Mikrointervallien akuutit fysiologiset vasteet vastaavat peruskestävyysharjoituksen akuutteja fysiologisia vasteita

Abstract

Microintervals are very short (< 15 s), high-intensity (~100 % VO2max) intervals, where the work phase is followed by a low-intensity recovery phase (less than 60 seconds). Microintervals can create an alternative form of exercise for low intensity endurance exercise (LIE). The short work periods of microintervals cause small metabolic changes in blood lactate concentration, oxygen consumption and heart rate, and short recovery periods mimics the accumulation of fatigue. These factors enable more high-intensity training compared to continuous high-intensity training. The intensity of the microintervals and the work-rest ratio are used to regulate the acute responses of the exercise, and by manipulating them, the microinterval exercise can be equivalent to the LIE.

Competitive and recreational female and male cyclists (n = 13) participated in the study. The study consisted of four different 45-minute endurance exercise protocols, i.e. one steady state LIE and three microinterval protocols, where the work-rest ratio of the micro-intervals varied from 4/26, 7/23 and 10/20 in seconds. The microintervals were performed at the same intensity (105 % pVO2max, 293 ± 66 W) and the power of the recovery periods was standardized to 0 W (Monark bike internal resistance ~50 W). The intensity of the steady state LIE protocol was 85 % of the first lactate threshold power (113 ± 38 W). Respiratory and cardiac parameters and blood lactate concentration were measured from the subjects at 15, 30 and 45 minutes after the start of the exercise.

The lactate concentration in the blood did not rise from the resting level in any of the protocols (p = 0,2-0,9). All protocols corresponded to the low intensity endurance exercise below the aerobic threshold. The acute physiological responses (heart rate, oxygen consumption) of microinterval protocol 10/20 corresponded closest to the acute responses of LIE, while micro-interval exercises 4/26 and 7/23 corresponded to lighter LIE exercise. Oscillation of heart rate and oxygen consumption were greater in microintervals, compared to LIE (p < 0,001-0,02). Even so, in LIE, the oxygen consumption exceeding the aerobic threshold was not statistically significantly different from microinterval protocol 10/20 (p = 0,54). In microinterval protocols 4/26 and 7/23, oxygen consumption exceeded the aerobic threshold less often than in LIE (p < 0,001-0,008).

This study shows that the microintervals of 4–10 seconds performed on the bike corresponds to traditional low intensity endurance exercise and can create an alternative form of training to the traditional steady state, low intensity endurance training. This study expands the view that typical low intensity training can be implemented in different ways, such as micro-interval training. However, the research evidence on the chronic responses of microintervals is minimal, which is why more research evidence on the benefits and suitability of microintervals in endurance training is needed.

Mikrointervallit ovat erittäin lyhyitä (< 15 s), korkean intensiteetin (~100 % VO2max) intervalleja, joissa työvaiheen jälkeen seuraa matalaintensiteettinen palautumisvaihe (alle 60 sekuntia). Mikrointervallit voivat mahdollistaa vaihtoehtoisen harjoitusmuodon perinteiselle tasaintensiteettiselle peruskestävyysharjoitukselle. Mikrointervallien lyhyet työjaksot aiheuttavat pieniä aineenvaihdunnallisia muutoksia veren laktaattipitoisuudessa, hapenkulutuksessa ja sykkeessä sekä palautumisjaksot minimoivat väsymyksen kumuloitumisen. Nämä tekijät mahdollistavat sen, että mikrointervalliharjoituksissa korkeaintensiteettistä harjoittelua pystytään ajallisesti toteuttamaan pidempään, kuin mitä yhtäjaksoisesti korkealla intensiteetillä pystytään. Mikrointervallien intensiteetillä sekä työ-leposuhteella pysytään säätelemään harjoituksen akuutteja vasteita ja niitä manipuloimalla mikrointervalliharjoitus voi vastata peruskestävyysharjoitusta.

Tutkimukseen osallistui kilpa- ja harrastetason nais- ja miespyöräilijöitä (n = 13). Tutkimus koostui neljästä erilaisesta 45 minuutin kestävyyskuormituksesta: yhdestä tasaintensiteettisestä peruskestävyysharjoituksesta sekä kolmesta mikrointervalliharjoituksesta, joissa mikrointervallien työ-leposuhde kestivät 4/26, 7/23 ja 10/20 sekunteina. Mikrointervalliharjoitusten intervallit toteutettiin samalla intensiteetillä (105 % pVO2max, 293 ± 66 W) sekä palautumisjaksojen tehoksi oli vakioitu 0 W (Monark-pyörän sisäinen vastus ~50 W). Peruskestävyysharjoituksen intensiteetti oli 85 % aerobisen kynnyksen tehosta (113 ± 38 W). Tutkittavilta mitattiin syke, hengitysmuuttujia sekä veren laktaattipitoisuus 15, 30 sekä 45 minuutin kohdalla harjoituksen alkamisesta.

Veren laktaattipitoisuus ei noussut missään kestävyyskuormituksessa lepotasolta (p = 0,2-0,9), joten kaikki kuormitukset vastasivat suomalaisessa kirjallisuudessa määriteltyä, alle aerobisen kynnyksen tapahtuvaa peruskestävyysharjoitusta. Mikrointervalliharjoituksen 10/20 akuutit fysiologiset vasteet (syke, hapenkulutus) vastasivat lähimpänä PK-harjoituksen akuutteja vasteita, kun taas mikrointervalliharjoitukset 4/26 ja 7/23 vastasivat akuuteilta vasteiltaan kevyempää PK-harjoitusta. Sykkeen ja hapenkulutuksen oskillaatio oli suurempaa mikrointervalleissa, verrattuna PK-harjoitukseen (p < 0,001-0,02). Silti PK-harjoituksessa hapenkulutuksen ylittyminen yli aerobisen kynnyksen ei tilastollisesti merkitsevästi eronnut mikrointervalliharjoituksesta 10/20 (p = 0,54). Mikrointervalliharjoituksissa 4/26 ja 7/23 hapenkulutus ylitti aerobisen kynnyksen harvemmin, kuin PK-harjoituksessa (p < 0,001-0,008).

Tämä tutkimus osoittaa sen, että pyörällä toteutetut 4–10 sekunnin mikrointervallit vastaavat sykkeen, hapenkulutuksen sekä veren laktaattipitoisuuden osalta peruskestävyysharjoitusta ja täten luovat vaihtoehtoisen harjoitusmuodon perinteiselle tasaintensiteettiselle peruskestävyysharjoitukselle. Tämä tutkimus laajentaa näkemystä siitä, että peruskestävyysharjoittelua voidaan toteuttaa eri tavoilla, kuten mikrointervalliharjoittelulla. Tutkimusnäyttö mikrointervallien kroonisista vasteista on kuitenkin minimaalista, jonka takia lisää tutkimusnäyttöä mikrointervallien hyödyistä, kuormittavuudesta sekä soveltuvuudesta kuntoilijoilla ja kestävyysurheilijoilla tarvitaan.