After-burn efekt po fyzické aktivitě. Jaká je pravda?
obrázek z crossfitdc.com

After-burn efekt po fyzické aktivitě. Jaká je pravda?

Nebudu daleko od pravdy, když řeknu, že téměř každý návštěvník posilovny či fitnesscentra už slyšel, nebo se dokonce sám
účastnil diskuse na téma: „U čeho spálím vice energie, u kardia nebo u silového tréninku?“ Určitě mi dáte za pravdu, když napíšu, že bude v této diskuzi velice těžké určit pomyslného vítěze a každý si bude stát za svým. Při této výměně názorů se s dost velkou pravděpodobností může objevit zajímavý poznatek ve smyslu: „Při kardiu sice spálím více energie než během silového tréninku, ale po silovém tréninku je mnohem vyšší afterburn efekt, který může trvat až 24 hodin, a proto silovým tréninkem nakonec spálíme energie více.Co tento afterburn efekt znamená a má tento diskutér pravdu? Můžeme tento afterburn efekt nějak cíleně navýšit? Může též hrát roli naše trénovanost nebo pohlaví? Dnešní článek si klade za cíl dát vám uspokojivé odpovědi na tyto otázky a ještě mnohem více!

Afterburn efekt neboli EPOC – co to znamená?

EPOC, v anglickém jazyce Excess Post-Exercise Oxygen Consumption, do češtiny překládané jako zvýšená spotřeba kyslíku po
cvičení
, je odborný výraz pro děj trvající různě dlouhou dobu po ukončení fyzické zátěže. Úplně nejkratší formou EPOC může být krátké zadýchání se např. po náhlém sprintu na zastávku tramvaje. Tento kyslíkový dluh, jak lze také EPOC poněkud méně odborně, vyrovnáme několika hlubšími nádechy během pár okamžiků. Ovšem po nějaké těžší fyzické aktivitě už to tak jednoduché nebude. Určitě víte z vlastní zkušenosti, že po tréninku se ještě nějakou dobu více potíte, máte zrychlený tep, máte lehce zrychlené a prohloubené dýchání a pokud cvičíte ve večerních hodinách, můžete mít problém s usínáním. To jsou známky toho, že náš organismus stále pracuje na vyšší obrátky a bude nějakou dobu trvat, než se dostane do klidového stavu jako před tréninkem. Nás může těšit to, že takto „zadarmo“ spalujeme energii, jejíž zdrojem jsou převážně mastné kyseliny uvolňované z tukové tkáně (Saladin, 2012).

Některé procesy v organismu zodpovědné a související s EPOC 

  • Metabolizace laktátu v játrech zpět na glukózu
  • Odstranění dalších zplodin metabolismu vzniklých při svalové práci
  • Doplnění svalového glykogenu
  • Navrácení koncentrace iontů do fyziologických hodnot
  • Navrácení koncentrace hormonů do fyziologických hodnot
  • Zvýšená srdeční frekvence
  • Zvýšený rozpad bílkovin a následná zvýšená proteosyntéza
  • Zvýšená tělesná teplota

Celá problematika studia EPOC je složitá, neboť v literatuře je k nalezení poměrně hodně studií, někdy s protichůdnými
výsledky, proto se vám v tomto článku budu snažit tuto problematiku popsat z pohledu závěrů tří nejnovějších souhrnných článků a několika dalších studií jako příkladů z odborné literatury na toto téma (LaForgia, Withers & Gore, 2006; Farinatti et al., 2012; Børsheim & Bahr, 2003).

EPOC při aerobním zatížení

Prakticky každá fyzická aktivita může vyvolat EPOC o určité velikosti. V první řadě jde však o to, jak velká tato hodnota bude a zda pro nás bude vůbec relevantní. O velikost EPOC při aerobním zatížení rozhoduje několik málo faktorů. 

Tím prvním je intenzita této fyzické aktivity nejčastěji vyjádřená jako procenta z maximální spotřeby kyslíku (VO2 max) nebo procenta z maximální tepové frekvence. Podle studií zabývajících se tímto tématem můžeme říci, že po aktivitách s vyšší intenzitou zatížení bude hodnota EPOC vyšší než po zatížení s nižší intenzitou. V jedné z klasických studií na toto téma Bahra a Sejersteda (1991) vykonávala skupina účastníků (6 mužů) jízdu na rotopedu po dobu 80 minut o třech různých intenzitách zatížení (29 % VO2max, 50 % VO2max a 75 % VO2max). Po nejnižší intenzitě zatížení EPOC trval 18 minut a představoval asi 26,5 kJ. EPOC při prostřední intenzitě trval v průměru 198 minut a představoval 116 kJ. Po nejvyšší intenzitě zatížení EPOC trval v průměru 10,5 hodiny a celkově představoval energii 612 kJ. Možná si říkáte, jakou intenzitu zatížení vyjádřenou tepovou frekvencí si pod hodnotou 75 % VO2max lze představit. K tomuto přepočtu slouží následující jednoduchá rovnice (Swain et al.,1994): % MHR = 0,6463 x % VO2max + 37,182. (pozn. korekce: MHR = maximální tepová frekvence).

Po dosazení do této rovnice nám ze zatížení 75 % VO2max vychází asi 86 % z naší maximální tepové frekvence, která se přibližně spočítá odečtením našeho věku udaného v letech od čísla 220. Ten, kdo z vás si někdy kontroloval tepovou frekvenci během nějaké vytrvalostní zátěže, mi dá jistě za pravdu, že držet 80 minut tepovou frekvenci na 86 % z maximální tepové frekvence, je velice náročné a pouze vysoce trénovaní jedinci jsou tohoto schopni. Intenzity 50 % VO2max (asi 70 % z maximální tepové frekvence) a 29 % (asi 56 % z maximální tepové frekvence) jsou naopak poměrně lehce udržitelné, hodnota EPOC je však také o poznání nižší. Průměrná hodnota EPOC při zatížení 50 % VO2max v této studii vyšla pouze 116 kJ, což je pro názornou představu energie ukrytá v necelých 7 gramech sacharidů.

Délka zatíženíIntenzita (VO2max)Trvání EPOC (hod)EPOC
80 minut29 %0,3 hod26,5 kJ
80 minut50 %3,3 hod116 kJ
80 minut75 %10,5 hod612 kJ

Tabulka 1: Výsledky studie zkoumající vliv intenzity aktivity na hodnotu EPOC

Druhým faktorem spolupodílejícím se na velikost EPOC při zatížení je doba trvání této zátěže. Studie Chada a Wengera (1988)
zkoumala vliv délky zatížení na hodnotu EPOC. Účastníci studie (3 muži a 3 ženy) při intenzitě zatížení 70 % VO2max vykonávali jízdu na rotopedu 30, 45 a 60 minut.Po nejkratším zatížení EPOC trval 128 minut a představoval 134 kJ. Po zatížení 45 minut EPOC trval 204 minut a takto spálená energie se rovnala 303 kJ. Konečně po nejdelší aktivitě trvající 60 minut trval EPOC 455 minut a představoval 671 kJ. Opět si však můžeme položit otázku, kolik z nás by bylo schopno udržet tepovou frekvenci nad 80 % z maxima po delší dobu. Účastníci studie, kteří tuto intenzitu vydrželi půl hodiny, v následujících 2 hodinách po zatížení spálili navíc energii srovnatelnou s energií ukrytou v necelých 8 gramech sacharidů.

Délka zatíženíIntenzita (VO2max)Trvání EPOC (min)EPOC
30 minut70 %128 min134 kJ
45 minut70 %204 min303 kJ
60 minut70 %455 min 671 kJ

Tabulka 2: Výsledky studie zkoumající vliv délky zátěže na hodnotu EPOC

EPOC při intervalovém tréninku

Intervalový trénink o vysoké intenzitě je často popisován jako aktivita spojená s velkou a dlouho trvající hodnotou EPOC. Pojďme se na tuto problematiku podívat očima vědy. Bahr a kolegové (1992) ve své studii zkoumali různé protokoly intervalových zatížení na 6 mužích. Jednalo se o jízdu na rotopedu při intenzitě 108 % VO2max. Tyto protokoly byly 1x2 minuty, 2x2 minuty s pauzou 3 minuty mezi těmito dvěma intervaly a jako poslední 3x2 minuty opět s pauzami 3 minuty. Výsledky studie shrnuje tabulka níže. Pokud bychom mezi sebou srovnali výsledky studie zmiňované výše s výsledky této studie, hodnota EPOC byla srovnatelná mezi zatížením trvajícím 45 minut o intenzitě 70 % (303 kJ) spolu se zatížením v této studii 3x2 minuty o intenzitě 108 % VO2max (331 kJ). Musíme si ale uvědomit, že i když jsou hodnoty EPOC srovnatelné, ba o něco vyšší u intervalového zatížení, mnohem více energie spálíme při samotné fyzické aktivitě.

Protokol zatíženíIntenzita (VO2max)Trvání EPOC (min)EPOC
1x2 minuty108 %30114 kJ
2x2 minuty108 %60136 kJ
3x2 minuty108 %240331 kJ

Tabulka 3: Studie zkoumající vliv intervalového zatížení na hodnotu EPOC

Tímto se dostáváme ke studii Laforgii (1997) porovnávající hodnotu EPOC u 8 trénovaných mužů po intervalovém běhu 20x1 minuta s pauzami 2 minuty o intenzitě 105 % VO2max spolu s vytrvalostním během o délce trvání 30 minut a intenzitě 70 % VO2max. Tato studie je zajímavá tím, že jako jedna z mála nám ve výsledcích ukazuje, jak velký podíl z celkově spálené energie představuje právě hodnota EPOC. Z těchto výsledku vyplývá, že EPOC vzniklý u intervalového zatížení nehraje takovou roli, jak se často tvrdí a podíl této energie na celkově vydané energii danou pohybovou aktivitou (energie spálená během samotné aktivity + energie EPOC) představuje pouze její zlomek.

Protokol zatíženíIntenzita (VO2max)Trvání EPOC (hod)EPOC% energie EPOC /
EPOC + samotná aktivita
20x1 minuta105 %9305 kJ13,8 %
30 minut70 %9140 kJ7,1 %

Tabulka 4: Studie zkoumající vliv intervalového zatížení na hodnotu EPOC

Graf 1: Výsledky studie vyjádřené graficky

EPOC po silovém tréninku

Pouze několik málo studií zabývajících se odporovým tréninkem bylo metodologicky správně postavených a dobře srozumitelných pro vás, čtenáře, aby nám mohly říci něco o vlivu silového tréninku na hodnotu EPOC. V prvé studii Schuenkeho (2002), kterou si popíšeme, účastníci (7 mužů) prováděli kruhový trénink obsahující cviky bench press, dřep a silové přemístění o 4 sériích po 10 opakování do selhání. Výsledky studie ukázaly, že RMR (v anglickém jazyce Resting Metabolic Rate, klidový výdej energie) byl významně zvýšen ještě 38 hodin po tréninku v průměru o 10 %, přesnější popis výsledků ve studii bohužel chybí. Právě tyto novější studie své výsledky neuvádějí jako absolutní množství navíc spálených kilojoulů nebo kyslíku (každý litr kyslíku je ekvivalentem ke spáleným 20,3 kJ), ale jako navýšení klidové spotřeby energie, kam se ve své podstatě může zařadit právě energie představovaná hodnotou EPOC.

Další studie (Osterberg & Melby, 2000) zkoumala u 7 žen vliv tréninkového protokolu obsahujícího 10 cviků o 5 sériích se 70 % 1RM a 10–15 opakováními v sérii. Studie ukázala, že ještě po 16 hodinách od tréninkové jednotky byl RMR zvýšen v průměru o 4,2 %. Na tuto studii se však musí pohlížet s velkou dávkou skepse. Kolik normálních návštěvníků posiloven, ještě k tomu žen, absolvuje trénink s celkovým objemem práce 50 sérií?

Vůbec nejvyšším zaznamenaným zvýšením RMR v odborné literatuře se může pyšnit studie Dolezala et al. (2000), která zkoumala vliv specificky sestaveného tréninku na přístroji legpress. Tento tréninkový protokol v sobě zahrnoval 8 sérií o 6 opakování s pracovní váhou rovnající se maximu pro 6 opakování (6 RM) na hodnotu RMR. Navíc zde byla podle autorů studie zdůrazněna ekcentrická fáze pohybu trvající 4 sekundy (pohyb při spouštění zátěže dolů), při které, jak známo, dochází k vyššímu poškození svalových vláken než u fáze koncentrické a tím i k následně vyšší stimulaci svalového růstu a energetickým požadavkům na tyto procesy (Poehlman, 1989; Clarkson & Tremblay, 1988). Dalším zajímavým metodologickým počinem u této studie bylo, že účastníky studie rozdělila na trénované a netrénované. Jaké výsledky studie přinesla?


SkupinaVýchozí hodnoty BMRBMR po 24 hodináchBMR po 48 hodináchBMR po 72 hodinách
Trénovaní jedinci (TR)7820 kJ9209 kJ8602 kJ7845 kJ
Netrénovaní jedinci (UNTR)7750 kJ9705 kJ8930 kJ7740 kJ
Zvýšení BMR oproti výchozím hodnotám-15,1 % TR
20,1 % UNTR
9 % TR
13,3 % UNTR
-

Tabulka 5: Studie zkoumající vliv silového tréninku na hodnotu BMR

Graf 2: Grafické znázornění výsledků studie

Výsledky studie přinesly šokující hodnoty RMR, které byly po 24 hodinách zvýšené o 15,1 % u trénovaných
a 20,1 % u netrénovaných jedinců a stále zvýšené zůstávaly ještě 48 hodin po tréninku o 9 % a 13,3 % oproti výchozím
hodnotám. Pokud se podíváme na konkrétní navýšení v množství kilojoulů, u méně trénované skupiny účastníků je tato
hodnota průměrně téměř 2000 kJ, což už se rovná energii obsažené v pokrmu s obsahem makroživin např. 30 gramů bílkovin,
65 gramů sacharidů a 10 gramů tuků. Na první pohled překvapivé výsledky jsou však ve shodě s tvrzeními, že zvýšená proteosyntéza způsobená poškozením svalových vláken při silovém tréninku je spojena s vysokými požadavky na energii a že velké svalové partie jsou schopny růstu až 48 hodin po tréninku (Chesley et al., 1992; Hather et al., 1991).

EPOC ve vztahu k trénovanosti a pohlaví

V krátkosti ještě zmíníme možné vlivy trénovanosti a pohlaví na velikost a trvání EPOC. V otázce trénovanosti a jejího vlivu na EPOC nelze dojít k jednoznačným závěrům, neboť ve studiích jsou k nalezení někdy protichůdné výsledky, které jsou však zřejmě dány různými způsoby zjišťovaní EPOC. Jeden ze souhrnných článků na toto téma jako závěr uvádí, že trend v lehce vyšším EPOC je patrný u netrénovaných jedinců. Je to z toho důvodu, že fyzická aktivita u méně trénovaných jedinců vyvolá větší změny ve vnitřním prostředí organismu, což poté vyžaduje více času k navrácení do klidového stavu bez vyšší spotřeby kyslíku (Børsheim & Bahr, 2003).

Co se týče vlivu pohlaví na velikost EPOC, ani v tomto případě nelze dojít ke spolehlivým závěrům. U mužů většinou vychází EPOC vyšší, je to však z důvodu větší velikosti jejich těla oproti ženám, tudíž i spotřeba kyslíku musí být zákonitě vyšší. Tyto rozdíly v EPOC vymizí, pokud EPOC vztáhneme ke stejné tělesné hmotnosti (Børsheim & Bahr, 2003).

Závěr

  • Hodnota EPOC je nejvíce ovlivněna délkou trvání fyzické aktivity a její intenzitou vyjádřenou jako procenta z VO2max nebo jako procenta z maximální tepové frekvence → delší a intenzivnější pohybové aktivity povedou k vyšší hodnotě EPOC než aktivity krátké a málo intenzivní.
  • Ačkoliv je EPOC po intervalovém zatížení vyšší než EPOC u vytrvalostní pohybové aktivity, i přesto tvoří pouze zlomek celkově spotřebované energie (cca 7 – 14 %), samotnou fyzickou aktivitou tedy spálíme více energie → neměli bychom se ničit mnohdy nesmyslnými intervalovými tréninky s nepřiměřenou intenzitou, které nevydržíme mnohokrát zopakovat. Ideální je střídat jak aktivity vytrvalostní, tak intervalové, intenzita by ale měla být dána naší individuální trénovaností.
  • Hodnota EPOC u silového tréninku je dána především celkovým počtem odcvičených sérií a intenzitou zatížení (% z 1RM). Také se uvažuje o vlivu délky přestávek mezi sériemi, tempu provedení cviku a o pořadí cviků v tréninku → pro vyšší EPOC je tedy vhodné vykonat vyšší objem tréninku s kratšími pauzami a čas od času změnit pořadí cviků, což vytvoří větší stres na organismus a nepovede ke stagnaci. Tato doporučení by ale neměla vést k tomu, že budeme absolvovat tréninky nad kapacitu našich regeneračních schopností a příliš krátké pauzy nám nedovolí používat adekvátní pracovní váhy.
  • Nejvyšší EPOC (navýšení v hodnotě klidového energetického výdeje) bylo pozorováno u tréninku s důrazem na pomalou ekcentrickou fázi pohybu. 24 hodin po takto vedeném tréninku bylo průměrné zvýšení RMR cca 17 % → poctivě odcvičený silový trénink zaměřený na svalovou hypertrofii tedy může opravdu znamenat celkově vyšší požadavky na energii než běžný vytrvalostní trénink.
  • Trénovanost může mít vliv na hodnotu EPOC, nižší trénovanost může znamenat vyšší svalové poškození, zvýšené energetické nároky na regeneraci a delší dobu potřebnou k navrácení do klidového stavu po zátěži → začátečníci v posilovně by neměli kopírovat tréninkové plány svých zkušenějších kolegů, bude to pro ně příliš velká zátěž, která je na delší dobu vyřadí z dalšího tréninku a navíc budou muset klást o to větší důraz na výživu a suplementaci.

Zdroje:

Bahr, R., Grønnerød, O. & Sejersted, O.M. (1992) Effect of supramaximal exercise on excess postexercise O2 consumption.
Medicine and Science in Sports and Exercise
. 24 (1), 66–71.

Bahr, R. & Sejersted, O.M. (1991) Effect of intensity of exercise on excess postexercise O2 consumption. Metabolism: Clinical and
Experimental
. 40 (8), 836–841.

Børsheim, E. & Bahr, R. (2003) Effect of exercise intensity, duration and mode on post-exercise oxygen consumption.
Sports Medicine (Auckland, N.Z.)
. 33 (14), 1037–1060.

Brett A. Dolezal, J.A.P. (2000) Muscle damage and resting metabolic rate after acute resistance exercise with an eccentric overload.
Medicine and science in sports and exercise. [Online] 32 (7), 1202–1207. Available from: doi:10.1097/00005768-199905001-01542.

Chad, K.E. & Wenger, H.A. (1988) The effect of exercise duration on the exercise and post-exercise oxygen consumption. Canadian
Journal of Sport Sciences = Journal Canadien Des Sciences Du Sport
. 13 (4), 204–207.

Chesley, A., MacDougall, J.D., Tarnopolsky, M.A., Atkinson, S.A., et al. (1992) Changes in human muscle protein synthesis after resistanceexercise. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md.: 1985). 73 (4), 1383–1388.

Clarkson, P.M. & Tremblay, I. (1988) Exercise-induced muscle damage, repair, and adaptation in humans. Journal of Applied
Physiology (Bethesda, Md.: 1985)
. 65 (1), 1–6.

Farinatti, P., Castinheiras Neto, A.G., da Silva, N. & Lima, D. (2012) Influence of Resistance Training Variables on Excess
Postexercise Oxygen Consumption: A Systematic Review. International Scholarly Research Notices. [Online] 2013, e825026.
Available from: doi:10.1155/2013/825026 [Accessed: 29 March 2017].

Hather, B.M., Tesch, P.A., Buchanan, P. & Dudley, G.A. (1991) Influence of eccentric actions on skeletal muscle adaptations to
resistance training. Acta Physiologica Scandinavica. [Online] 143 (2), 177–185. Available from: doi:10.1111/j.1748-1716.1991.tb09219.x.

LaForgia, J., Withers, R.T. & Gore, C.J. (2006) Effects of exercise intensity and duration on the excess post-exercise oxygen
consumption. Journal of Sports Sciences. [Online] 24 (12), 1247–1264. Available from: doi:10.1080/02640410600552064.

Laforgia, J., Withers, R.T., Shipp, N.J. & Gore, C.J. (1997) Comparison of energy expenditure elevations after submaximal and
supramaximal running. Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md.: 1985). 82 (2), 661–666.

Osterberg, K.L. & Melby, C.L. (2000) Effect of acute resistance exercise on postexercise oxygen consumption and resting metabolic
rate in young women. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 10 (1), 71–81.

Poehlman, E.T. (1989) A review: exercise and its influence on resting energy metabolism in man. Medicine and Science in Sports and
Exercise
. 21 (5), 515–525.

Saladin, K.S. (2012) Anatomy & physiology: the unity of form and function. 6th ed. New York, NY, McGraw-Hill.

Schuenke, M., Mikat, R. & McBride, J. (2002) Effect of an acute period of resistance exercise on excess post-exercise oxygen
consumption: implications for body mass management. European Journal of Applied Physiology. [Online] 86 (5), 411–417.
Available from: doi:10.1007/s00421-001-0568-y [Accessed: 14 October 2015].

Swain, D.P., Abernathy, K.S., Smith, C.S., Lee, S.J., et al. (1994) Target heart rates for the development of cardiorespiratory fitness.
Medicine and Science in Sports and Exercise. 26 (1), 112–116.

  •