Comparison between HRV-Gu training and predefined training programs in cycling

Abstract

Training periodization is defined by the organization of training contents with the aim of achieving the best possible performance on selected dates. This includes different theories about how content should be organized to achieve this desired objective. The main limitation of predefined periodization models is that the response to training programs is highly individual. This response depends on many factors such as age, previous experience, sports level and history, among others. Even in athletes of similar level we can find different responses to the same training programs. Therefore, it is necessary to individualize and optimize these training programs based on this response in order to obtain the greatest increases in sports performance. In sports such as road cycling, with high training volumes and intensity, optimizing this training process can be key in the sporting success and the prevention of non-recommendable states of fatigue (such as non-functional overreaching). Despite this limitation, changes in a training program usually occur when the athlete's perception of fatigue does not match what is expected by the coach or physical trainer. A tool that allows to measure this response to training is heart rate variability (HRV). HRV is a valid, reliable measure of the autonomic nervous system. It has been demonstrated that HRV is able to detect the adaptation to the training and fatigue status of an athlete. Some studies have implemented HRV measures to guide training in endurance sports like running and cross-country skiing. The aims of this thesis are to investigate the effect of a training prescription guided by HRV in well-trained cyclists, observing the changes in fitness and performance, and to compare those results against different predefined training program theories in specific traditional and block periodization models. The main results of this thesis are: (1) The training prescription guided by HRV showed better increases in performance than predefined training programs. (2) The peak power output (calculated as the power at maximal oxygen consumption) improved with the training prescription guided by HRV while it presented beneficial effects for block periodization training (but lower than HRV-guided training) and it did not improve for the traditional periodization model. (3) The power output at the second ventilatory threshold improved in the three periodization models (HRV-guided training, block periodization and traditional periodization), being the traditional periodization the one that showed the fewer increments. (4) The power output at the first ventilatory threshold presented unclear results for HRV-guided training, showing significant changes in one study and not showing changes in the other. (5) The training volume and intensity were similar among all the periodization models, with the exception of the traditional model that showed moderate intensity most of the time (between the first and the second ventilatory thresholds). The main contributions of this thesis are: (I) The HRV-guided training is suitable to favour improvements in performance and fitness in the study population. (II) This HRV-guided training has been applied in an ecological design in road cycling. (III) This periodization model allows to determine an athlete’s condition based on an objective physiological measurement that could be used to determine the most suitable type of training to favour a positive adaptation to training.

La periodización del entrenamiento se define como la organización de los contenidos de entrenamiento con el propósito de conseguir el mejor rendimiento posible en la/s competición/es objetivo. Ésta comprende numerosas teorías acerca de cómo debieran organizarse los contenidos para alcanzar el objetivo propuesto. La principal limitación de los modelos de periodización predefinidos es que la respuesta a los programas de entrenamiento es altamente individual. Esta respuesta depende de muchos factores como la edad, la experiencia previa, el nivel deportivo y el historial, entre otros. Incluso en deportistas de nivel similar podemos encontrar respuestas diversas ante los mismos programas de entrenamiento. Por lo tanto, se hace necesario individualizar y optimizar estos programas de entrenamiento en base a esta respuesta, con el fin de obtener los mayores incrementos en el rendimiento deportivo. En deportes como el ciclismo de carretera, con volúmenes e intensidades muy elevados, optimizar este proceso de entrenamiento puede ser clave en el éxito deportivo y la prevención de estados no recomendables de fatiga (como el sobre-entrenamiento no funcional). A pesar de esta limitación, los cambios en un programa de entrenamiento suelen realizarse cuando la percepción de fatiga del deportista no concuerda con la esperada por el entrenador o preparador físico. Una herramienta que permite medir esta respuesta al entrenamiento es la variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV, del inglés Heart Rate Variability). La HRV es una medida no invasiva, válida y fiable del sistema nervioso autónomo. Numerosos estudios la han identificado como un reflector del efecto del entrenamiento, reflejando las adaptaciones al ejercicio, así como los estados de fatiga. Algunos estudios han implementado los registros de HRV para guiar el entrenamiento en deportes como la carrera a pie o el esquí de fondo. Los objetivos principales de esta tesis son investigar el efecto de una periodización guiada por mediciones de HRV en el entrenamiento en ciclistas entrenados, observando los cambios en la condición física y el rendimiento y comparándolos condiferentes modelos de entrenamiento predefinido, concretamente la periodización tradicional y por bloques. Los resultados de esta tesis son: (1) La periodización del entrenamiento guiada por HRV resultó en mejores incrementos en el rendimiento que los modelos de entrenamiento predefinido. (2) La potencia asociada al consumo máximo de oxígeno mejoró con la periodización del entrenamiento guiado por HRV, mientras que para el modelo de periodización por bloques mejoró en menor magnitud y para el modelo de entrenamiento tradicional no mejoró. (3) La potencia asociada al segundo umbral ventilatorio mejoró con los tres modelos de periodización del entrenamiento, siendo el modelo tradicional el que lo hizo con una menor magnitud de cambio. (4) La potencia asociada al umbral aeróbico presentó resultados contradictorios para el entrenamiento guiado por HRV, mostrando mejoras significativas en uno de los estudios y no mostrando cambios en el otro. (5) Los volúmenes de entrenamiento, así como la intensidad de los mismos, fueron similares entre todos los modelos de periodización, a excepción del modelo tradicional que presentó mayor proporción de entrenamiento a moderada intensidad (intensidad realizada entre los dos umbrales ventilatorios). Las principales aportaciones de esta tesis son: (I) Este modelo de periodización es apto para favorecer las mejoras en rendimiento y condición física en la población de estudio. (II) Los estudios se han llevado a cabo con un diseño ecológico aplicado al entrenamiento del ciclismo de carretera. (III) Este modelo de periodización permite determinar el estado del deportista en base a una medida fisiológica objetiva y de esta forma determinar el tipo de sesión de entrenamiento más adecuada para favorecer una adaptación positiva al ejercicio.