Onko tavoitteenasi kiinteytyminen? Tässä HIIT-sarjan toisessa osassa Mari Stenman kertoo, miten hyödyt korkeatehoisesta intervalliharjoittelusta.

Korkeatehoinen intervalliharjoittelu (HIIT) tuo nykyään monelle kuntoilijalle vaihtelua harjoitusohjelmaan ja tutkimustiedon mukaan auttaa todennäköisesti saavuttamaan hyviä tuloksia esimerkiksi kehon koostumuksen muokkaamisessa.

Tämän artikkelisarjan ensimmäinen osa Otatko HIIT-haasteen vastaan loi katsauksen korkeatehoisen intervalliharjoittelun yleisiin periaatteisiin. Nyt tavoitteena on tarkastella HII-treenin vaikutusta elimistön kykyyn polttaa rasvaa ja selvittää miksi kiinteyttäjän kannattaa lisätä harjoitusohjelmaansa teholtaan kovempia harjoituksia.

Asian ymmärtäminen vaatii lyhyttä katsausta myös liikuntafysiologiaan ja elimistön energiantuottomekanismeihin, sillä keho reagoi erilaiseen harjoitteluun eri tavalla sekä akuutisti treenin aikana, välittömästi treenin jälkeen että pitkällä aikavälillä harjoittelun jatkuessa säännöllisenä. 100 metrin pikajuoksu aiheuttaa siis aineenvaihdunnassa erilaisia sopeutumisreaktioita kuin 10 kilometrin hölkkä.

Katsaus energia-aineenvaihduntaan

Välitön energiantuotto – Elimistön energiantuotto tapahtuu ATP-nimisen fosfaattiyhdisteen kautta. Toisin sanoen pystyäkseen tuottamaan liikettä ja voimaa, lihas tarvitsee ATP:ta. ATP-pitoisuus lihaksissa on kuitenkin hyvin pieni ja se riittää energiaksi vain 1-2 sekunnin ajaksi.Nopein tapa tuottaa lisää ATP:ta on käyttää toista fostaattiyhdistettä nimeltään kreatiinifosfaatti (KP). Myös lihaksen KP-varastot ehtyvät kuitenkin nopeasti kestäen noin 7–20 sekuntia ja palautuen kovatehoisen harjoituksen jälkeen noin 30 minuutissa.Kahta edellistä energiantuottotapaa kutsutaan välittömäksi energian tuottamiseksi ja niitä käytetään esim. nopeissa pyrähdyksissä, yhdessä maksimaalisessa painonnostoliikkeessä tai tennissyötössä.

Lyhytkestoinen anaerobinen energiantuotto – Välittömien energialähteiden (ATP ja KP) ehdyttyä ryhdytään käyttämään muita elimistöön kertyneitä energialähteitä eli hiilihydraatteja ja rasvaa ATP:n tuottamiseksi.

Lyhytkestoisessa (7 sekuntia – 2 minuuttia) kovassa harjoituksessa lihasten supistuminen tapahtuu anaerobisen glykolyysin avulla, jossa ATP tuotetaan ilman happea lihasten ja maksan sokerivarastoista. 400 metrin juoksu on hyvä esimerkki liikuntasuorituksesta, jossa anaerobinen glykolyysi on tärkein energiantuoton kanava. Kyseisen energiantuottotavan etu on nopeus, mutta haitta epätaloudellisuus. Anaerobinen glykolyysi aiheuttaa myös maitohapon kertymistä elimistöön. Nykyään tosin tiedetään, että maitohappoa muodostuu myös levossa ja kevyessä harjoituksessa, mutta harjoitustehon kasvaessa sen tuotto ylittää poiston, jolloin maitohappoa pääsee kertymään elimistöön. Lisäksi viime vuosien tutkimukset ovat osoittaneet, että maitohappo ei ole ”paha aineenvaihduntajäte”, kuten pitkään ajateltiin, vaan sillä on tärkeä rooli energian varastoinnissa ja käytössä.Anaerobinen glykolyysi on monimutkainen kemiallinen prosessi, jossa muodostuu maitohapon lisäksi mm. vetyä. Mahdollisesti juuri vety aiheuttaa lihaksen Ph:n laskun, mikä puolestaan näyttää olevan yksi syy lihasten polttavaan tunteeseen ja väsymiseen. Muita lihasväsymisen selittäviä tekijöitä ovat energiavarastojen ehtyminen ja hermo-lihasjärjestelmän väsyminen.

Aerobinen energiantuotto – Aerobisessa energiantuotossa ATP muodostetaan joko hiilihydraateista tai rasvoista hapen avulla. Lyhytkestoisessa (2–15 minuuttia) suhteellisen kovatehoisessa liikunnassa, esimerkiksi Cooperin 12-minuutin juoksutestissä, energia tuotetaan hapen avulla pääasiassa hiilihydraateista. Pidemmissä ja kevyttehoisemmissa harjoituksissa, kuten tunnin sauvakävelylenkillä, rasvojen käyttö energianlähteenä tehostuu.

Energialähteiden käyttö käytännössä – Käytännössä on hyvä tiedostaa, että elimistö käyttää energialähteitä aina jollakin tasolla päällekkäin, vaikka yksi tapa onkin eripituisissa ja –tehoisissa suorituksissa dominoiva. Keho pyrkii aina tehokkaimpaan ja taloudellisimpaan energiantuottotapaan. Taulukko alla (Rehunen 1997, s. 35) havainnollistaa aerobisen ja anaerobisen energiantuoton suhteellisen jakautumisen eripituisten maksimaalisten harjoitusten aikana.

HIIT rasvanpolton tehostajana

Viime vuosien aikana on mediassa tullut useasti vastaan otsikot ”HIIT tehostaa rasvanpolttoa” ja ”HIIT auttaa kiinteytymään”. Energia-aineenvaihduntakatsauksen jälkeen ymmärrämme, että rasva ei juurikaan pala HII-harjoituksen aikana. Tämä johtuu siitä, että kohtuutehoisessa harjoituksessa lihasten kyky tuottaa energiaa vapaista rasvahapoista lisääntyy ja korkeatehoisessa harjoittelussa tilanne on päinvastainen, sillä lihasten mahdollisuus käyttää rasvaa energialähteenä on hyvin rajoitettu.

Mihin sitten perustuvat tutkimukset, joissa HII-treenijakson jälkeen koehenkilöiden rasvaprosentti on pienentynyt merkittävästi (esim. Heydari et al. 2011)? Tai tutkimukset, joissa HIIT-ryhmäläisten ja kestävyysharjoitteluryhmän muutokset kehon koostumuksessa ovat olleet samankaltaisia (esim. MacPherson et al. 2011) puhumattakaan tutkimuksista, joissa HII-treeniä tehneiden koehenkilöiden rasvaprosentti on pienentynyt enemmän kuin tasaisella teholla treenanneen ryhmän (esim. Trapp et al. 2008)?

HII-harjoittelun edut kiinteyttäjälle perustuvat 1) harjoituksen aikaiseen energiankulutukseen, 2) harjoituksen jälkeiseen energiankulutukseen ja 3) korkeatehoisen harjoittelun aiheuttamiin hormonaalisiin ja entsyymivasteisiin.

Korkeatehoinen harjoitus kuluttaa enemmän energiaa kuin samanpituinen matalatehoinen. Rasvojen suhteellinen osuus energialähteenä on huomattavasti pienempi HII-harjoituksessa, mutta absoluuttinen osuus saattaa nousta jopa lähelle matalatehoisen harjoituksen määrää. Edellinen pätee varsinkin pidempikestoisissa ”melkein kaikki peliin” -intervalleissa.

Kuva 1 havainnollistaa energiankulutusta sekä eri energialähteiden käyttöä vaihtelevilla harjoitustehoilla. Harjoituksen aikainen energiankulutus ei kuitenkaan täysin selitä HIIT:n tehoa kehon muokkaajana, varsinkin kun korkeatehoiset treenit ovat yleensä lyhyempiä kuin tasatehoiset harjoitukset, jolloin energiankulutus saattaa olla sama ja energiaksi käytetyn rasvan määrä jopa pienempi. HIIT:in etuna tällöin on toki lyhyempi treeniin käytetty aika.

Toinen HII-treenin aiheuttamaa tehostunutta rasvanpolttoa selittävä tekijä liittyy harjoituksen jälkeiseen energiankulutukseen (excess post-exercise oxygen comsumption, EPOC). Liikunnan jälkeen energiankulutus jatkuu kohonneena ja EPOC:in suuruuteen vaikuttavat sekä harjoituksen kesto että teho. Tehon tiedetään kuitenkin olevan suuremmassa roolissa kuin keston. Mielenkiintoinen esimerkki HIIT:in jälkeisestä kohonneesta energiankulutuksesta on Paolin ja kollegoiden tutkimus (2012). He vertasivat HIIT-tyyliin toteutetun voimaharjoittelun (80–85 % RM1) ja perinteisempään tapaan toteutetun voimaharjoittelun (8 liikettä, 4 x 8 toistoa, 70–75 % RM1) jälkeistä energiankulutusta sekä energialähteiden käyttöä. HIIT-ryhmän lepoenergiankulutus/vrk oli keskimäärin 363 kcal suurempi 22 tuntia harjoituksen jälkeen mitattuna verrattuna perinteisesti toteutettuun voimaharjoitteluun. Lisäksi HIIT-ryhmä käytti rasvoja merkittävästi enemmän energialähteenä kuin toinen testiryhmä.

Harjoituksen jälkeisen kohonneen energiankulutuksen lisäksi korkeatehoinen harjoittelu aiheuttaa kehossa fysiologisia mm. hormoneiden vapautumiseen ja entsyymien aktiivisuuteen perustuvia reaktioita, jotka stimuloivat rasvanpolttoa. Näyttää siis siltä, että HIIT parantaa elimistön kykyä oksidoida eli kansan kielellä polttaa rasvaa, sillä harjoituksen aiheuttamat hormonaaliset vasteet ja energia-aineenvaihdunnan muutokset tehostavat rasvan käyttöä energiana. Kehomme viisaat mekanismit reagoivat kovatehoiseen liikuntaan liittyvään hiilihydraattien runsaaseen käyttöön tehostamalla rasvan käyttöä harjoituksen jälkeen. Kovan harjoitustehon aiheuttama katekoliamiini-hormonien (esim. adrenaliini ja noradrenaliini) vapautuminen stimuloi rasvan vapautumista varastoista ja sen käyttöä energiana. Kuva 2 havainnollistaa harjoitustehon vaikutuksen sekä adrenaliinin että noradrenaliinin pitoisuuksissa.

Uusin tutkimustieto antaa viitteitä myös siitä, että HIIT vaikuttaisi harjoittelun jälkeiseen energiansaantiin positiivisesti. Ylipainoisilla miehillä tehdyssä tutkimuksessa koehenkilöt söivät vähemmän kovatehoisen intervalliharjoittelun jälkeen verrattuna kontrolliryhmään, joka teki tasavauhtisen ja keskitehoisen harjoituksen.

Yhteenvetona todettakoon, että pienempää rasvaprosenttia tavoittelevan kannattaa ottaa HIIT mukaan harjoitusohjelmaansa 1–2 kertaa viikossa. Monipuolinen, järkevä ja pitkälläkin tähtäimellä tuloksia tuottava harjoitusohjelma sisältää kuitenkin myös matalatehoisempaa harjoittelua ja lihashuoltoa. Lisäksi kiinteytyjä hyötyy lihaskuntoharjoittelusta, jonka voi toki tehdä myös HIIT-tyyliin.Intervallisarjan seuraava osa selvittää miten HIIT auttaa parantamaan hapenottokykyä.

Lähteinä käytetty mm.

Alkahtani, S., King, N., Hills, A. & Byrne, N. 2013

. Effect of interval training intensity on fat oxidation, blood lactate and the rate of perceived exertion in obese men.

Springer Open Journal

2:532.Harris, N. & Wood, M. 2012. High-Intensity Intermittent Exercise. A Brief review for Les Mills International Ltd. Sports Performance Research Institute, New Zealand.

Heydari, M., Freund, J. & Boutcher, S. 2011

. The Effect of High-Intensity Intermittent Exercise on Body Composition of Overweight Young Males.

Journal of Obesity

, Vol. 2012, Article ID 480467.

Jonathan P. Little, Adeel Safdar, Geoffrey P. Wilkin, Mark A. Tarnopolsky and Martin Gibala 2010

. A Practical model of low-volume high-intensity interval training induces mitochondrial biogenesis in human skeletal muscle: potential mechanisms.

Journal of Physiology

588.6, pp 1011 – 1022.

MacPherson, R., Hazell, T., Paterson. D. & Lemon, P. 2011

. Run Sprint Interval Training Improves Aerobic Performance but not Maximal Cardiac Output.

Med. Sci. Sports Exerc

., Vol. 43, No. 1, pp. 115-122.Mc.Ardle, W., Katch, F. & Katch, V. 2010. Exercise Physiology. Nutrition, energy and human performance. Lippincott Williams & Wilkings.

Paoli A., Moro T., Marcolin G., Neri M., Bianco A., Palma A. and Grimaldi K. 2012

. High-Intensity Interval Resistance Training (HIRT) influences resting energy expenditure and respiratory ratio in non-dieting individuals.

Journal of Translational Medicine

, 10:237.Rehunen, S. 1997. Terveys ja Liikunta. VK-Kustannus.

Trapp, E.G., Chisholm, D.J., Freund, J. & Boutcher, S.H. 2008

. The effects of high-intensity intermittent exercise training on fat loss and fasting insulin levels of young women.

International Journal of Obesity

, Apr;32(4):684-91.

Slim, A. Y., Wallamn, S., Fairchild, T. & Guelfi, K. 2013

. High-intensity intermittent exercise attenuates ad-libidum energy intake.

International Journal of Obesity

, advanced online publication 9th July.Kuva: Shutterstock