

Эффективность высокоинтенсивных интервальных тренировок при решении задач разной направленности привлекает все больше внимания к этому методу специалистов, работающих как в сфере профессионального спорта, так и в любительском спорте, массовом спорте, фитнесе, и даже в медицине. Немало научных работ посвящено использованию ВИИТ пожилыми людьми и людьми с хроническими заболеваниями, в первую очередь, сердечно-сосудистой системы, в целях профилактики и кардио-реабилитации.

A. M. Coates et al. (2023) в аналитическом материале, посвященном современным взглядам на ВИИТ и их развитию в контексте как спортивной подготовки, так и поддержанию и улучшению здоровья, предлагают общую концептуальную схему классификации и применения высокоинтенсивных интервальных тренировок, показав ее соотношение с другими схемами классификации нагрузок (S. Seiler, 2010; A. Casado et al., 2023; N. A. Jamnick et al.,2020; F. C. Bull et al., 2020; G. Liguori et al., 2022 и др.) (рисунок 1.6). В контексте спортивной подготовки здесь показано и соотношение с базовой трехзонной моделью, и с одной из более детализированных (в данном случае – шестизонной) моделей, используемых спортсменами высокой квалификации. Эти зоны, как правило, различаются по различным показателям, в том числе связанным с оценкой воспринимаемой нагрузки (RPE), процентом от максимальной ЧСС или МПК, уровня лактата в крови, полученной на основе нагрузочного тестирования.

Рисунок 1.6. Концептуальная модель применения интервальных тренировок в контексте спортивной подготовки и здоровья (A. M. Coatesetal., 2023). ВИИТ – высокоинтенсивная интервальная тренировка, СИТ – спринтерская интервальная тренировка, МСС – максимальная спринтерская скорость, АРС – анаэробный резерв скорости, МАС – максимальная аэробная скорость

В контексте здравоохранения основная классификация интенсивности физической активности также трехзонная (легкая, умеренная и интенсивная (F. C. Bull et al., 2020). Эти зоны, как правило, различают по показателям, основанным на метаболических эквивалентах (МЕТ) или RPE по 10-балльной шкале. В случае использования шкал с большим количеством зон также подразумевается получение данным в ходе нагрузочного тестирования с получением таких показателей, как % ЧСС макс, резерв ЧСС или МПК.

В результате экспериментальных исследований выявлено, что, как и в случае со спортсменами, ВИТ более эффективна в целях реабилитации для улучшения выносливости, чем непрерывные тренировки средней интенсивности (HannanALetal., 2018). Австралийские ученые выяснили, что низко-объемные ВИТ (продолжительностью до 15 минут) могут вызывать аналогичные, а иногда и более значительные улучшения у пациентов с метаболическими заболеваниями (ожирение, гипертония и т. п.) в кардиореспираторной системе, показателях уровня глюкозы и артериального давления, а также деятельности сердечной мышцы по сравнению с более традиционными формами аэробных упражнений (A. Sabagetal., 2021).

В настоящее время наблюдается расширение тематики исследований, связанных с использованием метода ВИИТ. Активно изучается ее влияние на различные физиологические системы и органы организма. В частности, исследовано изменение электрической активности мозга под влиянием ВИТ по протоколу Табата (C. Merzetal., 2021). Результаты указывают на снижение активности мозга на ЭЭГ сразу после табата-тренировки и отсроченное повышение активности мозга после 10-минутного восстановления (рисунок 1.7). Это характеризует специфическую регуляцию активности мозга после высокоинтенсивных интервальных тренировок, которая отличается от активности мозга после аэробных упражнений (Br?mmer, V. etal., 2011).

Влияние высокоинтенсивных интервальных тренировок на антиоксидантный статус элитных спортсменов изучалось в работе A. Ugras (2013): в процессе выполнения программы высокоинтенсивных интервальных тренировок в ходе подготовки спортсменов к Чемпионату мира по муай-тай (IMTC) оценивался уровень маркеров окислительного стресса, таких, как малоновый диальдегид (MDA), каталаза (CAT), глутатионпероксидаза (GPX), супероксиддисмутаза (SOD). Программа включала ежедневные 3-часовые тренировки во время короткого 10-дневного тренировочного предсоревновательного сбора. В результате выявлено значительное повышение уровня MDA и значительное снижение активности CAT (P < 0,05). Различия в активности SOD и GPX незначительны, что свидетельствует о достоверном влиянии высокоинтенсивных интервальных тренировок и соревнований на антиоксидантный статус спортсменов Муай Тай.

Рисунок 1.7. ЭЭГ тета-, альфа-1, альфа-2-, бета- и гамма-активность мозга до (пре-тест), сразу после (пост-тест) и через десять минут после упражнения (через 10 мин после пост-теста) (C. Merzetal., 2021)

?.Eken etal. (2022) экспериментально оценили влияние упражнений разной интенсивности на МПК (оцениваемого по результатам теста «Yo Yo Intermittent Recovery Test-1 (Yo Yo IR-1) и уровни компонентов нервно-мышечной и сосудистой системы у мужчин-добровольцев (нейротрофического фактора головного мозга (BDNF), рецептора тирозинкиназы B (TrKB), фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), рецептора-гаммакоактиватора, активированного пролифератором пероксисом (PGC-1?), и иризина). Испытуемые были разделены на нетренируюущуюся контрольную группу (CNT) и две экспериментальные – LIIT-группу, использующую низкоинтенсивную (интенсивность 57-64 % ЧССмакс) и HIIT-группу, использующую высокоинтенсивную (интенсивность 85–90 % ЧССмакс) интервальную тренировку. В обеих группах «формула» интервальной тренировки была следующей: 20 сек+20 сек отдыха ? 8 повторов = 320 сек ? 3 серий = 960 сек (16 мин) + 9 мин (время отдыха между сериями) = 25 мин. Измерение (тестирование) изучаемых показателей проводилось трижды: перед, сразу по окончании и через 4 недели после тренировочной программы.

Результаты 4-недельного эксперимента выявили статистическую значимость различий между группами по данным YoYo IR-1, МПК, сывороточным показателям BDNF, VEGF, PGC1?, иризина и TrkB, (p<0,05). Хотя эффект взаимодействия был статистически значимым в исследовании с использованием данных PGC1?, VEGF и TrkB (p<0,05), он не был признан таковым при сравнении показателей YoYo IR-1, МПК, сывороточных показателей BDNF или иризина (p>0,05). Таким образом, упражнения HIIT и LIIT, выполняемые с 20-секундной активностью с последующим 20-секундным отдыхом, улучшили МПК и уровни BDNF, TrkB, иризина, VEGF и PGC-1?. Кроме того, было обнаружено, что упражнения HIIT оказывают более значительное влияние на эти параметры, чем упражнения LIIT (таблица 1.4).

Таблица 1.4. Сравнительный анализ показателей МПК в экспериментальной и контрольной группах в начале и в конце эксперимента (?.Eken et al., 2022)

Примечания: Значение р1; результат теста статистической значимости между измерениями, Значение р2; Результат межгруппового теста статистической значимости PERMANOVA, р3; результаты теста статистической значимости внутригруппового сравнения. МПК участников был рассчитан по результатам Yo-Yo теста по формуле: МПК = преодоленная дистанция (м) ? 0.0084 + 36.4