Vùng nhịp tim luyện tập là gì?
Vùng nhịp tim luyện tập là các dải cường độ, được biểu thị theo phần trăm nhịp tim tối đa (MHR) hoặc dự trữ nhịp tim (HRR) của một người, tương ứng với các trạng thái sinh lý và chuyển hóa khác nhau trong khi vận động. Hệ thống được sử dụng phổ biến nhất chia vận động thành năm vùng, từ gắng sức rất nhẹ (Vùng 1) đến gắng sức tối đa (Vùng 5). Các chuyên gia sinh lý học thể thao và huấn luyện viên sử dụng các vùng này để chỉ định cường độ luyện tập phù hợp cho từng mục tiêu thích nghi sinh lý, như xây dựng nền tảng hiếu khí, cải thiện ngưỡng lactate, hoặc phát triển công suất tối đa.
Khung vùng luyện tập được sử dụng bởi các tổ chức bao gồm Đại học Y học Thể thao Hoa Kỳ (ACSM) và là trung tâm của các kế hoạch luyện tập bền bỉ có cấu trúc cho người chạy bộ, đạp xe và các vận động viên hiếu khí khác. Luyện tập theo vùng cho phép vận động viên và người tập thể dục điều chỉnh cường độ mỗi buổi tập theo mục tiêu cụ thể thay vì luyện tập ở một mức gắng sức duy nhất không phân biệt. Mô hình năm vùng là phổ biến nhất trong các môn thể thao bền bỉ, dù một số hệ thống sử dụng ba, sáu hoặc bảy vùng tùy theo ứng dụng.
Năm vùng nhịp tim luyện tập
Bảng dưới đây trình bày mô hình năm vùng thường được định nghĩa theo phần trăm nhịp tim tối đa (%MHR) và phần trăm dự trữ nhịp tim (%HRR, phương pháp Karvonen). Ranh giới các vùng có thể khác nhau đôi chút giữa các tổ chức và huấn luyện viên; các giá trị dưới đây mang tính đại diện cho các tài liệu sinh lý học thể thao được trích dẫn rộng rãi.
| Vùng | Tên gọi | % Nhịp tim tối đa | % Dự trữ nhịp tim | Thích nghi chính |
|---|---|---|---|---|
| Vùng 1 | Phục hồi tích cực / rất nhẹ | 50-60% | 50-60% | Phục hồi, điều hòa hiếu khí cơ bản |
| Vùng 2 | Nền tảng hiếu khí / nhẹ | 60-70% | 60-70% | Oxy hóa mỡ, mật độ ty thể, bền bỉ hiếu khí |
| Vùng 3 | Hiếu khí / trung bình | 70-80% | 70-80% | Năng lực hiếu khí, hiệu quả tim mạch |
| Vùng 4 | Ngưỡng / nặng | 80-90% | 80-90% | Ngưỡng lactate, thích nghi tốc độ thi đấu |
| Vùng 5 | Tối đa / dốc hết sức | 90-100% | 90-100% | VO2 max, công suất thần kinh-cơ |
Công thức Fox và Tanaka: ước tính nhịp tim tối đa
Vùng nhịp tim chính xác phụ thuộc vào ước tính đáng tin cậy về nhịp tim tối đa (MHR). Công thức được biết đến rộng rãi nhất là công thức Fox (220 trừ tuổi), được sử dụng trong các bối cảnh lâm sàng và thể dục từ những năm 1970. Công thức Fox không được xây dựng từ một nghiên cứu gốc được kiểm soát chặt chẽ; đây là một ước tính dựa trên dữ liệu quan sát. Một hạn chế thường được nêu là sai số chuẩn của ước tính này vào khoảng cộng trừ 10-12 nhịp/phút đối với một cá nhân, nghĩa là MHR thực tế có thể khác biệt đáng kể so với dự đoán của công thức.
Năm 2001, Hirofumi Tanaka và cộng sự công bố một phân tích tổng hợp trên Journal of the American College of Cardiology, xem xét dữ liệu từ 351 nghiên cứu với hơn 18.000 đối tượng. Công thức Tanaka -- 208 trừ (0,7 nhân tuổi) -- được ghi nhận có sai số chuẩn khoảng cộng trừ 7,1 nhịp/phút, thấp hơn đáng kể so với các ước tính của công thức Fox. Công thức Tanaka cũng cho thấy tương tác tuổi-giới tính yếu hơn, gợi ý rằng công thức này có thể nhất quán hơn giữa hai giới so với công thức Fox. Các giáo trình sinh lý học thể thao thường trích dẫn cả hai công thức, với công thức Tanaka thường được ghi nhận là chính xác hơn một chút cho người trưởng thành khỏe mạnh.
Phương pháp Karvonen: sử dụng dự trữ nhịp tim
Phương pháp Karvonen, do nhà sinh lý học người Phần Lan Martti Karvonen phát triển và công bố năm 1957, tính nhịp tim mục tiêu bằng dự trữ nhịp tim (HRR) thay vì nhịp tim tối đa thô. HRR được tính bằng nhịp tim tối đa trừ nhịp tim khi nghỉ. Nhịp tim mục tiêu ở một mức cường độ nhất định là: nhịp tim khi nghỉ + (tỷ lệ cường độ x HRR). Ví dụ, để tìm ranh giới dưới của Vùng 2 (60% HRR) cho một người có nhịp tim khi nghỉ là 60 nhịp/phút và MHR là 190 nhịp/phút: 60 + (0,60 x 130) = 138 nhịp/phút.
Phương pháp Karvonen được nhiều chuyên gia sinh lý học thể thao coi là phản ánh tốt hơn thể lực tim mạch của từng cá nhân so với phần trăm MHR đơn thuần, vì nó tính đến nhịp tim khi nghỉ -- một chỉ số dao động đáng kể giữa các cá nhân và giảm khi luyện tập hiếu khí. Một vận động viên bền bỉ được huấn luyện tốt có thể có nhịp tim khi nghỉ là 40 nhịp/phút, cho ra vùng mục tiêu khác biệt đáng kể so với một người ít vận động có nhịp tim khi nghỉ là 80 nhịp/phút, ngay cả khi nhịp tim tối đa của họ giống nhau. ACSM đưa phương pháp Karvonen vào hướng dẫn chỉ định luyện tập của mình.
Luyện tập Vùng 2: khoa học về xây dựng nền tảng hiếu khí
Luyện tập Vùng 2 -- vận động hiếu khí bền vững ở mức 60-70% MHR hoặc HRR -- gắn liền với sự cải thiện mật độ ty thể, khả năng oxy hóa mỡ và nền tảng hiếu khí. Ở cường độ Vùng 2, cơ thể chủ yếu sử dụng chuyển hóa hiếu khí, dựa vào mỡ và một tỷ lệ nhỏ carbohydrate làm nhiên liệu. Các chuyên gia sinh lý học thể thao đã nghiên cứu Vùng 2 như cường độ mà quá trình oxy hóa mỡ và thích nghi ty thể có thể duy trì trong thời gian dài mà không tích tụ lactate đáng kể.
Nghiên cứu của Seiler và cộng sự về phân bố luyện tập của các vận động viên bền bỉ đỉnh cao đã mô tả một mô hình phân cực, trong đó vận động viên dành phần lớn khối lượng luyện tập ở cường độ thấp (tương ứng khoảng Vùng 1-2), một tỷ lệ nhỏ hơn ở cường độ cao (Vùng 4-5), và tương đối ít ở cường độ trung bình (Vùng 3). Mô hình này -- đôi khi được gọi là luyện tập phân cực -- đã được nghiên cứu so sánh với các phương pháp luyện tập tập trung vào ngưỡng. Lý do là khối lượng cường độ thấp xây dựng năng lực hiếu khí và chức năng ty thể, trong khi các đợt cường độ cao phát triển VO2 max và ngưỡng lactate.
Cách xác định vùng nhịp tim cá nhân
Cách chính xác nhất để xác định nhịp tim tối đa và vùng luyện tập cá nhân là thông qua bài kiểm tra gắng sức tăng dần (GXT) do chuyên gia sinh lý học thể thao hoặc bác sĩ y học thể thao thực hiện, thường kèm đo trao đổi khí đồng thời (kiểm tra VO2 max). Kiểm tra trong phòng thí nghiệm có thể xác định các ngưỡng thông khí tương ứng chính xác hơn với ranh giới vùng có ý nghĩa sinh lý so với các công thức dựa trên tuổi.
Đối với hầu hết người tập thể dục giải trí và vận động viên không có điều kiện tiếp cận kiểm tra trong phòng thí nghiệm, ước tính dựa trên công thức kết hợp với máy đo nhịp tim là một giải pháp thay thế thực tế. Công thức Tanaka (208 trừ 0,7 nhân tuổi) hoặc công thức Fox (220 trừ tuổi) có thể được dùng để ước tính MHR, và các vùng được tính theo phần trăm của ước tính này. Do sự biến thiên cá nhân trong dự đoán MHR, các vùng nên được xem là ước tính khởi đầu và điều chỉnh dựa trên cảm nhận gắng sức và phản ứng luyện tập theo thời gian.
Câu hỏi thường gặp
Luyện tập nhịp tim Vùng 2 là gì?
Luyện tập nhịp tim Vùng 2 là hoạt động hiếu khí bền vững được thực hiện ở mức 60-70% nhịp tim tối đa (hoặc 60-70% dự trữ nhịp tim theo phương pháp Karvonen). Ở cường độ này, cơ thể chủ yếu sử dụng oxy hóa mỡ hiếu khí, và mức gắng sức có thể duy trì trong thời gian dài mà không tích tụ lactate đáng kể. Vùng 2 gắn liền với sự cải thiện nền tảng hiếu khí, mật độ ty thể và khả năng oxy hóa mỡ, và là nền tảng của nhiều chương trình luyện tập bền bỉ.
Công thức nhịp tim tối đa nào chính xác hơn: Fox hay Tanaka?
Công thức Tanaka (208 trừ 0,7 nhân tuổi) thường được coi là chính xác hơn một chút so với công thức Fox (220 trừ tuổi) đối với người trưởng thành khỏe mạnh. Một phân tích tổng hợp năm 2001 của Tanaka và cộng sự trên Journal of the American College of Cardiology, dựa trên hơn 18.000 đối tượng từ 351 nghiên cứu, ghi nhận sai số chuẩn khoảng cộng trừ 7,1 nhịp/phút cho công thức Tanaka. Sai số chuẩn của công thức Fox được trích dẫn ở mức khoảng cộng trừ 10-12 nhịp/phút. Cả hai công thức đều có sai số cá nhân đáng kể, và kiểm tra trong phòng thí nghiệm vẫn là phương pháp chính xác nhất.
Phương pháp Karvonen để tính nhịp tim mục tiêu là gì?
Phương pháp Karvonen tính nhịp tim mục tiêu bằng dự trữ nhịp tim (HRR), là nhịp tim tối đa trừ nhịp tim khi nghỉ. Nhịp tim mục tiêu = nhịp tim khi nghỉ + (tỷ lệ cường độ x HRR). Ví dụ, ở cường độ 60% với nhịp tim khi nghỉ là 65 nhịp/phút và nhịp tim tối đa là 185 nhịp/phút: 65 + (0,60 x 120) = 137 nhịp/phút. Phương pháp này được coi là phản ánh tốt hơn thể lực tim mạch cá nhân so với phần trăm nhịp tim tối đa đơn thuần, và được đưa vào hướng dẫn chỉ định luyện tập của ACSM.
Có bao nhiêu vùng nhịp tim luyện tập?
Mô hình phổ biến nhất chia cường độ luyện tập thành năm vùng, tương ứng khoảng 50-60%, 60-70%, 70-80%, 80-90% và 90-100% nhịp tim tối đa. Một số hệ thống sử dụng ba vùng (nhẹ, trung bình, nặng), trong khi các hệ thống khác dùng sáu hoặc bảy vùng để chỉ định luyện tập chi tiết hơn. Mô hình năm vùng được sử dụng rộng rãi trong các môn thể thao bền bỉ và phù hợp với khung của ACSM cùng các tổ chức huấn luyện thể thao lớn.
Có thể dùng máy đo nhịp tim để luyện tập theo vùng không?
Có. Máy đo nhịp tim -- dù là dây đeo ngực hay cảm biến quang học đeo cổ tay -- có thể dùng để theo dõi cường độ luyện tập theo thời gian thực so với các vùng nhịp tim đã tính toán. Máy đo dây đeo ngực nhìn chung chính xác hơn cảm biến quang học đeo cổ tay, đặc biệt ở cường độ vận động cao. Sau khi ước tính nhịp tim tối đa bằng công thức hoặc kiểm tra trong phòng thí nghiệm, ranh giới vùng mục tiêu có thể được nhập vào hầu hết đồng hồ thể thao hoặc ứng dụng luyện tập để hướng dẫn gắng sức trong các buổi tập.
Sự khác biệt giữa vùng %MHR và %HRR là gì?
Vùng theo phần trăm nhịp tim tối đa (%MHR) được tính chỉ dựa trên một phần của nhịp tim tối đa. Vùng theo phần trăm dự trữ nhịp tim (%HRR) sử dụng phương pháp Karvonen, có tính đến nhịp tim khi nghỉ. Với cùng một mục tiêu phần trăm, vùng %HRR sẽ cho ra giá trị nhịp tim tuyệt đối cao hơn vùng %MHR đối với cùng một cá nhân. Nhiều chuyên gia sinh lý học thể thao coi vùng %HRR là chỉ định mang tính cá nhân hóa hơn, đặc biệt đối với những người có nhịp tim khi nghỉ đặc biệt thấp hoặc cao.
Tài liệu tham khảo
- Tanaka H, Monahan KD, Seals DR. "Age-predicted maximal heart rate revisited." Journal of the American College of Cardiology, 2001;37(1):153-156.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription. 11th ed. Wolters Kluwer, 2022.
- Karvonen MJ, Kentala E, Mustala O. "The effects of training on heart rate; a longitudinal study." Annales Medicinae Experimentalis et Biologiae Fenniae, 1957;35(3):307-315.
- Seiler S, Tønnessen E. "Intervals, thresholds, and long slow distance: the role of intensity and duration in endurance training." Sportscience, 2009;13:32-53.
- Fox SM, Naughton JP, Haskell WL. "Physical activity and the prevention of coronary heart disease." Annals of Clinical Research, 1971;3(6):404-432.
- Thomas DM, Bredlau C, Bosy-Westphal A, et al. "Relationships between body roundness with body fat and visceral adipose tissue emerging from a new geometrical model." Obesity, 2013;21(11):2264-2271.