تمرینات تناوبی برای بهبود عملکرد هوازی و بی هوازی

سازگاری‌های فیزیولوژیکی ایجاد شده در ورزشکاران به نوع، ساختار و ویژگی‌های برنامه‌های تمرینی بستگی دارد(40).  تنظیم برنامه‌های تمرینی و استفاده از روش‌های مختلف آن در کنار بهره گیری از اصول تمرینی همچون اصل اضافه بار، مقاومت فزاینده، تنوع تمرینی، تفاوت‌های فردی و … برای هر ورزشکار در هر سطحی ضروری است و سبب بروز و ایجاد سازگاری‌های خاص فیزیولوژیکی، جسمانی و بیولوژیکی در ورزشکار می‌گردد. در ادامه بحث بر اساس متغیرهای درگیر در تحقیق به بیان نمونه‌ای از روش‌های تمرینی پرداخته می‌شود.

در این نوع تمرین، مراحل فعالیت به طور متناوب با استراحت یا کاهش فعالیت همراه است. تمرین تناوبی بسیار متنوع بوده و ممکن است ساده، پیچیده، فشرده و یا گسترده باشد و تناوب آن می‌تواند بر حسب زمان، مسافت و یا ضربان قلب تغییر کند.

در تمرین تناوبی ساده که متداول‌ترین نوع تمرینات تناوبی است مسافت یا زمان فعالیت و مراحل استراحت آن از ابتدا تا انتهای یک دوره تمرینی ثابت می‌باشد. در تمرین تناوبی پیچیده، مسافت و زمان در مراحل مختلف فعالیت و استراحت تغییر می‌کند. زمانی که شدت مراحل فعالیت در تمرین تناوبی زیاد و با استراحت کم همراه باشد، تمرین تناوبی فشرده نامیده می‌شود، در حالی که کاهش شدت فعالیت در حد متوسط و افزایش مدت زمان استراحت سبب تبدیل تمرین تناوبی فشرده به تمرین تناوبی گسترده می‌شود(39).

اجرای وهله‌های تکراری فعالیت با دوره‌های ریکاوری (فعال یا غیرفعال) در بین وهله‌ها، پس از یک دوره تمرین سبب تغییرات فیزیولوژیکی شده که در بهبود عملکرد مؤثر است. میزان پاسخ به تمرین تناوبی به شدت، مدت، تعداد تکرار و دوره‌های ریکاوری بین وهله‌های فعالیت بستگی دارد. جنس ، سن، ژنتیک و آمادگی اولیه افراد نیز در میزان پاسخ به تمرین دخالت دارند. عموماً از نسبت‌هایی از فعالیت به استراحت و یا برگشت ضربان قلب به درصد معینی از حداکثر برای تعیین مدت زمان ریکاوری استفاده می‌شود. تمرین با شدت کم و یا ریکاوری طولانی منجر به فقدان پیشرفت و تمرینات با شدت بسیار زیاد و یا ریکاوری کوتاه مدت منجر به بیش تمرینی می‌شود(40).

یکی از موارد مهمی که در تمرینات باید در نظر گرفته شود، ویژگی تمرین است. اطلاعات اندکی در رابطه با تأثیر ویژگی تمرین بر پارامترهای لاکتات و وجود دارد. در همین راستا پیرس[1] (1990) تأثیر دو برنامه تمرینی مختلف (استفاده از چرخ کارسنج و نوارگردان) را بر برخی از متغیرهای فیزیولوژیکی مورد بررسی قرار داد. براساس یافته‌های تحقیق، افزایش مشابهی در مقادیر  در هر دو گروه مشاهده شد، در حالی که میزان اکسیژن مصرفی در آستانه بی هوازی در آزمون‌هایی که چرخ کارسنج تمرین کرده بودند، فقط به هنگام رکاب زدن (38%) افزایش نشان داد(38).  بنابراین به نظر می‌رسد که آستانه لاکتات نسبت به  به ویژگی تمرین حساس‌تر است(16). تمرینات تناوبی را می‌توان بر اساس متغیرهای شدت، حجم و مراحل ریکاوری به تمرینات تناوبی بی هوازی و هوازی کوتاه مدت و بلند مدت تقسیم بندی نمود.

1-4- تمرینات تناوبی بی هوازی

در این تمرینات، متابولیسم بی هوازی به نسبت بیشتری از متابولیسم هوازی به کار گرفته می‌شود. تحقیقات متعددی بر روی این گونه تمرینات صورت گرفته است. هدف اکثر این مطالعات درک روش‌های مختلف تمرین بر متابولیسم بی هوازی بدون لاکتات، بی هوازی با لاکتات و هوازی با در نظر گرفتن مدت زمان ریکاوری (زمان بازسازی کراتین فسفات) می‌باشد.

براساس نظرمارگاریا[2]، در تمرینات تناوبی بی هوازی( 160% در 10 ثانیه ) زمان رسیدن فرد به واماندگی به زمان ریکاوری بین وهله‌های فعالیت بستگی دارد. زمانی که ریکاوری 10 یا 20 ثانیه باشد، کل زمانی که با سرعت بالاتر از بیشینه طی می‌شود حدود 100 و 200 ثانیه است. دو برابر کردن زمان ریکاوری سبب افزایش کار انجام شده تا دو برابر می‌شود. میزان تجمع اسیدلاکتیک برابر 11، 7.5 و2.5 میلی مول بر لیتر برای زمان‌های 10،20 و 30 ثانیه ریکاوری گزارش شده است. بنابراین زمان ریکاوری یک عامل تعیین کننده برای بکارگیری مسیرهای بی هوازی و هوازی است. در اولین وهله فعالیت حدود 90% انرژی از طریق فسفاژن تأمین می‌شود. در طول 25 ثانیه استراحت حدود45% از کراتین فسفات دوباره سازی می‌گردد. در دومین وهله فعالیت، انرژی کمتری (75% ) از فسفاژن تأمین شده و در نتیجه گلیکولیز بی هوازی درگیر شده و تجمع اسید لاکتیک شروع می‌شود. تمرینات تناوبی بی هوازی با توجه به طول زمان ریکاوری، مسیرهای متابولیسمی کاملا متفاوتی را درگیر می‌کنند(42).

مسیرهای بی هوازی بدون لاکتات (کراتین فسفات) و با لاکتات (گلیکولیز) در شروع فعالیت بیشینه فعال می‌شوند. با این حال، توانایی تکرار وهله‌های فعالیت با سرعت بیشینه به مدت زمان ریکاوری بستگی دارد که اثرات متفاوتی بر مسیرهای بی هوازی می‌گذارند. علاوه بر این دوباره سازی کراتین فسفات به سطح استقامتی فرد نیز بستگی دارد. برخی تحقیقات نشان داده‌اند که تمرینات تناوبی بی هوازی سبب بهبود  می‌شوند. براساس گزارش فاکس[3]، این نوع تمرینات سبب افزایش 15 درصدی  مردان و زنان می‌شود(15).

یافته‌های تحقیقات نشان می‌دهند که پس از تمرینات تناوبی بی هوازی، حداکثر توان حدود 13درصد و میانگین توان در تکرارهای 30 ثانیه‌ای 27درصد افزایش می‌یابد. این تغییرات باافزایش غلظت کراتین فسفات عضلانی زمان استراحت در ارتباط نمی‌باشد، بلکه با افزایش تولید انرژی از طریق گلیکولیز بی هوازی مرتبط است. تارهای عضلانی نوع I به دلیل ظرفیت هوازی بالاتر نسبت به تارهای نوع II در پر کردن ذخیره‌های کراتین فسفات در طول دوره‌های استراحت درگیرند. به علاوه، تارهای کند انقباض در حذف لاکتات تجمع یافته در دوره‌های فعالیت، بیشتر از تارهای نوع تند انقباض درگیر می‌شوند. تمرینات تناوبی سرعتی توانایی مصرف کراتین فسفات را افزایش می‌دهند که با دوره‌های استراحت کافی( حداقل 4 دقیقه) دوباره ذخیره می‌شوند و در نتیجه متابولیسم بی هوازی بدون لاکتات افزایش و گلیکولیز بی هوازی کمتر درگیر می‌شود. ضمن این که برای افزایش توانایی پرکردن سریع ذخایر کراتین فسفات، تارهای عضلانی با ظرفیت اکسیداتیو بالا مورد نیاز است. لازم به یادآوری است، چنان چه دوره‌های استراحت کوتاه باشد، متابولیسم بی هوازی لاکتیکی به میزان بالایی درگیر شده و افزایش اسیدوز می‌تواند تولید کراتین فسفات را از طریق کراتین کیناز میتوکندریایی مختل کند. همچنین بیک هم[4] و همکاران گزارش کردند که اجرای تمریناتHIIT به صورت تناوب‌های کوتاه به همراه ریکاوری های کوتاه یا تناوب‌هایطولانی‌تر به همراه ریکاوری های طولانی‌ترمی‌تواند ظرفیت بی هوازی و زمان واماندگی را افزایش دهد. در همین راستا نشان داده شد که تناوب‌های کوتاه 5 تا 15ثانیه ای با ریکاوری های کوتاه (نسبت کار به استراحت 3/1 )، می‌تواند سبب افزایش ظرفیت بی هوازی و زمان واماندگی دویدن روی نوارگردان شود(43).

مطلب مرتبط با این موضوع :  تولد بزرگسالان : چرا که نه!

2-4-تمرینات تناوبی هوازی کوتاه مدت

در این تمرینات که وهله‌های فعالیت برای مدت زمان 30 تا 60 ثانیه‌ای به طول می انجامد متابولیسم هوازی به نسبت بیشتری از متابولیسم بی هوازی به کار گرفته می‌شود(39). این نوع تمرینات درمقایسه با تمرینات تداومی با استفاده بیشتر از لیپیدها از تخلیه گلیکوژن جلوگیری می‌کند. تارهای عضلانی در تمریناتی با شدت  100% که به صورت تداومی به مدت 6 ـ 4 دقیقه انجام شود در مقایسه با تمرینات تناوبی با شدت  112%(15 ثانیه کار و 15 ثانیه استراحت) به یک صورت تخلیه نمی‌شوند. پس از 60 دقیقه تمرینات تناوبی، تخلیه گلیکوژنی معنی دار و مشابهی در تارهای عضلانی I و II صورت می‌گیرد، در صورتی که در تمرینات تداومی شدید، تخلیه گلیکوژن در تارهای نوع II نسبت به تارهای نوع I بیشتر است. در حقیقت، تخلیه گلیکوژنی در تمرینات تناوبی بینابین فعالیت زیر بیشینه با شدت  50% و فعالیت بیشینه تداومی با شدت  100% است. در فعالیت‌های تناوبی با ریکاوری فعال، فراخوانی نوع تارهای عضلانی و افزایش گلیکوژنولیز شبیه به فعالیت تداومی با شدت  100 % است، ولی تخلیه کمتر گلیکوژن در طول فعالیت تناوبی توسط دخالت بیشتر متابولیسم اکسیداتیو لیپیدها قابل توجیه است. افزایش سطوح آدنوزین تری فسفات، کراتین فسفات و سیترات در انتهای هر وهله فعالیت تناوبی باعث تضعیف گلیکولیز در اوایل مرحله بعدی فعالیت می‌شود(16).

اکسیژن ذخیره در میوگلوبین (400 میلی لیتر) حدود نصف اکسیژن مورد نیاز دوره‌های کوتاه فعالیت تناوبی را تأمین می‌کند. افزایش دسترسی به اکسیژن، ناشی از بارگیری مجدد ذخیره‌های میوگلوبین در دوره‌های استراحت، سبب افزایش تولید ATP از طریق هوازی می‌شود. آستراند[5] به منظور وارد کردن حداکثر فشار بر سیستم انتقال اکسیژن، دوره‌های تناوبی10 ثانیه فعالیت، 5 ثانیه استراحت را پیشنهاد می‌کند. به نظر می‌رسدکه کمبود اکسیژن[6] دلیلی برای استفاده از دیگر منابع انرژی نظیر فسفات‌های پر انرژی و اکسیژن متصل به میوگلوبین است(29).

سرعت در وهله‌های تناوبی کوتاه 10 ثانیه‌ای و ریکاوری 10 ثانیه، بالاتر از فعالیت تداومی با همان سطح لاکتات است. در حین ریکاوری، ذخیره اکسیژن میوگلوبین تجدید می‌شود، اما احتمالا در این مدت کوتاه، سنتز مجدد کراتین فسفات صورت نمی‌گیرد. با دوره‌های ریکاوری طولانی‌تر(30 ثانیه) افزایش سرعت در مقایسه با فعالیت تداومی حدود 5/1 برابر بیشتر از زمانی است که دوره‌های ریکاوری 10 ثانیه باشد.

در تمرینات تناوبی با شدت 100 درصدv و طول وهله‌های فعالیت 2 دقیقه و استراحت غیرفعال، اکسیژن مصرفی برابر با 95 درصد v و سطح لاکتات حدود 5/2 میلی مول است. بر اساس گزارش بیلات[7]، فعالیت‌های تناوبی 30 ثانیه‌ای با شدت 100 درصد v و30 ثانیه ریکاوری با شدت 50 درصد v باعث می‌شود که دوندگان حتی در دوره ریکاوری از تکرار پنجم تا آخرین تکرار در حداکثر اکسیژن مصرفی باقی بمانند. این نوع تمرین تناوبی با ریکاوری فعال سبب می‌شود تا ورزشکاران به مدت 10 دقیقه در حداکثر اکسیژن مصرفی قرار گیرند و در این حالت میانگین لاکتات خون حدود 4/7 میلی مول در لیتر گزارش شده است(44).  اجرای تمرینات تناوبی با شدتv علاوه بر بهبود عملکرد استقامتی،  را به حداکثر می‌رساند و باعث افزایش معنی داری در دانسیته میتوکندریایی می‌گردد. این نوع تمرینات همچنین محرکی برای برداشت و حذف لاکتات است(هر چه سطح تولید لاکتات بیشتر باشد، برداشت آن بیشتر می‌شود). استفاده از ریکاوری فعال در بین وهله‌های تناوبی نه تنها سبب می‌شود که فرد در حداکثر اکسیژن مصرفی نگه داشته شود، بلکه به عنوان محرکی برای برداشت لاکتات و حفظ سطوح لاکتات در سطح یکنواخت نیز می‌باشد. تمرینات تناوبی هوازی کوتاه مدت تأثیر اندکی برافزایش  دوندگان نخبه دارد، ولی این نوع تمرینات سبب بهبود RE و  در دوندگان پایین‌تر از نخبه می‌شوند. کاهش تهویه ریوی، بهبود RE و افزایش اکسیداسیون چربی‌ها به دنبال تمرینات تناوبی کوتاه مدت در مقایسه با تمرینات تداومی گزارش شده است. در تمرینات تداومی، افزایش نسبی در میزان تنفس با افزایش پیروات و پالمیتیل کارنیتین برابر است و بنابراین فعالیت آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون پیروات(پیروات دهیدروژناز) نسبت به آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون اسیدهای چرب افزایش می‌یابد. برعکس در تمرینات تناوبی، افزایش نسبی در میزان تنفس با افزایش پالمیتیل کارنی تین همراه است تا افزایش پیروات و بنابراین آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون اسیدهای چرب به میزان بیشتری افزایش می‌یابد تا آنزیم‌های درگیر در اکسیداسیون پیروات(55). ثونت[8]و همکاران گزارش کردندکه نوع استراحت (فعال در مقابل غیر فعال) در فعالیت منقطع تکرار شونده که به صورت 30 ثانیه فعالیت در 105 درصد حداکثر سرعت هوازی با 30 ثانیه استراحت غیر فعال یا فعال(50 درصد حداکثر سرعت هوازی) سبب شد که زمان رسیدن به واماندگی به طور معناداری برای گروه استراحت غیر فعال نسبت به گروه استراحت فعال طولانی‌تر بود و استراحت فعال سبب شد که ورزشکاران در زمان کمتری به 90و 95 درصد حداکثر اکسیژن مصرفی خود برسند اما در کل نشان داده شد که استفاده از هر دو نوع فعالیت منقطعمی‌تواند آمادگی هوازی را بهبود دهد. بنابراین حداکثر اکسیژن مصرفی مستقل از نوع استراحت است(45).

مطلب مرتبط با این موضوع :  ضرورت استقرار سیستم برنامه ریزی منابع سازمان

3-4-تمرینات تناوبی هوازی بلند مدت

این نوع تمرینات شامل وهله‌های تکراری 1 تا 7 دقیقه با شدت 90-100 درصد v از مؤثرترین برنامه‌های تمرینی برای بهبود  و عملکرد استقامتی دوندگان گزارش شده است. در طول تمرینات تناوبی ( 7×2min at vVO2max,130bpm ) میزان اکسیژن مصرفی در اولین دقیقه 70 درصد  و در دومین دقیقه به 100 درصد  می‌رسید. سطوح بالای لاکتات پس از دو دقیقه فعالیت با شدتv به دلیل تخلیه CP و استفاده از ذخیره اکسیژن میوگلوبینی است(59). استپتو[9](2001) نیازهای متابولیکی یک جلسه تمرین تناوبی شدید(HIT) (8×5 at 86% VO2peak, 60s Rest) را در هفت دوچرخه سوار تمرین کرده با VO2peakبرابر با 14/5 لیتر در دقیقه تعیین کرد. این دوچرخه سواران میزان بالایی از اکسیداسیون کربوهیدرات (340 میلی مول بر کیلوگرم در دقیقه) را همراه با افزایش فزاینده اکسیداسیون چربی(16 تا 25 میلی مول بر کیلوگرم در دقیقه) در طی تمرین نشان داده‌اند(47) بنابراین برنامه ریزی تمرینات تناوبی هوازی بلند مدت به همراه جلوگیری از ایجاد اسیدوز، مشکل است.

4-4-تمرین انسداد عروقی(کاآتسو)

مفهوم تمرینات مقاومتی شدید برای افزایش هایپرتروفی عضلانی به یونان باستان بر می گردد. میلو[10] ، کشتی گیر مشهور یونانی، هر روز یک گوساله را تا زمانیکه به رشد کامل رسید بلند می کرد، چیزی که امروزه به اصل اضافه بار تدریجی شناخته شده است. در مقایسه با تمرینات کم شدت، تمرین مقاومتی با شدت متوسط و بالا یک محرک قوی جهت افزایش سنتز پروتئین عضلانی و فعالیت سلول ماهواره ای و کاهش پروتئولیز می باشد. تمرین مقاومتی با شدت بالا می تواند موجب هایپرتروفی عضلانی اندام و تنه و افزایش قدرت شود، همچنین مقاومت به انسولین را بهبود بخشیده و خطر ابتلا به دیابت نوع 2 را کاهش دهد. با این وجود، انجام تمرینات شدید برای آنهایی که در دوره ی بازیافت از آسیب دیدگی هستند، یا افراد دارای بیماریهای مزمن و برخی سالمندانی که توانایی تحمل فشار مکانیکی روی مفاصل را به هنگام تمرین مقاومتی سنگین ندارند، عملی نمی باشد. لذا در حال حاضر، در قرن 21 انواع مختلف تمرینات ورزشی مثل انسداد عروقی در طول تمرینات مقاومتی کم  شدت آزموده و بررسی می شوند(48). تمرینات انسداد عروقی یا همان کاآتسو تمرینات نسبتا جدیدی هستند که در شرایط محدود کردن جریان خون به عضلات اجرا می گردد. این نوع تمرین برای اولین بار توسط ژاپنی ها طراحی و در دسترس عموم قرار گرفت. در ابتدا این تمرین در ترکیب با تمرینات مقاومتی و با هدف افزایش هایپرتروفی و قدرت عضلانی اجرا گردید. در همین راستا چندین تحقیق به بررسی تأثیر تمرینات مقاومتی همراه با انسداد عروق بر هایپرتروفی عضلات اسکلتی، افزایش قدرت و همچنین پاسخ های عصبی، غدد درون ریز و قلبی عروقی پرداختند(49). به هر حال تمرین کاآتسو مختص تمرینات مقاومتی نبوده و مطالعات متعددی در زمینه ی تأثیر تمرینات هوازی همراه با انسداد عروقی بر ظرفیت های هوازی، قدرت و حجم عضلات اسکلتی صورت گرفته است(3). نشان داده شده که تمرین کم شدتی مثل راه رفتن وقتی با انسداد  همراه باشد می تواند سطح مقطع عضله ران و قدرت مفصل زانو را در آزمودنی های جوان و مسن به طور معنا داری بهبود ببخشد(49). بر خلاف تمرینات قدرتی با شدت بالا، تمرین راه رفتن علاوه بر افزایش اندازه عضله، کامپلیانس شریان و ورید کاروتید را نیز افزایش می دهد(49). ویژگی تمرین کاآتسو در اینست که با صرف زمان کمتر و شدت های پایین تمرینی می توان عملکرد ورزشکاران را ارتقا داد(49). برای ایجاد انسداد یک کش یا باند محدود کننده روی قسمت پروگزیمال عضو تمرینی قرار می گیرد که جریان خون به عضله فعال را کاهش می دهد. مسدود شدن بازگشت وریدی باعث ایجاد حوضچه خونی وریدی در اطراف عضله درگیر می شود(49) و از این طریق باعث ایجاد ایسکمی می شود که در شرایط ایسکمی میزان متابولیت ها و گلیکوژن و اکسیژن مصرفی بیشینه افزایش می یابد(45).

در حال حاضر هیچ روش استانداردی جهت بکارگیری انسداد عروقی در طول تمرین وجود ندارد. تفاوت های موجود در نوع کش های محدود کننده(اندازه و جنس)، فشار کش محدود کننده و مدت زمانی که این فشار اعمال می شود همگی ممکن است بر میزان انسداد در طول تمرین تأثیر بگذارند. دستکاری میزان انسداد در طول تمرین مقاومتی بر فعالسازی عضله و میزان خستگی تأثیر گذاشته است، بنابراین متغیرهایی که بر میزان انسداد تأثیر می گذارند باید به دقت بررسی شوند(30)

[1]-Pierce

[2]-Margarya

[3]-Fox

[4]-Bickham

[5]-Strand

[6]-Oxygen deficit

[7]-Billate

 

[10] -Milo