Neue Programmierideen für traditionelles Cardio-Training, Teil 1

Cardio-Programme entwickeln sich angesichts der sich ändernden Bedürfnisse und Wünsche der Sportler weiter. Zum Teil aufgrund zeitlicher Einschränkungen, aber auch aufgrund neuer Forschungsergebnisse, sind die kürzeren, intensiveren und dennoch zeiteffizienten Programme heute vielleicht die beliebteste Wahl. Dieses Format spricht jedoch möglicherweise nicht alle an und ist auch nicht für viele Anfänger geeignet, die mit Übungen beginnen, bei denen positive Erfahrungen für die langfristige Einhaltung und den Erfolg entscheidend sind. Es sind traditionellere Steady-State- (SS) oder neuere Aerobic-Intervall- (AI) Formate, die ihren Anforderungen möglicherweise besser entsprechen. Es gibt Programmierempfehlungen, die Personen beim Entwerfen von SS-Übungen unterstützen, aber es gibt auch Einschränkungen bei diesen Richtlinien. Der Schwerpunkt dieses Artikels (Teil 1) liegt auf der Erörterung einiger dieser Einschränkungen, der Bereitstellung einer einfachen Programmieralternative für neue Übende und der Einführung der wissenschaftlichen Prinzipien hinter der möglicherweise genauesten und personalisiertesten Programmiermethode - einer, die aus einem bestimmten Stoffwechsel abgeleitet ist individuelle Marker.

Prozentsatz des maximalen Herzfrequenzfehlers

Die Programmiervariablen, die beim Entwerfen von SS-Programmen manipuliert werden, sind durch das Akronym FITT-VPP (Häufigkeit, Intensität, Zeit, Typ, Volumen, Muster, Verlauf) des American College of Sports Medicine (ACSM) gekapselt, unterliegen jedoch inhärenten Einschränkungen (1). . Beispielsweise zeigt die Verwendung einer vom Alter vorhergesagten Formel für die maximale Herzfrequenz (MHR) zur Messung der Trainingsintensität signifikante Fehlergrenzen, die bei der Programmierung berücksichtigt werden müssen.

Die vom Alter vorhergesagte MHR-Formel 220 - Alter wird weiterhin als Grundlage für die Verschreibung von Trainingsprogrammen und als Kriterium für die Erreichung maximaler Anstrengung verwendet. Trotz seiner weit verbreiteten Verwendung als integraler Bestandteil unserer Cardio-Kultur in den letzten 45 Jahren wurde seine Gültigkeit untersucht und es wurde gezeigt, dass er signifikante Fehler aufweist (2 - 5). Obwohl diese Gleichung ursprünglich willkürlich aus den Ergebnissen von 10 Studien in den 1970er Jahren bestimmt wurde (6), zeigen nachfolgende Untersuchungen, dass der Fehler in der Standardabweichung dieser Schätzung ungefähr zehn bis zwölf Schläge beträgt. Wie in Abbildung 1-1 dargestellt und 12 Schläge als Beispiel für 20-Jährige verwendet, bedeutet dies, dass für eine Standardabweichung einer Population (~ 68%) ihre wahre MHR auf beiden Seiten der berechneten Zahl um 12 Schläge fällt. Bei zwei Standardabweichungen (~ 95% einer Population) verdoppelt sich dieser Fehler auf 24 Schläge. Dies führt zu einem signifikanten Fehler bei der Intensität von Über- und Unterschulungen für Einzelpersonen.

Abbildung 1-1: Die Standardabweichung für die 220 - Altersformel am Beispiel der 20-Jährigen.

Darüber hinaus wurde diese Gleichung nie mit einer Bevölkerungsstichprobe aufgestellt, die eine ausreichende Anzahl jüngerer und älterer Erwachsener umfasste. Folglich validiert die 220-Alters-Formel MHR nicht über die gesamte Altepanne von Erwachsenen bei gesunden Menschen. Beispielsweise kann ein 60-Jähriger eine berechnete MHR von 160 Schlägen pro Minute (bpm) leicht überschreiten, während ein 20-Jähriger möglicherweise niemals 200 bpm erreicht (7). Eine weitere wichtige Überlegung bei der Verwendung von% MHR besteht darin, dass Diskrepanzen bei der Ruheherzfrequenz (RHR) nicht berücksichtigt werden, wie in Tabelle 1-1 dargestellt. Beispielsweise muss eine Person mit einer RHR von 50 Schlägen pro Minute viel härter trainieren, um 140 Schläge pro Minute zu erreichen, als eine Person mit einer RHR von 75 Schlägen pro Minute. Dies kann die Möglichkeit einer Über- oder Unterverschreibung geeigneter oder beabsichtigter Trainingsintensitäten für Einzelpersonen weiter übertreiben.

Obwohl diese Formel vorschreibt, dass gleichaltrige Menschen ähnliche MHRs haben, variiert diese Zahl signifikant zwischen gleichaltrigen Menschen und zeigt keinen konsistenten One-Beat-Rückgang mit dem Alter. Während das Alter ungefähr 80% der individuellen Varianzen bei MHR erklärt, üben Konditionierungsniveaus und andere Faktoren ebenfalls einen Einfluss aus (4). Das Altern zeigt einen allmählichen Rückgang der MHR aufgrund einer verminderten β-Rezeptor-vermittelten Empfindlichkeit im Herzen gegenüber Katecholaminen (z. B. Adrenalin) und physiologischen Veränderungen im Sinusknoten des Herzens, die die inotrope (Kraft) und chronotope (Herz) Herzfrequenz senken. Antworten. Die Wahrheit ist jedoch, dass diese Zahl (d. H. MHR) bei konditionierten Personen 20 Jahre lang etwas konstant bleiben kann (7).

Tabelle 1-1: Diskrepanz bei der Schätzung der Trainingsintensität unter Verwendung von% MHR zwischen zwei 30-Jährigen.

Andere Faktoren beeinflussen die MHR - die Genetik übt einen signifikanten Einfluss auf die RHR und die MHR aus, der unabhängig von Alter oder Konditionierungsniveau ist. Die Trainingsleistung wird nicht durch MHR beeinflusst, und tatsächlich erleben einige Personen verringerte MHRs mit verbesserten Konditionierungsniveaus aufgrund von Ausdehnungen des Blutvolumens, was wiederum das Schlagvolumen und das Herzzeitvolumen erhöht. MHR wird auch von der Höhe beeinflusst, in der es aufgrund unserer Unfähigkeit, so hart zu trainieren, schätzungsweise um ungefähr eine Schläge pro Minute pro 1.000 Fuß Höhe abfällt.

In den letzten Jahren haben ACSM und andere Organisationen erkannt, dass genauere mathematische Formeln für MHR mit kleineren Standardabweichungen existieren, und empfehlen nun, diese Formeln anstelle von Fox und Haskell 220 - Age zu verwenden, wenn% MHR verwendet wird Berechnung. Beispiele für einige Formeln sind in Tabelle 1-2 (1, 5) dargestellt.

Tabelle 1-2: Genauere mathematische% MHR-Formeln

Du bist dran: Mach die Mathe: Using the three mathematical formulas provided in table1-2 and traditional 220-Age formula, calculate Cassidy’s and Rachel’s target heart rates at 70% MHR if Cassidy is 22 years old and Rachel is 59 years old.

Eine einfache Programmieralternative

Die Herzfrequenz (z. B.% MHR, Herzfrequenzreserve) ist nur eine Methode, mit der wir die Trainingsintensitässen können. Es gibt andere, einfachere Methoden wie die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) und den Gesprächstest, mit denen das allgemeine Trainingserlebnis und die Einhaltung für neue Trainierende verbessert werden können.

Lautstärke (Frequenz x Dauer) und Intensität sind die beiden Hauptvariablen, die beim Entwerfen von Cardio-Programmen manipuliert werden und in die integriert sind (Volumen-Intensitäts-Progression). Dieses einfache Modell kann sich für jemanden als vorteilhaft erweisen, der mit Herzfrequenzmessungen (HR) nicht vertraut oder ambivalent ist oder die HR möglicherweise nicht überwachen möchte. Dieses Modell kann auch sportlichen Personen dienen, die es vorziehen, kollektive physiologische Reaktionen zu messen und nicht nur die Herzfrequenz. Das Multiplizieren des Volumens mit der Intensität liefert eine quantifizierbare Zahl, auf die der Übende zielen kann, und liefert gleichzeitig eine Grundlage für das Fortschreiten. Die grundlegenden Richtlinien für die Verwendung dieses Modells lauten einfach:

• Identifizieren Sie eine geeignete Häufigkeit und Dauer, die überschaubar und erreichbar ist. Zum Beispiel dreimal pro Woche für 20 Minuten. Mehrfachfrequenz nach Dauer zur Berechnung des Gesamtvolumens (z. B. 3 × 20 Minuten = 60 Minuten).
• Wählen Sie eine geeignete Intensität mit einem RPE-Score, der die entsprechende Überlastung und Erfahrung bietet. Die in Tabelle 1-3 dargestellte Tabelle oder die Borg 0-10 Category Ratio Scale sind Beispiele für geeignete RPE-Skalen.

Tabelle 1-3: Einfache 1-10 RPE-Skala

• Multiplizieren Sie das berechnete Volumen mit der ausgewählten Intensität (z. B. 5), um Ihr geplantes Ziel für die Woche zu bestimmen, und entscheiden Sie sich dann für eine geeignete Fortschrittsrate (z. B. 10%). Beispielsweise:
• Volumen: 3 x 20 Minuten = 60 Minuten
• Intensität = 5 von 10
• Zielpunkte: 60 Minuten x RPE von 5 = 300 Punkte

Nach einer wöchentlichen Progressionsrate von 10%:

• Woche 1 = 300 Punkte
• Woche 2 = 330 Punkte
• Woche 3 = 365 Punkte

• Der Fortschritt sollte auf der Erreichung der wöchentlichen Ziele beruhen und damit das Recht auf Fortschritt verdienen. Dieses Modell schafft zwar Rechenschaftspflicht bei der Verfolgung des individuellen Fortschritts, ermöglicht jedoch gleichzeitig ein gewisses Maß an Flexibilität bei der Erreichung der Zielpunkte, wie in Tabelle 1-4 dargestellt. Beispielsweise kann das Ziel darin bestehen, die zugewiesene wöchentliche Gesamtpunktzahl wie beschrieben zu erreichen, das Modell berücksichtigt jedoch unvorhergesehene Änderungen, die im Leben auftreten können. Optionen liegen darin, die Variablen zusammen zu manipulieren (z. B. die Trainingsdauer zu reduzieren, aber dennoch Punkte durch Häufigkeit oder Intensität zu erreichen). Denken Sie jedoch daran, dass obwohl ist eine effiziente Methode zur Stimulierung der Anpassung und des Kalorienverbrauchs. Sie kann auch die Wahrscheinlichkeit von Abrieb erhöhen, der mit schlechten Erfahrungen verbunden ist. Daher wäre es sinnvoll, die Parameter für die Manipulation der Intensität zu definieren.

Tabelle 1-4: Bearbeiten der Programmiervariablen

Stoffwechselmarker im Körper

Die traditionelle metabolische Referenz im Training ist seit langem VO₂ und Intensitäten ausgedrückt als Prozentsatz von VO₂max, VO₂Peak oder VO₂ Reserve (VO₂R). Obwohl die Forschung VO unterstützt₂ Als metabolische Referenz ist die praktische Anwendung des Testens von VO stark₂ und Überwachen der Intensität damit (z. B. VO₂Peak, VO₂max, VO₂Reserve) begrenzt seine Verwendung. In jüngerer Zeit hat die Forschung ein besseres Verständnis des Stoffwechsels und spezifische Einblicke in einzigartige Beatmungsmarker geliefert, die wir jetzt in der Übungsprogrammierung verwenden können (8). Wie in Abbildung 1-2 dargestellt, steigt mit zunehmender Trainingsintensität auch die Beatmung etwas linear an. Beatmungsschwellen beschreiben jedoch nichtlineare Abweichungen in dieser Beziehung, die signifikanten Stoffwechselereignissen im Körper entsprechen, die als Beatmungsschwelle eins (VT1) und Beatmungsschwelle zwei (VT2) bezeichnet werden (7). Vor VT1 nimmt die Beatmung mit der Trainingsintensität ziemlich linear zu und zeigt dann eine leichte Ablenkung oder Zunahme (VT1). Dieser etablierte lineare Anstieg setzt sich in höheren Intensitäten fort, bis eine zweite Ablenkung auftritt, die VT2 definiert, ein Ereignis, das von vielen Praktikern und der Öffentlichkeit häufiger als Laktatschwelle bezeichnet wird.

Abbildung 1-2: Lungenbeatmung mit VT1 und VT2.

Obwohl VT1 und VT2 in einer Laborumgebung genau gemessen werden können, wurden auch Schätzungen entwickelt, die vor Ort leicht gemessen werden können, damit die Praktiker diese Marker bewerten und entsprechend programmieren können. Beispielsweise wird der Gesprächstest zur Messung von VT1 verwendet. Ursprünglich wurde der Gesprächstest als informelle, subjektive Methode zur Schätzung der Trainingsintensität auf der Grundlage des Komforts für kontinuierliche Gespräche entwickelt. Die Forschung unterstützt jedoch die Nützlichkeit der Bewertung der Fähigkeit zum kontinuierlichen Sprechen als Marker für VT1. Studien, die an verschiedenen Bevölkerungsgruppen durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass der Gesprächstest ein sehr guter Marker für VT1 ist (9-11). Eine Voraussetzung für ein angenehmes Sprechen ist die Kontrolle der Atemfrequenz, insbesondere aber die Ablaufphase, in der wir sprechen (8). Mit fortschreitender Trainingsintensität wird der Anstieg der Beatmung auf das erweiterte Atemvolumen (definiert als Atemzugvolumen) und dann auf die Atemfrequenz zurückgeführt.

• Unterhalb von VT1 wird das Sprechen in ganzen Absätzen und die Verwendung längerer Sätze im Allgemeinen als angenehm angesehen. Typischerweise reagieren Einzelpersonen auf eine Reihe von sprachanregenden Reizen (z. B. Versprechen der Treue, Alphabet-Spiel - "A wenn für Apfel, B ist für Jungen" usw.) und können mindestens 10 Sekunden lang bequem sprechen.
• VT1 stellt den Punkt dar, an dem kontinuierliches Sprechen nichhr angenehm ist (d. H. Es ist herausfordernd, aber nicht schwierig geworden) und ist im Allgemeinen durch die Fähigkeit gekennzeichnet, nur kürzere Sätze zu verwenden.
• Oberhalb von VT1 wird dieses kontinuierliche Sprechen auf dem Weg zu VT2 schwierig, wenn nur sehr kurze Sätze und Phrasen möglich sind. VT2 wird im Allgemeinen identifiziert, wenn man zwischen den Atemzügen nur wenige Wörter sprechen kann oder wenn das Sprechen nicht möglich ist.

VT1 repräsentiert die Trainingsintensität, bei der kontinuierliches Sprechen von angenehm zu herausfordernd zu unangenehm wird. Wie in Abbildung 1-3 dargestellt, spiegelt es den Übergangspunkt wider, an dem unser Primärbrennstoff von Fetten zu Kohlenhydraten wechselt (dh von 51% Fett / 49% Kohlenhydratverwertung zu 49% Fett / 51% Kohlenhydratverwertung), der in erläutert wird Details im folgenden Abschnitt. Was VT1 als Stoffwechselmarker bedeutet, ist jedoch der Beginn des Verlusts unserer Fähigkeit, weiterhin Fette als Primärbrennstoff zu verwenden, was ein Maß für die aerobe Effizienz oder die Kalorienqualität ist. Effektive Cardio-Trainingsprogramme, ob für Sportler oder auf andere Weise, sollten sich niemals einfach darauf konzentrieren, wie hart man arbeiten kann (d. H. Kalorienmenge). Sie sollten vielmehr darauf abzielen, den Körper zu trainieren, Fette bei höheren Trainingsintensitäten sowie in Ruhe des Körpers effizienter zu nutzen.

Abbildung 1-3: Kraftstoffverbrauch zwischen Ruhe und maximaler Belastung.

Zellatmung von Kraftstoffen

Unter metabolischen Gesichtspunkten stellen diese Änderungen im Sprechen Verschiebungsverhältnisse von verbrauchtem Sauerstoff und erzeugtem Kohlendioxid dar, die die Kraftstoffnutzung widerspiegeln, die wir nun erklären werden. Es versteht sich von selbst, dass der Körper bei geringeren Trainingsintensitäten Fett als Kraftstoff bevorzugt, da die Sauerstoffversorgung ausreicht, um den zusätzlichen Bedarf an Fettstoffwechsel zu decken, und der Energiebedarf immer noch relativ gering ist. Durch Untersuchen der ausgeglichenen chemischen Gleichung für eine gemeinsame freie Fettsäure, die von Muskelzellen verwendet wird (d. H. Palmitinsäure), stellen wir eine Ungleichheit zwischen der verwendeten Sauerstoffmenge fest (23O)₂) und die Menge des erzeugten Kohlendioxids (16CO₂). Daraus können wir schließen, dass die kardiorespiratorische Herausforderung für den Körper in der Inspiration (Aufnahme von mehr Sauerstoff in den Körper) und nicht in der Exspiration liegt, bei der weniger Kohlendioxid produziert wird, das entfernt werden muss.

C₁₆H₃₂O₂ + 23O₂ = Energie + 16CO₂ + 16H₂O

Dieser Bedarf an zusätzlichem Sauerstoff unter Belastungsstress wird anfänglich durch eine Erhöhung des Atemzugvolumens (TV) gedeckt, was durch die anfänglichen Änderungen der Beatmung zu Beginn eines Trainings mit mäßiger Intensität belegt wird (eine Erhöhung des TV geht einer Erhöhung der Atemfrequenz voraus). Da das Ausatmen bei diesen Intensitäten ein langsamer, schrittweiser Prozess bleibt und die geringeren Mengen an produziertem Kohlendioxid sanft ausgestoßen werden, kann davon ausgegangen werden, dass die Fähigkeit einer Person, kontinuierlich zu sprechen, nicht beeinträchtigt werden sollte, wenn man bedenkt, wie das Sprechen während der Ausatmungsphase durchgeführt wird. Wenn wir den Gesprächstest verwenden und das Sprechen angenehm bleibt, können wir daher davon ausgehen, dass Fette der Hauptbrennstoff sind (8).

Wenn wir nun die unten dargestellte ausgeglichene chemische Gleichung für Glucose untersuchen, stellen wir fest, dass die Ungleichheit der Gasmengen nichhr besteht (d. H. Zwischen der verwendeten Sauerstoffmenge und dem erzeugten Kohlendioxid). Angesichts dieser gleichen Mengen liegt unsere kardiorespiratorische Herausforderung nun sowohl in der Inspiration (Einatmen von mehr Sauerstoff) als auch in der Ausatmung (Ausatmen von mehr Kohlendioxid). Denken Sie auch daran, dass Glukose weniger Energie pro Molekül liefert als eine Fettsäure und bei intensiverem Training bevorzugt wird. Zusammengenommen bedeutet dies eine schnellere Nutzung von Glukose im Vergleich zu Fetten und viel größere Mengen an benötigtem Sauerstoff und produziertem Kohlendioxid.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = Energie + 6CO₂ + 6H₂O

Wenn wir uns einer höheren Trainingsintensität zuwenden, werden wir außerdem anfangen, größere Mengen an Laktat und Wasserstoff anzusammeln, die aufgrund des größeren Beitrags unserer anaeroben Bahnen von Muskelzellen ins Blut gelangen. Unser Bedürfnis, diese Wasserstoffionen zu puffern, erzeugt zusätzliches Kohlendioxid, das wir aus unserer Lunge ausstoßen. Insgesamt erfordert die schnellere Produktion von Kohlendioxid in den Atemwegen dieses zusätzliche Volumen, das aus unserem Puffersystem stammt, ein starkes Ausatmen. Ein stärkeres Ausatmen verkürzt die Dauer der Ausatmungsphase, wodurch die nächste Einatmungsphase früher stattfinden kann - was unsere Atemfrequenz erhöht. Da während der Ablaufphase gesprochen wird, wird die Fähigkeit einer Person zum Sprechen beeinträchtigt. Atemzüge, die kurz und erzwungen sind, machen die Konversation in längeren Sätzen schwieriger, da sie erzwungen und abgehackt werden. Wenn wir den Gesprächstest verwenden und das Sprechen schwierig wird, können wir daher davon ausgehen, dass Glukose der Hauptbrennstoff ist (8).

Jetzt, da wir ein klareres Verständnis von VT1 haben und sprechen; Aerobe Effizienz und Kraftstoffnutzung können wir nun eine Diskussion darüber einleiten, wie ein praktischer Feldtest zur Messung von VT1 durchgeführt werden kann und wie effektive Trainingsprogramme zur Verbesserung der aeroben Effizienz entwickelt werden können. Diese Informationen werden in bereitgestellt Zweiter Teil dieser Cardio-Programmierserie.

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