Hochintensives Intervalltraining versus Zirkeltraining

Studiendesign Die Teilnehmer wurden in eine randomisierte Kontrollstudie an der University of Hull zu entweder acht Wochen hochintensivem Intervalltraining (HIIT) oder Zirkeltraining (CT) (zwei beaufsichtigte Sitzungen pro Woche, begleitet von einem Sportphysiologen) aufgenommen. Eine Stichprobengröße von 38 unter Verwendung der G Power 3.1-Software wurde basierend auf zuvor veröffentlichten Daten berechnet, bei denen der mittlere Unterschied zwischen HIIT und kontinuierlichem Training mittlerer Intensität (MICT) 3,2 ml.kg-1.min-1 betrug mit einer gepoolten Standardabweichung von 3 ml.kg-1.min-1. Die statistische Signifikanz wurde auf 0,05 und die Power auf 0,95 festgelegt. Um eine 10-prozentige Fluktuation zu ermöglichen, wurden 42 Personen für die Studie rekrutiert. Bewertung der Wirksamkeit der Interventionen, bestimmt durch maximalen Sauerstoffverbrauch (VO2max), einen maximalen kardiopulmonalen Belastungstest (CPET) bis zur willentlichen Erschöpfung auf einem elektronisch gebremsten Fahrradergometer zu Studienbeginn (Besuch 1) und nach einer achtwöchigen Übungsintervention von HIIT oder CT (Besuch zwei) wurde durchgeführt. Bei der Teilnahme an den Assessments wurden die Teilnehmer gebeten, 24 Stunden vor dem Termin keine anstrengenden Übungen zu machen, geeignete bequeme Kleidung zu tragen und eine große Mahlzeit zu vermeiden. Besuch zwei CPET wurde innerhalb von sechs Tagen nach Abschluss der Übungsinterventionen durchgeführt. Ein gründliches Aufwärmen und Abkühlen vor und nach jeder Trainingseinheit. Alle wurden gebeten, ihre gewohnten körperlichen Aktivitätsmuster während der Intervention beizubehalten. Der Body-Mass-Index (BMI) wurde berechnet, indem das Körpergewicht durch die Körpergröße in Metern zum Quadrat geteilt wurde, und wurde als kg.m-2 angegeben. Der Ruheblutdruck wurde nach 15 Minuten Ruhe mit einem Blutdruckmessgerät (A.C. Cossor & Son Ltd, London UK) und Stethoskop (3M Healthcare, St. Paul, MN). Um einen umfassenden Überblick über die Studie zu erhalten, wurde das Consensus on Exercise Reporting Template (CERT) konsultiert.

Teilnehmer Die Ethikkommission der School of Life Sciences an der University of Hull erteilte eine ethische Genehmigung, die der Deklaration von Helsinki von 1964 und ihren späteren Änderungen oder vergleichbaren ethischen Standards entsprach. Insgesamt wurden 42 anscheinend gesunde Männer und Frauen im Alter zwischen 18 und 65 Jahren für die Studie rekrutiert. Eingeschriebene Personen berichteten über keine medizinische Vorgeschichte von kardiometabolischen oder einschränkenden Atemwegserkrankungen, waren Nichtraucher, hatten einen Body-Mass-Index <30 kg.m-2, wurden als Freizeitsportler eingestuft und nahmen keine Medikamente ein, die die Herzfrequenz beeinflussen würden. Als Bedingung für die Einschreibung erhielten Personen über 45 Jahre eine schriftliche ärztliche Genehmigung eines Hausarztes und unterzogen sich einem Ruhe- und Belastungs-Elektrokardiogramm (EKG) mit 12 Ableitungen (GE Healthcare, Chalfont St. Giles, Vereinigtes Königreich). Eine schriftliche Einverständniserklärung und ein medizinischer Fragebogen vor dem Training wurden von allen ausgefüllt.

Kardiopulmonale Belastungstests Maximale CPETs wurden gemäß den Richtlinien der American Thoracic Society (ATS) und des American College of Chest Physicians (ACCP) durchgeführt. Ein Atem-für-Atem-Stoffwechselwagen von Oxycon pro (Jaeger, Höchburg, Deutschland) wurde verwendet, um Atemgasaustauschdaten zu sammeln. Automatische und manuelle Kalibrierung bewertet Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und Höhe. Die Kalibrierung des Luftstromvolumens wurde unter Verwendung einer 3-Liter-Spritze und durch automatische Kalibrierung durchgeführt. Außerdem wurde eine Zweipunkt-Gaskalibrierung durchgeführt, um genaue Messungen des eingeatmeten Sauerstoffs und des ausgeatmeten Kohlendioxids sicherzustellen. Die Tests wurden auf einem E-Bike-Ergometer von GE (GE Healthcare, Buckinghamshire, UK) unter Verwendung eines Rampenprotokolls durchgeführt. Das Protokoll bestand aus einer dreiminütigen Ruhephase, drei Minuten unbelastetem Radfahren, gefolgt von einem personalisierten Rampentest (Rampenrate zwischen 15 und 30 Watt), wobei die Arbeitsfrequenz kontinuierlich alle ein bis drei Sekunden erhöht wurde. Die Teilnehmer führten die gleiche Anstiegsrate vor und nach dem Test durch. Die Teilnehmer wurden gebeten, mit einer Trittfrequenz von 70 U/min in die Pedale zu treten, bis sie bei einer Protokolldauer zwischen acht und zwölf Minuten die gewollte Erschöpfung erreichten. Die selbstberichtete Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) unter Verwendung der 6-20-Skala und der Herzfrequenz (HF) (FT1-Herzfrequenzmonitor, Polar Electro, Finnland) wurde während der letzten fünf Sekunden jeder Minute des Tests maximal aufgezeichnet Sport und während der Erholungsphase. Zusammen mit der verbalen Ermutigung zur gewollten Erschöpfung wurde die VO2max von den Teilnehmern erreicht, die mindestens zwei der folgenden Kriterien erreichten, VO2-Plateau, bestimmt durch einen fehlgeschlagenen VO2-Anstieg um 150 ml/min bei weiterer Steigerung der Arbeitsbelastung, analysiert anhand der Gasaustauschdaten von Atemzug zu Atemzug gemittelt über 15 Sekunden, Respiratory Exchange Ratio (RER) > 1,10, Erreichen von > 85 % des altersprädizierten Herzfrequenzmaximums (HFmax) und eines RPE > 17 auf der 6-20 Borg-Skala. VO2 an der ventilatorischen anaeroben Schwelle (VAT) wurde mit der V-Steigungsmethode definiert und mit ventilatorischen Äquivalenten verifiziert. Die Spitzenleistung (PPO) (Watt) und HFmax wurden als der höchste Wert definiert, der während des CPET mit maximaler Sauerstoffzufuhr und Herzfrequenz (VO2 /HR) erreicht wurde, bestimmt durch das Verhältnis von VO2max und HFmax.

Trainingsinterventionen Die HIIT-Gruppe wurde gebeten, zehn einminütige HIIT-Intervalle durchzuführen, denen jeweils eine Minute aktive Erholung (AR) folgte (Gesamtübungszeit 20 Minuten). Als Ergebnis des CPET wurde HIIT auf über 85 % HFmax festgelegt, wobei eine spezifische HF für dieses Kriterium festgelegt wurde. Die aktive Erholung wurde auf eine Last eingestellt, die 25–50 Watt entspricht. Die Sitzungen wurden auf einem Wattbike-Trainer (Wattbike Ltd, Nottingham, UK) durchgeführt. Die CT-Gruppe absolvierte einen praktischen Zirkel mit sieben Stationen und gemischten Modalitäten (Fahrradergometer, Rudergerät, Laufband, Aufstehen/Kniebeugen, Knie-zu-Ellbogen und Bein-Kickback mit Bizeps-Curl) mit einer Intensität von 60–80 % HFmax (berechnet aus CPET). ). Es war kein Widerstandsgerät beteiligt, nur das Körpergewicht. Die Teilnehmer führten zunächst 20 Minuten CT durch, wobei die Dauer um fünf Minuten pro Woche bis zu den gewünschten 40 Minuten erhöht wurde. Jede Station war je nach Sitzungsdauer drei bis sechs Minuten lang besetzt, wobei sie sich mit minimaler Pause von einer Station zur nächsten bewegten. Während beider Interventionen wurde die HF in den letzten 5 Sekunden jeder Station/jedes Intervalls mit einem FT1 Polar-Herzfrequenzmonitor (Polar Electro, Finnland) gemessen, wobei jede CT-Sitzung mit einer Stoppuhr (Axprod S.L, Guipuzcoa, Spanien) zeitlich festgelegt wurde. Die Intensität für beide Interventionen wurde durchgehend vom Prüfarzt angepasst, um einen angemessenen HR-Bereich und einen erfolgreichen Abschluss des Protokolls sicherzustellen. Die Teilnehmer wurden auf ihre HF-Bereiche aufmerksam gemacht, und der Physiologe gab verbale Ermutigung, diese Schwellenwerte zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Der Energieverbrauch zwischen HIIT und CT wurde nicht angepasst.

Um die Gültigkeit der Übungsinterventionen zu bewerten, wurde die Treue der Teilnehmer zur gewünschten Übungsintensität unter Verwendung von Schnittpunkten von > 85 % HRmax und 60–80 % HRmax für HIIT bzw. CT bestimmt und anhand der vorherigen Beispiele angegeben. Diese Werte wurden unter Verwendung der mittleren Herzfrequenz der Teilnehmer für jedes einzelne Intervall oder jede einzelne Station über die 16 Sitzungen berechnet und als Prozentsatz der HFmax ausgedrückt, wie durch CPET bei Besuch 1 bestimmt. Spezifische Genauigkeitsschwellenwerte wurden herangezogen, um niedrige (<50 %), moderate (50–70 %) und hohe (> 70 %) Compliance. Die Adhärenz wurde als Prozentsatz der abgeschlossenen Sitzungen bestimmt, wobei 14 (> 85 %) der Schwellenwert für den Abschluss war.

Statistische Analyse Die statistische Analyse wurde unter Verwendung des Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) Version 24 (IBM, New York, USA) durchgeführt. Ein unabhängiger t-Test wurde verwendet, um Gruppenunterschiede zu Studienbeginn zu identifizieren. Normalitätsannahmen wurden mit dem Shapiro-Wilk-Test verifiziert. Schiefe und Kurtosis der Verteilung wurden visuell untersucht. Nicht normalverteilte Daten wurden als Median und Interquartilbereich (IQR) dargestellt. Eine zweifache (Bedingung x Zeit) Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (ANOVA) wurde verwendet, um CRF vor und nach dem Training zu vergleichen. Die Post-hoc-Analyse für die wichtigsten Wirkungen und Wechselwirkungen wurde unter Verwendung einer Bonferroni-Anpassung bewertet. Gruppenunterschiede wurden unter Verwendung unabhängiger t-Tests verglichen. Variablen wurden als Mittelwert mit 95 % Konfidenzintervall (95 % KI) oder Standardabweichung, wo angegeben, angezeigt. Partielle Eta-Quadrat-Effektgrößen wurden ebenfalls berechnet, wobei 0,01, 0,06 und 0,14 kleine, mittlere bzw. große Effektgrößen darstellen.