Zone 2 Cardio: niedocenione narzędzie treningowe

Cześć!

[zanim przejdziemy do właściwej treści tego newslettera muszę Wam napisać, że uwagi i poprawki do jego treści naniósł mój kolega ze sztafety mieszanej, znany szerzej jako dr hab. Michał Biały - adiunkt w Katedrze i Zakładzie Fizjologii Doświadczalnej i Klinicznej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego - wyobraźcie sobie jaką tremę miałam wysyłając mu ten dokument do wglądu i oczekując na poprawki i komentarz. Ale to nie koniec, wyobraźcie sobie teraz jak bardzo podskoczyłam czytając smsa o treści “bardzo fajnie jest to napisane”].

Dzisiejszy WellTalks miał być o VO2max - pułapie tlenowym, czyli o maksymalnej zdolności organizmu do pobierania, transportowania i wykorzystywania tlenu podczas intensywnego wysiłku. Jest to niezwykle istotny parametr, ponieważ jest wskaźnikiem sprawności układu oddechowego, krążeniowego, możliwości transportu tlenu przez krwinki, a wreszcie wykorzystania tlenu w komórkach przez mitochondria (elektrownie komórkowe) do produkcji substratów energetycznych (ATP) z wykorzystaniem tlenu. VO2 max czyli maksymalna objętość pobranego tlenu (O2) podczas intensywnego wysiłku stanowi jeden z najsilniejszych predyktorów długowieczności, a także jest silnie i odwrotnie skorelowany ze śmiertelnością z jakiejkolwiek przyczyny. Przełomowe badanie z Cleveland Clinic], które objęło ponad 122 000 pacjentów, jednoznacznie wykazało, że sprawność fizyczna jest jednym z najpotężniejszych wskaźników predykcyjnych zdrowia i długości życia [1]

Jeżeli regularnie i świadomie się ruszacie, to brzmi nieźle, prawda? Jeśli z jakiegoś powodu nie traktujecie ruchu jako inwestycji w swoją przyszłość, to ten powyższy akapit powinien Was skutecznie zmotywować. Oprócz VO2max (które da się “wytrenować”, ale o tym w kolejnym WellTalksie), mamy jeszcze niedoceniane narzędzie treningowe, podczas którego można nadrabiać maile, edukować się, słuchać podcastów, webinarów, a nawet odbywać calla.

Wyższy poziom VO2max, sprawności krążeniowo-oddechowej jest odwrotnie skorelowany ze śmiertelnością długoterminową, bez widocznej górnej granicy korzyści, a sprawność fizyczna jest jednym z najpotężniejszych wskaźników predykcyjnych zdrowia i długości życia. [1]

Zanim jednak przyjrzymy się szczegółowo VO2max, musimy zejść o poziom niżej. A w zasadzie o parę poziomów (stref) niżej.

Przed Wami Zone 2 Cardio.

W ostatnich latach trening w strefie 2 (zone 2) zyskał znaczną popularność, wykraczając poza kręgi profesjonalnych sportowców i stając się przedmiotem zainteresowania osób dążących do optymalizacji zdrowia i długowieczności. Trening w strefie 2 nie jest jedynie „nudnym cardio”, ani żmudnym narzędziem do uzyskiwania deficytu kalorycznego poprzez niekończące się sesje na orbitreku. Trening w 2 strefie jest precyzyjnie zdefiniowanym stanem fizjologicznym, który wywołuje unikalne i głębokie adaptacje w funkcjonowaniu układu krążenia i oddechowego zalecanym w profilaktyce nadciśnienia tętniczego, ale też na poziomie komórkowym w funkcjonowaniu mitochondriów. Adaptacje te stanowią fundament zarówno dla osiągania elitarnych wyników w sportach wytrzymałościowych, jak i dla utrzymania długoterminowego zdrowia metabolicznego i prewencji chorób cywilizacyjnych. [2]

Powszechnie stosowane wzory do szacowania stref tętna, takie jak formuła 220−wiek (wzór 220-wiek nie ma podstaw naukowych i jego pochodzenie jest niejasne, formuła ta znacząco zaniża maksymalne tętno u starszych dorosłych i zawyża u dzieci i młodzieży), są jedynie bardzo uogólnionymi estymacjami. Badania wykazują, że mogą one znacząco przeszacowywać lub niedoszacowywać rzeczywistą intensywność wysiłku dla danej osoby, co czyni je narzędziem o niskiej precyzji. [3] Prawdziwa, fizjologiczna definicja strefy 2 jest zakotwiczona w obiektywnych i mierzalnych progach metabolicznych:

Pierwszy Próg Mleczanowy (LT1) / Pierwszy Próg Wentylacyjny (VT1): strefa 2 jest definiowana jako intensywność wysiłku znajdująca się tuż poniżej pierwszego progu mleczanowego (LT1) lub jego oddechowego odpowiednika, pierwszego progu wentylacyjnego (VT1). LT1 to punkt, po przekroczeniu którego stężenie mleczanu we krwi zaczyna w sposób mierzalny wzrastać powyżej wartości spoczynkowych. Wynika to ze zwiększonego poziomu przemian beztlenowych spowodowanych większym zapotrzebowaniem na substraty energetyczne (ATP) w stosunku do możliwości produkcji ATP w mitochondriach z wykorzystaniem tlenu. Eksperci definiują próg mleczanowy jako stabilny fizjologicznie, ze stężeniem mleczanu we krwi na poziomie około 1-2 mmol/L. [4]

Zakres Mleczanowy według Iñigo San Millána: Dr San Millán, pionier badań nad strefą 2, precyzuje ten zakres jeszcze dokładniej. Na podstawie testów metabolicznych przeprowadzonych na sportowcach, określił on, że optymalna intensywność dla strefy 2 często występuje przy stężeniu mleczanu we krwi w przedziale od 1.7 do 1.9 mmol/L, szczególnie u osób wytrenowanych. [2] Ta precyzja podkreśla, że strefa 2 nie jest szerokim zakresem, ale wąskim, specyficznym oknem metabolicznym.

Iñigo San Millán, to jeden z czołowych ekspertów w dziedzinie metabolizmu komórkowego, profesor University of Colorado School of Medicine, a także trener przygotowania fizycznego, Head of Performance w teamie UAE Team Emirates, trener Tadeja Pogačara (2019-2023).

Kluczową cechą fizjologiczną strefy 2 jest to, że odpowiada ona intensywności, przy której organizm osiąga najwyższą bezwzględną szybkość utleniania kwasów tłuszczowych. Zjawisko to, określane jako FatMax, jest uważane za „złoty standard” w identyfikacji indywidualnej strefy. [5] Można je precyzyjnie zmierzyć za pomocą testów metabolicznych z analizą gazów oddechowych (ergospirometria).

[przejdziemy teraz do części, która może być nieco trudniejsza dla tych, którzy nie mieli do tej pory do czynienia z fizjologią wysiłku, ale poniżej postaram się to opisać w wersji uproszczonej]

Zbieżność trzech zjawisk – pierwszego wzrostu stężenia mleczanu (LT1), maksymalnego tempa utleniania tłuszczów (FatMax) oraz maksymalnej zdolności do usuwania mleczanu – nie jest przypadkowa. Trzeci filar, maksymalna zdolność do usuwania mleczanu, oznacza punkt, w którym system recyklingu mleczanu w organizmie pracuje z najwyższą wydajnością. Wytrenowane włókna mięśniowe typu I, serce i wątroba zużywają mleczan jako preferowane paliwo w dokładnie takim samym tempie, w jakim jest on produkowany. Utrzymywana jest w ten sposób idealna równowaga, a stężenie mleczanu we krwi, mimo wysiłku, pozostaje na stałym, niskim poziomie.

Ta zbieżność jest odzwierciedleniem tego, czym jest strefa 2: punktem maksymalnej, zrównoważonej pracy tlenowej w bogatych w mitochondria włóknach mięśniowych (wysiłek o intensywności odpowiadającej strefie 2 angażuje przede wszystkim wolnokurczliwe włókna mięśniowe typu I, które charakteryzują się bardzo wysoką gęstością mitochondriów, gęstą siecią naczyń włosowatych i dużą zdolnością do oddychania tlenowego). Wysiłek w strefie 2 jest o minimalnie niższej intensywności od wysiłku, który w znaczącym stopniu angażuje do produkcji energii procesy beztlenowe i prowadzi do niekontrolowanej produkcji mleczanów.  

Upraszczając,

załóżmy, że organizm to silnik hybrydowy, który może korzystać z dwóch głównych rodzajów paliwa: tłuszczu(wydajne, ale wolno się rozpędza) i glikogenu, który daje szybką moc, ale jego zapasy szybko się kończą.

‍

Trening w strefie 2, to znalezienie idealnego "biegu" dla tego silnika, w którym dzieją się trzy kluczowe procesy jednocześnie:

- maksymalne spalanie tłuszczu: organizm zużywa najwięcej tłuszczu jako głównego źródła energii

- recykling paliwa: ciało zaczyna produkować niewielkie ilości substancji zwanej mleczanem, który zamiast być problemem, jest natychmiast wychwytywany i używany jako dodatkowe paliwo premium

- praca "w tlenie": wszystko to odbywa się we włóknach mięśniowych typu I, które są bardzo bogate w mitochondria, czyli “elektrownie komórkowe”. W strefie 2 te elektrownie pracują na pełnych obrotach, ale w sposób stabilny i całkowicie zrównoważony, zużywając tlen

W skrócie, strefa 2 to metaboliczny "złoty środek". To najwyższy poziom wysiłku, jaki możesz utrzymać przez długi czas, pracując wydajnie i bez gromadzenia zmęczenia. Jeśli zbytnio przyspieszysz, przekroczysz granicę strefy i wtedy silnik przełączy się na mniej wydajne, "beztlenowe" spalanie glukozy, a mleczan zacznie się gromadzić, prowadząc do zadyszki i "palenia" w mięśniach.

Trening w strefie 2, poprzez maksymalizację wykorzystania tłuszczów i jednoczesne doskonalenie zdolności do utleniania mleczanu, bezpośrednio rozwija elastyczność metaboliczną, czyli zdolność organizmu do przełączania się między utlenianiem tłuszczów a węglowodanów, w zależności od ich dostępności i zapotrzebowania.

Zone 2 Cardio jako optymalny bodziec dla mitochondriów

Główna teza dr. Iñigo San Millána, poparta analizą tysięcy testów metabolicznych, głosi, że strefa 2 jest intensywnością, która w największym stopniu stymuluje i poprawia funkcję mitochondriów. Ten specyficzny bodziec prowadzi do jednoczesnego wzrostu zarówno gęstości mitochondriów (więcej mitochondriów na jednostkę objętości komórki), jak i ich wydajności (każde pojedyncze mitochondrium funkcjonuje sprawniej). [2]

Dr Peter Attia rozwija tę koncepcję, podkreślając, że wzmacnianie mitochondriów poprzez regularny trening w strefie 2 jest kluczowym elementem strategii wydłużania healthspanu (życia w zdrowiu), ponieważ postępujący z wiekiem spadek funkcji mitochondrialnej jest jednym z fundamentalnych mechanizmów starzenia się. Utrzymanie zdrowej i licznej populacji mitochondriów pozwala na efektywną produkcję energii, prawidłowe usuwanie substratów energetycznych z krwi i zachowanie ogólnej homeostazy metabolicznej. [6]

Kształtowanie elastyczności metabolicznej

Elastyczność metaboliczna to zdolność organizmu do efektywnego przełączania się między utlenianiem tłuszczów i węglowodanów w zależności od dostępności paliwa i zapotrzebowania energetycznego. Jest to jeden z najważniejszych wskaźników zdrowia metabolicznego.

Trening w strefie 2, poprzez maksymalizację wykorzystania tłuszczów i jednoczesne doskonalenie zdolności do utleniania mleczanu, bezpośrednio rozwija tę elastyczność. Zwiększona zdolność do spalania tłuszczów przy niskich i umiarkowanych intensywnościach pozwala na oszczędzanie ograniczonych zapasów glikogenu mięśniowego. Glikogen ten może być następnie wykorzystany podczas wysiłków o wysokiej intensywności, co jest kluczowe dla wyników sportowych w dyscyplinach wytrzymałościowych.

Z drugiej strony, metaboliczna nieelastyczność, obserwowana w stanach takich jak insulinooporność i cukrzyca typu 2, charakteryzuje się upośledzoną funkcją mitochondriów i znacznie zmniejszoną zdolnością do utleniania kwasów tłuszczowych. Organizm staje się nadmiernie zależny od glukozy, co może prowadzić do problemów z jej metabolizmem. Trening w strefie 2, poprzez stymulację mitochondriów, może bezpośrednio przeciwdziałać tym negatywnym zmianom i przywracać zdolność do efektywnego spalania tłuszczów. [7]

Wróćmy teraz na chwilę do VO2max, czyli pułapu tlenowego - jednego z najsilniejszych predyktorów długowieczności, o którym pisałam na początku tego newslettera:

Chociaż trening w strefie 2 sam w sobie nie jest najskuteczniejszym sposobem na bezpośrednie zwiększenie VO2max, odgrywa on kluczową rolę w tworzeniu fizjologicznych podstaw [8], które umożliwiają poprawę tego wskaźnika. Jak?

• długotrwały, regularny wysiłek w strefie 2 prowadzi do wzrostu i wzmocnienia mięśnia sercowego, co pozwala mu pompować więcej krwi z każdym uderzeniem. Zwiększa się również objętość osocza, co poprawia wydajność całego układu sercowo-naczyniowego. Poprawia się znacząco pojemność płuc i tempo wymiany pęcherzykowej pozwalającej na transport większej ilości tlenu. Stąd poprawa wydolności krążeniowo-oddechowej, której towarzyszy wzrost liczby erytrocytów transportujących tlen i dwutlenek węgla.
• trening ten stymuluje angiogenezę, czyli tworzenie nowych, drobnych naczyń krwionośnych, co usprawnia dostarczanie tlenu do pracujących mięśni
• większa liczba mitochondriów w komórkach mięśniowych oznacza lepszą zdolność do wykorzystania dostarczanego tlenu

Bezpośrednia Rola HIIT: Trening o wysokiej intensywności jest najsilniejszym bodźcem bezpośrednio podnoszącym VO2max. Metaanaliza badań wykazała, że chociaż zarówno klasyczny trening wytrzymałościowy, jak i HIIT prowadzą do poprawy VO2max, przyrosty są znacznie większe w przypadku HIIT. [9]

Ale! (zawsze jest jakieś “ale”) Należy pamiętać, że relacja między treningiem w strefie 2 a VO2max jest synergistyczna. Strefa 2 rozbudowuje pojemność systemu tlenowego, podczas gdy HIIT zwiększa maksymalną wydajność tego systemu. Próba maksymalizacji VO2max za pomocą samego HIIT, bez odpowiedniej bazy zbudowanej w strefie 2, często prowadzi do stagnacji i przetrenowania, ponieważ podstawowa infrastruktura fizjologiczna jest niewystarczająca do obsłużenia tak intensywnych bodźców.

Elitarni sportowcy wytrzymałościowi, w różnych dyscyplinach, nie spędzają większości czasu na treningach o wysokiej intensywności. Zamiast tego, ich plany treningowe opierają się na spolaryzowanym modelu treningu. Model ten zakłada, że około 80% całkowitego czasu treningowego odbywa się przy niskiej intensywności (strefa 1 i 2), a 20% przy wysokiej intensywności (strefy 4 i 5), z minimalną ilością czasu spędzaną w strefach pośrednich (progowych).[4]

Próba maksymalizacji VO2max za pomocą samego HIIT, bez odpowiedniej bazy zbudowanej w strefie 2, często prowadzi do stagnacji i przetrenowania, ponieważ podstawowa infrastruktura fizjologiczna jest niewystarczająca do obsłużenia tak intensywnych bodźców.

Zone 2 Cardio w praktyce

Dla osób niebędących zawodowymi sportowcami, korzyści płynące z treningu w strefie 2 są związane przede wszystkim ze zdrowiem metabolicznym - regularny trening w strefie 2 może poprawiać wrażliwość na insulinę i regulację poziomu glukozy we krwi, zwiększając zdolność organizmu do efektywnego wychwytywania przez komórki naszego ciała glukozy z krwiobiegu, wpływając tym samym na zmniejszenie ryzyka rozwoju cukrzycy typu 2. [10]. Pozytywne efekty wysiłku fizycznego w profilaktyce cukrzycy polegają na produkcji przez pracujące mięśnie czynników przeciwzapalnych (np. IL6 typu mięśniowego, IL-1ra, IL10), które dodatkowo hamują produkcję prozapalnych czynników takich jak TNF-alfa będących jednym z głównych „odpowiedzialnych" za insulinooporność, czy zaburzenia przemiany tłuszczów.

Trening w strefie 2 wpływa korzystnie na profil lipidowy (podnosząc poziom cholesterolu HDL, a obniżając LDL) oraz poprawia ogólną wydajność serca, co przekłada się na niższe ryzyko chorób sercowo-naczyniowych [11]

‍

Metody określania strefy 2

złoty standard (metody laboratoryjne):

• testy metaboliczne: bezpośredni pomiar zużycia tlenu i produkcji dwutlenku węgla podczas testu wysiłkowego o stopniowo rosnącej intensywności, jest najdokładniejszą metodą wyznaczania strefy 2, zalecaną przez dr. San Millána
• testy mleczanowe: polegają na pobieraniu próbek krwi (zazwyczaj z opuszka palca lub płatka ucha) podczas testu wysiłkowego w celu określenia pierwszego progu mleczanowego (LT1)

wiarygodne metody zastępcze (testy terenowe):

• Talk Test: najprostsza i najbardziej dostępna metoda. Strefa 2 to najwyższa intensywność, przy której można swobodnie prowadzić rozmowę pełnymi zdaniami, bez konieczności łapania oddechu. Jeśli można śpiewać, intensywność jest za niska; jeśli można wypowiedzieć tylko kilka słów, jest za wysoka. Ta metoda jest zaskakująco dokładna, ponieważ trudność w mówieniu jest bezpośrednio związana z pierwszym progiem wentylacyjnym (VT1), gdzie wzrasta częstość oddechów w celu wydalenia nadmiaru CO2 powstającego w wyniku buforowania mleczanu
• ocena subiektywnego odczucia wysiłku (RPE): W skali od 1 do 10, gdzie 1 to brak wysiłku, a 10 to wysiłek maksymalny, strefa 2 odpowiada odczuciu na poziomie 3-4/10. Powinno to być tempo, które można utrzymać przez bardzo długi czas („all-day pace”)

Zalecenia ekspertów

Dr Peter Attia zaleca co najmniej 3-4 godziny treningu w strefie 2 tygodniowo, rozłożone na 3-4 sesje, aby czerpać korzyści związane z długowiecznością. Dr Andy Galpin sugeruje minimum 150-200 minut tygodniowo, co pozwala osiągnąć znaczące korzyści sercowo-naczyniowe i metaboliczne, nie kolidując jednocześnie z celami treningu siłowego.

Rodzaje aktywności i struktura sesji

Zasady treningu w strefie 2 można zastosować do każdej cyklicznej formy aktywności, takiej jak bieganie, jazda na rowerze, pływanie, wioślarstwo, czy szybki marsz. Dla osób o bardzo niskim poziomie wytrenowania, wysiłkiem w strefie 2 może być nawet energiczny spacer.

Typy sesji treningowych:

• ciągły wysiłek o stałej intensywności: najbardziej powszechna forma, polegająca na długim (zazwyczaj >60-90 minut), nieprzerwanym wysiłku utrzymywanym na stałym poziomie intensywności w strefie 2
• ciągły wysiłek o zmiennej intensywności: aby zmniejszyć monotonię, sesje mogą zawierać krótkie okresy o niższej intensywności (strefa 1) przeplatane z dłuższymi blokami w strefie 2 (np. w stosunku 1:5).

Praktyczny protokół:

• fundament: dążenie do realizacji 180-240 minut kardio w strefie 2 tygodniowo. Można to osiągnąć poprzez cztery sesje po 45-60 minut
• intensywny dodatek: włączenie jednej sesji o wysokiej intensywności w tygodniu. Może to być protokół „Norweski 4x4” (4 serie 4-minutowych interwałów przy tętnie ~ 80-85% HRmax, oddzielone 3-minutową aktywną regeneracją), który jest wysoce skuteczny w poprawie VO2max (o tym protokole w kolejnym WellTalksie)
• trening siłowy: włączenie 2-3 jednostek treningu oporowego w tygodniu, który zapewnia korzyści dla masy mięśniowej, gęstości kości i metabolizmu glukozy

Przyznaję, nie spodziewałam się, że temat strefy 2 będzie tak rozległy i trudny do napisania, wycięłam z tego tekstu ponad połowę pierwotnej wersji. O treningu i świadomym ruchu napiszemy zdecydowanie więcej w 3 rozdziale ebooka The Long Game Playbook.

Stan Tuned!

Kasia

‍

[1] Mandsager, K., Harb, S., Cremer, P., Phelan, D., Nissen, S. E., & Jaber, W. (2018). Association of Cardiorespiratory Fitness With Long-term Mortality Among Adults Undergoing Exercise Treadmill Testing. JAMA Network Open, 1(6), e183605. [2] San Millán, I., & Brooks, G. A. (2018). What we have learned about lactate dynamics from recent studies: a new perspective on the endurance training prescription. Sports Medicine, 48(4), 827–850. [3] Tanaka, H., Monahan, K. D., & Seals, D. R. (2001). Age-predicted maximal heart rate revisited. Journal of the American College of Cardiology, 37(1), 153–156. [4] Seiler, S. (2010). What is Best Practice for Training Intensity and Duration Distribution in Endurance Athletes?. International Journal of Sports Physiology and Performance, 5(3), 276–291. [5] Jeukendrup, A. E., & Achten, J. (2004). Maximal fat oxidation during exercise: a review. International Journal of Sports Medicine, 25(S 1), S28–S35. [6] Gomes, A. P., Price, N. L., Ling, A. J. Y., Moslehi, J. J., Montgomery, M. K., Rajman, L., White, J. P., Teodoro, J. S., Wrann, C. D., Hubbard, B. P., Mercken, E. M., Palmeira, C. M., de Cabo, R., Rolo, A. P., Turner, N., Bell, E. L., & Sinclair, D. A. (2013). Declining NAD(+) induces a pseudohypoxic state disrupting nuclear-mitochondrial communication during aging. Cell, 155(7), 1624–1638.  [7] Goodpaster, B. H., & Sparks, L. M. (2017). Metabolic Flexibility in Health and Disease. Cell Metabolism, 25(5), 1027–1036. [8] Joyner, M. J., & Coyle, E. F. (2008). Endurance exercise performance: the physiology of champions. The Journal of Physiology, 586(1), 35–44. [9] Milanović, Z., Sporiš, G., & Weston, M. (2015). Effectiveness of High-Intensity Interval Training (HIIT) and Continuous Endurance Training for VO2max Improvements: A Systematic Review and Meta-Analysis. Sports Medicine, 45(10), 1469–1481. [10] Richter, E. A., & Hargreaves, M. (2013). Exercise, GLUT4, and skeletal muscle glucose uptake. Physiological Reviews, 93(3), 993–1017. [11] Kodama, S., Tanaka, S., Saito, K., Shu, M., Sone, Y., Onitake, F., Suzuki, E., Shimano, H., Yamamoto, S., Kondo, K., Ohashi, Y., Yamada, N., & Sone, H. (2007). Effect of aerobic exercise training on serum levels of high-density lipoprotein cholesterol: a meta-analysis. Archives of Internal Medicine, 167(10), 999–1008.

‍