Hochintensives Intervall-Zirkeltraining zum Ruhestoffwechsel bei übergewichtigen Erwachsenen

Laut der Weltgesundheitsorganisation werden Übergewicht und Adipositas als abnormale oder übermäßige Fettansammlung definiert, die ein Gesundheitsrisiko darstellt. Der Body-Mass-Index (BMI) ist ein nützliches Maß für Übergewicht und Adipositas bei Erwachsenen auf Bevölkerungsebene und wird wie folgt definiert: BMI = [Gewicht (kg)] / [Größe (m)^2]. Personen mit einem BMI > 25 kg/m² gelten als übergewichtig, während Personen mit einem BMI > 30 als fettleibig gelten. Je höher der BMI, desto größer das Risiko, an nicht übertragbaren Krankheiten wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes mellitus und verschiedenen Krebsarten zu erkranken. Adipositas ist heute die am weitesten verbreitete Krankheit in den Industrieländern. Schätzungen zufolge sind über 1,9 Milliarden Erwachsene (39 % der Bevölkerung) übergewichtig, von denen 600 Millionen (13 % der Bevölkerung) fettleibig sind. Diese Raten werden in erhebliche wirtschaftliche Auswirkungen auf das Gesundheitssystem eines Landkreises übersetzt; daher sind drastische Maßnahmen erforderlich. Die Hauptursache für Fettleibigkeit ist ein Energieungleichgewicht zwischen Kalorienaufnahme und Energieverbrauch zugunsten des ersteren. So können Änderungen des Lebensstils, die sich auf den Energiehaushalt auswirken, wie beispielsweise die Teilnahme an einem Bewegungsprogramm, das Körpergewicht reduzieren und somit zur Behandlung von Adipositas beitragen.

Die Empfehlung zu körperlicher Aktivität für eine signifikante Gewichtsabnahme beinhaltet längeres Training mit mittlerer bis hoher Intensität, das allmählich auf ~250 Minuten/Woche gesteigert wird. Widerstandstraining wird ebenfalls empfohlen, da es das neuromuskuläre System aktiviert und die Funktionsfähigkeit verbessern kann. Auf der anderen Seite wird ein hochintensives Intervalltraining (HIIT) vorgeschlagen, das hauptsächlich eine kardiovaskuläre Trainingsstrategie beinhaltet, die kurze Perioden intensiver anaerober Übungen mit weniger intensiven Erholungsphasen abwechselt, da sie zeiteffizient sind. Darüber hinaus verbessert HIIT sowohl bei gesunden als auch bei übergewichtigen und fettleibigen Erwachsenen die aerobe Kapazität und die Körperzusammensetzung, die mit der Stoffwechselrate im Ruhezustand und dem mitochondrialen Stoffwechsel der Skelettmuskulatur zusammenhängt. Durch HIIT verursachte Veränderungen der mitochondrialen Funktion können die größere Wirksamkeit bei der Induktion positiver metabolischer Anpassungen im Vergleich zu herkömmlichen Ausdauer- oder Widerstandsprotokollen erklären, selbst wenn sie nicht von diätetischen Gewichtsabnahmestrategien begleitet werden.

Der Ruheumsatz ist definiert als der Energieverbrauch, der erforderlich ist, um die normalen physiologischen Prozesse des Körpers im Ruhezustand aufrechtzuerhalten, und macht 60-75 % des gesamten täglichen Energieverbrauchs aus. Kleine Erhöhungen des Ruheumsatzes könnten langfristig positive Auswirkungen auf das Gewichtsmanagement haben. Der Energieverbrauch ist nicht nur während des Trainings erhöht, sondern auch für einige Stunden nach dem Training. Bisher wurde beobachtet, dass dieser Anstieg des Stoffwechsels im Ruhezustand bis zu 48 Stunden nach einer Trainingseinheit anhalten kann, insbesondere nach einem Widerstandstraining. Genauer gesagt, in einer Studie, in der 7 Frauen (22-35 Jahre alt) an einem Widerstandstrainingsprogramm (100 Minuten/Sitzung, 10 Übungen mit 5 Sätzen mit 10-15 Wiederholungen pro Satz) teilnahmen, gab es einen Anstieg ihres Ruhestoffwechsels um 13 % in den ersten 3 Stunden und um 4,2 % 16 Stunden nach einer Trainingseinheit. Andererseits schien ein 10-wöchiges (3 Sitzungen/Woche) Krafttrainingsprogramm mit einer Intensität von 65-85 % der maximalen Herzfrequenz basierend auf dem Alter (allmähliche Steigerung der Intensität) keine Veränderungen im Ruhezustand zu bewirken Stoffwechselrate nach einer Trainingseinheit. Allerdings wurde in einer anderen Studie Krafttraining (Kraftprotokoll von 3 Sätzen mit 10-15 Wiederholungen pro Satz zu Beginn der Intervention bis zu 4-8 Wiederholungen am Ende der Intervention) mit Ausdauertraining kombiniert (65 % bis 85 % mit einer altersabhängigen Intensität von 65-85 % der maximalen Herzfrequenz, mit zunehmender Intensität), wurde beobachtet, dass der Ruheumsatz nach einer Trainingseinheit zunahm.

Es ist wichtig anzumerken, dass gemäß der verfügbaren Literatur gezeigt wurde, dass Trainingsstudien Veränderungen des Stoffwechsels im Ruhezustand nur bis zu 2-8 Stunden nach einer Trainingseinheit untersucht haben. Daher ist das Ziel der vorliegenden Studie, die Wirkung eines 12-wöchigen HIICT-Protokolls mit tragbaren Geräten auf Veränderungen des Ruheumsatzes 24, 48 und 72 Stunden nach einer Trainingseinheit zu untersuchen.

Ablauf des Forschungsdesigns:

1. Baseline: Anthropometrische und physiologische Messungen (einschließlich einer Messung der Stoffwechselrate im Ruhezustand (RMR) nach einer nächtlichen Fastenzeit).
2. Einwöchige Einarbeitungszeit: Die Freiwilligen nehmen an zwei Übungseinheiten teil, um die richtigen Techniken zu erlernen. RMR wird 24, 48 und 72 Stunden nach der letzten Trainingseinheit gemessen. Darüber hinaus erhalten die Teilnehmer Anweisungen und zeichnen dann ihre Ernährung für 3 Tage auf (2 Wochentage und ein Wochenendtag).
3. Beginn des 12-wöchigen HIICT-Programms: Das Programm wird überwacht und es werden tragbare Trainingsgeräte verwendet. Es finden 3 Übungseinheiten pro Woche (Montag-Mittwoch-Freitag) statt. Das Programm ist in 3 Phasen (4 Wochen pro Phase) unterteilt, in denen die Trainingsintensität allmählich gesteigert wird.
4. 1. Phase: RMR wird 24 Stunden vor sowie 24, 48 und 72 Stunden nach der letzten Trainingseinheit der Phase gemessen (z. B. am Ende der 4. Woche des Programms). Anthropometrische und physiologische Messungen werden ebenfalls durchgeführt. Darüber hinaus erfassen die Teilnehmer ihre Ernährung für 3 Tage (2 Wochentage und ein Wochenendtag).
5. 2. Phase: Die Trainingsintensität wird erhöht. Es werden die gleichen Messungen wie in Phase 1 durchgeführt.
6. 3. Phase: Die Trainingsintensität wird erhöht. Es werden die gleichen Messungen mit den Phasen 1 und 2 durchgeführt.