Herzfrequenzzonen-Methodik - Was Sie wissen sollten

Trotz wachsender Popularität und Akzeptanz von Programmen mit Herzfrequenz-Zonen-Methodik, auch bekannt als Herzfrequenz-Training, scheint die Fitnessbranche im Allgemeinen kein solides Verständnis für die wissenschaftlichen Fakten und Einschränkungen dieses Programmierkonzepts zu haben. Ziel ist es daher, relevante Informationen so darzustellen Fitnesspraktiker Fitnessbegeisterte können die Vor- und Nachteile der Verwendung von HR-Zonen besser verstehen.

Maximale Herzfrequenz (MHR)

Viele Modelle verwenden eine mathematische Formel, um die maximale Herzfrequenz (MHR) basierend auf dem Alter zu bestimmen, vorausgesetzt, alle Menschen im gleichen Alter haben die gleiche MHR - dies kann nicht weiter von der Wahrheit entfernt sein (1). Die maximale Herzfrequenz wird in erster Linie durch die Genetik bestimmt und auf jede Person zugeschnitten, anstatt durch eine Formel verallgemeinert zu werden - eine Vielzahl von Ereignissen beeinflussen sie, darunter:

Alter

• Obwohl Menschen mit zunehmendem Alter einen altersbedingten Rückgang der MHR beobachten, nimmt dieser weder notwendigerweise linear ab, noch ist er ein Schlag pro Minute (bpm) pro Jahr. Es liegen Daten vor, die zeigen, wie Personen angepasst werden können, um die gleiche MHR für einen Zeitraum von 15 bis 20 Jahren aufrechtzuerhalten - nicht geeignete Personen; Zeigen Sie jedoch eine linearere Abnahme über die Zeit (2).

Konditionierungsstufe

• Da sich das kardiopulmonale System an das Training anpasst (vorwiegend aerobes Training), kann die MHR abnehmen, wenn das maximale Herzzeitvolumen (Q) durch eine Erhöhung des Schlagvolumens (SV) erreicht wird. Das Herzzeitvolumen repräsentiert die Arbeitskapazität des Herz-Kreislauf-Systems (HR x SV), während SV das Blutvolumen darstellt, das bei jedem Schlag aus dem linken Ventrikel gepumpt wird (3).

Stress

• Stimulanzien, Erholungsstatus und Blutvolumen (Flüssigkeitszufuhr) können sich alle auf Ruhe, Bewegung und MHR auswirken - da sie von Tag zu Tag variieren können, kann sich auch die MHR einer Person ändern.

Während mehr als 30 verschiedene MHR-Formeln existieren, ist das Fox- und Haskell-Modell (220 Jahre) aufgrund seiner einfachen Verwendung möglicherweise das beliebteste. Es hat jedoch auch eine der signifikanteste Fehlergrenzen - Dieser Fehler wird auf ungefähr 12 Schläge pro Minute (eine Standardabweichung) geschätzt (4, 5). Dies bedeutet beispielsweise, dass 68% einer Gruppe von 100 20-jährigen Personen eine echte MHR zwischen 188 und 212 Schlägen pro Minute (220 Jahre ± 12 Schläge pro Minute) aufweisen würden (Abbildung 1). Bei Erweiterung auf zwei Standardabweichungen oder ungefähr 95% der Gruppe verdoppelt sich der Fehler auf 24 Schläge pro Minute (d. H. MHR = 176-224 Schläge pro Minute); 3 Standardabweichungen stellen ungefähr 99% der Gruppe dar, wobei sich der Fehler auf jeder Seite der Schätzung auf 36 Schläge pro Minute ausdehnt (d. H. MHR = 164-236 Schläge pro Minute). Darüber hinaus neigt diese Formel dazu, bei jüngeren Personen zu überschätzen (z. B. kann ein 25-Jähriger niemals 195 Schläge pro Minute erreichen). Es neigt dazu, bei älteren Erwachsenen zu unterschätzen (z. B. kann ein 60-Jähriger 160 Schläge pro Minute überschreiten). Sie können jetzt die Fehlerwahrscheinlichkeit sehen. Wenn Sie eine MHR-Formel verwenden möchten (die dies nicht tun sollte), sollten Sie eine mit kleineren Fehlern in Betracht ziehen (z. B. Tanaka = 208 - {0,7 x Alter}).

Abbildung 1: Fehlerbeispiel der 220-Altersformel zur Schätzung der MHR bei einem 20-Jährigen

Zonenmethodik

Die meisten Modelle enthalten Perzentile, um ihre Zonen zu unterscheiden, und wählen Werte basierend auf willkürlichen Ideen, Einfachheit oder mathematischer Bequemlichkeit aus, anstatt auf evidenzbasierter Wissenschaft. Einige schließen sich sogar der Annahme an, dass jeder Zonenbereich eine bestimmte Stoffwechselreaktion optimal hervorruft (z. B. 60-75% MHR = Fettverbrennungszone). Leider gibt es keine konsistenten Beweise für die Annahme, dass eine bestimmte Intensität bei allen Menschen dieselbe Anpassung hervorruft. Beispielsweise kann bei einigen Personen ihre optimale Fettverbrennungszone bei 55-60% der MHR auftreten, während sie bei anderen Personen bei 80-85% der MHR liegen kann. Die Wahrheit ist, dass unser Stoffwechsel so einzigartig ist wie unser Fingerabdruck und Geschlecht, Hormonspiegel, Ernährung, Anpassungen an die Bewegungsspezifität, Genetik, Medikamente und mehr Einfluss darauf. Wie können wir also eine Zone durch einen generischen Bereich definieren? Nehmen Sie als Beispiel MyZone ™, das ein 5-Zonen-Modell enthält - Grau, Blau, Grün, Gelb und Rot, wobei jedes einen bestimmten Intensitätsbereich darstellt (z. B. 50-59% MHR; 60-69% MHR usw.). . Stellt jede Zone ein bestimmtes physiologisches oder metabolisches Ereignis dar? Zweifelhaft bei Verwendung eines One-Size-Fits-All-Ansatzes. Sie verwenden Perzentilbereiche für andere Zwecke - während sie keine physiologischen oder metabolischen Zonen darstellen, können sie verwendet werden, um Intensitäten darzustellen, aus denen Sie Erfolge, Anerkennungen, Abzeichen oder Belohnungen (d. H. Gamification) erzielen können. Fortschritt und Einhaltung sollen anhand dieser Metriken gemessen werden. Auch hier müssen wir die Einschränkungen bei der Ausübung der Herzfrequenz verstehen, die auch von vielen Ereignissen beeinflusst werden, darunter:

Blut Volumen

• Ein dehydrierter Körper verringert im Allgemeinen das Blutvolumen und erhöht anschließend die HR-Reaktionen über den Normalwert hinaus. Bedeutet dies, dass Sie mihr Punkten für die Dehydrierung belohnt werden?

Simulanzien (z. Koffein)

• Sie können das sympathische Nervensystem aktivieren, was die HR-Reaktionen über den Normalwert hinaus beschleunigt. Wird man wiederum mihr Punkten für die Einnahme eines Stimulans belohnt?

Stress und mangelnde Erholung

• Ein Körper, der sich nicht ausreichend von körperlicher Betätigung oder Lebensstress erholt hat, kann überdurchschnittlich hohe HR-Reaktionen zeigen.

Fitnessverbesserungen

• Trainingsanpassungen senken die HR-Reaktionen aufgrund einer verbesserten kardiorespiratorischen Effizienz - das Erreichen voreingestellter Intensitätsbereiche kann mit der Zeit schwieriger werden (d. H. Eine Person findet es aufgrund verbesserter Fitness schwieriger, Zonenpunkte zu verdienen). Warum sollten sie dafür bestraft werden, dass sie fit werden?

Wir sollten uns daher fragen: Wenn die Verfolgung der Zeit oder des Erreichens in Zonen so inkonsistent ist, wenn sie aus% MHR abgeleitet wird, ist dies ein gültiger Indikator für die Einhaltung, den Fortschritt oder die Verbesserung?

Anaerobes Training und HR

Jedes Mal, wenn sich die Trainingsintensität ändert, passt sich das kardiopulmonale System des Körpers an die neuen Anforderungen an. Leider dauert dies einige Zeit - je nach Intensitätsbelastung zwischen 30 und 45 Sekunden bis zu mehreren Minuten (6,7). Die Fähigkeit des Körpers, den aktuellen Energiebedarf zu decken, wird als Erreichen eines stationären Zustands (SS) bezeichnet, der oft als „zweiter Wind“ bezeichnet wird. Er repräsentiert im Wesentlichen HR-Reaktionen, die den Arbeitsanforderungen entsprechen. Warum interessieren wir uns für SS-Intensitätsübungen? SS-HR-Reaktionen während submaximaler Arbeit (d. H. Außerhalb der Ruhe-HR oder MHR) korrelieren anständig mit dem Sauerstoffverbrauch (VO2), aus dem die Kalorien konsistent geschätzt werden können. Diese Korrelation gilt jedoch nur für SS-HR-Reaktionen während des Trainings und nicht für Nicht-SS-Training (3,6). In Anbetracht der Beliebtheit vieler heutiger Workouts, bei denen die Teilnehmer Arbeitsintervalle von weniger als 3 Minuten durchführen (z. B. HIIT-Training, Krafttrainingssätze), handelt es sich meistens eher um Nicht-SS-HR-Antworten als um SS-HR-Antworten. Anschließend spiegelt die gemessene HR-Reaktion nicht unbedingt die tatsächliche Arbeit des Körpers wider. Führen Sie den folgenden einfachen Test durch, um das Konzept dieser Verzögerung der HR-Reaktion zu belegen oder die Nicht-SS-Natur des Intervalltrainings zu demonstrieren:

• Führen Sie 4 Minuten lang eine SS-Übung mit leichter bis mäßiger Intensität durch, während Sie die HR-Reaktion überwachen und aufzeichnen (nach 4 Minuten sollte sich Ihre HR idealerweise abschwächen und eine SS-Reaktion erzielen). Führen Sie als Nächstes eine 60-75-sekündige Übung mit hoher Intensität durch, bevor Sie zu einem entspannten Tempo zurückkehren, um sich zu erholen. Führen Sie die folgenden Aufgaben aus:

1. Wie lange hat es gedauert, bis die HR-Reaktion mit dem Klettern begann? Hatte es sich um 10 Sekunden stark erhöht? Wie wäre es mit der 30-Sekunden-Marke? Möglicherweise steigt sie bis zum Ende des Arbeitsintervalls noch an.
2. Überwachen Sie die HR-Reaktion während der ersten 30 Sekunden der Wiederherstellung. Ist die HR in der frühen Phase der Genesung weiter gestiegen oder ist sie unmittelbar nach dem Ende des Trainings gesunken?

Dies bedeutet, dass die während des Intervalltrainings gemessene Herzfrequenz aufgrund der verzögerten Reaktionszeit nicht zur Schätzung der tatsächlichen Arbeit des Körpers oder der Kalorien verwendet werden kann. Daher handelt es sich nur um eine Zahl. Als Zahl kann es jedoch immer noch einen gewissen Wert halten, wenn die gleiche Arbeitsintensität bei niedrigeren Nicht-SS-HR-Reaktionen konsistent ausgeführt wird oder wenn die HR während der Erholungsphase schneller abnimmt (d. H. Beide implizieren eine verbesserte kardiopulmonale Effizienz).

Welche Schlussfolgerungen ziehen wir daraus? Wir sind uns einig, dass mathematische Formeln, insbesondere im Alter von 220 Jahren, ebenso fehlerhaft sind wie Zonen, die willkürlich definierte Bereiche verwenden. Das Ziel, die Zeit zu bewerten oder zu aggregieren, die in Zonen verbracht wird, in denen HR trainiert wird, ist zu inkonsistent und wird von viel zu vielen Variablen beeinflusst, die nicht mit dem Trainingsaufwand zusammenhängen. Darüber hinaus können einige Modelle ihre Zonen nicht anpassen, um Trainingsanpassungen zu ermöglichen. Darüber hinaus spiegeln die HR-Reaktionen während eines Intervall-Trainings ohne SS weder die tatsächliche physiologische Arbeit des Körpers (d. H. Die Zeitverzögerung) wider, noch schätzen die HR-Reaktionen die Kalorien genau.

Sollten wir also die Zonenmethode verwerfen? Nicht… Die Zonenmethode bietet das Potenzial, Anpassungen systematisch zu unterteilen, wie wir es beim Krafttraining beobachten (d. H. Ausdauer, Hypertrophie, Kraft). Wir müssen uns jedoch auf genauere Methoden verlassen, die die entsprechenden Anforderungen an die Körpersys stellen, um die gewünschten Anpassungen hervorzurufen (z. B. Fettverbrennungseffizienz, anaerobe Kapazität).

Die logischste Lösung besteht darin, eine individuellere Zonenmethode zu verwenden, die aus den einzigartigen Stoffwechselmarkern einer Person abgeleitet ist (d. H. Beatmungsschwelle Eins - VT1; Beatmungsschwelle Zwei - VT2) anstelle von generischen Formeln von MHR (3,7).

• VT1 ist ein metabolischer Marker für die aerobe Effizienz und bietet einen hervorragenden Einblick in das, was wir als Kraftstoff verbrennen (z. B. Fette, Kohlenhydrate) - auch bekannt als Kalorienqualität. Relevant ist hier, dass es einen signifikanten Einfluss darauf hat, was wir während des SS-Trainings verbrennen und, was noch wichtiger ist, was wir den ganzen Tag über als Brennstoffe verbrennen.
• VT2 ist ein metabolischer Marker für die anaerobe Kapazität und liefert einen Einblick in die Kalorienmenge (d. H. Die Anzahl der Kalorien, die für die Leistung und möglicherweise für den Gewichtsverlust relevant sind).

Das Schöne an der Verwendung individualisierter Zonenprogramme, die von einzigartigen Stoffwechselmarkern abgeleitet sind, besteht darin, dass sie kontinuierlich angepasst werden können, wenn sich der Körper anpasst, was realistischere Mittel zur Überwachung von Fortschritten und Erfolgen bietet. Beachten Sie jedoch auch bei diesem Modell; Es gibt keine Lösung, um Nicht-SS-HR-Antworten genau zu messen - wir müssen diese unvermeidliche Wahrheit akzeptieren.

Die heutige Technologie und tragbare Geräte schreiten sehr schnell voran, und es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Innovatoren in der Fitnessbranche von der MHR-basierten Zonenmethode abweichen und bessere Modelle auf der Grundlage des Stoffwechsels anwenden. (Ambiotex ™ ist ein innovatives Technologieunternehmen, das ein tragbares Hemd entwickelt hat, das diese metabolischen Biomarker misst.) Angesichts der Größe der bedeutenderen kommerziellen Nutzer von HR-Zonen wie Orange Theory Fitness ™ und MyZone glaube ich, dass sie der Katalysator sein können, um die gesamte Fitnessbranche voranzubringen. Wenn Sie jemand sind, der innovativ und evidenzbasiert sein möchte, ist es vielleicht an der Zeit, darüber nachzudenken, wie und wann Sie den Übergang zu diesen innovativen Ideen und Anwendungen vollziehen.

Verweise

1. Robergs R und Landwehr R (2002). Die überraschende Geschichte der HRmax = 220-Altersgleichung. Journal of Exercise Physiology Online, 5 (2), ISSN 1097-9751.
2. Bryant CX, Merrill S und Green DJ (Herausgeber) (2014). Personal Trainer Handbuch (5^th Auflage). San Diego, CA. American Council on Exercise.
3. Kenney WL, Wilmore JH und Costill DL (2012). Physiologie von Sport und Bewegung (5^th Auflage). Champaign, Il., Human Kinetics.
4. Skinner JS, Bryant CX, Merrill S und Green DJ (Herausgeber), (2015). Handbuch für medizinische Übungsspezialisten. San Diego, CA. American Council on Exercise.
5. Riebe D (Herausgeber) (2018). ACSMs Richtlinien für Belastungstests und Verschreibungen (10^th Auflage). Riverwoods, Il, Wolters Kluwer Gesundheit.
6. Kraemer WJ, Fleck SJ und Deschenes MR (2012). Übungsphysiologie: Integration von Theorie und Anwendung. Baltimore, MD. Lippincott Williams und Wilkins.
7. Pocari J, Bryant CX und Comana F, (2015). Übung Phsyiologie. Philadelphia, PA. F. A. Davis and Company.