Hochintensives Intervalltraining für ältere Erwachsene

Experimental: Ganzkörper-HIIT-Programm

Dieses Ganzkörper-HIIT-Programm (Zirkel- und Fahrradtraining) umfasst 3 Sitzungen pro Woche (35-40 Minuten an nicht aufeinanderfolgenden Tagen), die über die 12 Wochen fortgeführt werden. Alle Sitzungen werden von Studenten der Bewegungswissenschaften im Grundstudium oder Doktoranden der Physiotherapie geleitet und von einem Physiotherapeuten überwacht.

Sonstiges: Ganzkörper-HIIT-Programm

Das Maximum einer Wiederholung (1RM) und das Körpergewicht (BW) werden vor und nach 6 Wochen aufgezeichnet, um das Programm anzupassen. Der Zirkel wird während jeder Sitzung zweimal absolviert und die Übungen umfassen: Kniebeugen, Medizinball-Brustwürfe nach vorne, Medizinball-Überkopfwurf, Farmers Walk, sitzendes Schulterdrücken, sitzendes Rudern auf einem Fitnessball, Aerobic Riser Step-Ups, Fuß Leiterdrills und verdrehte Medizinballpässe. Die anaerobe Komponente wird einmal während einer Sitzung und auf einem stationären Fahrrad absolviert. Die Progression von Übung:Ruhesekunden beträgt 20:40 für die Wochen 1-4, 30:30 für die Wochen 5-8 und 40:20 für die Wochen 9-12. Jede Trainingseinheit beginnt mit einer 5-minütigen Aufwärmphase und endet mit einer 5-minütigen Abkühlphase. Die Teilnehmer erhalten Echtzeit-Feedback über die Herzfrequenz (Zielbereich: 85-95 % HFmax) und die Bewegungsgeschwindigkeit des Trainings. Die Teilnehmer werden ermutigt, die Geschwindigkeit der vorherigen Wiederholung zu übertreffen.

Veränderung der Leistung des 6-Minuten-Gehtests vom Ausgangswert bis zur folgenden HIIT-Intervention

Der 6MWT wird bewertet, indem die Anzahl der Runden gezählt wird, die ein Teilnehmer auf einem geraden Weg von 100 Fuß zurücklegen kann. Angebrochene Runden werden gemessen und zur Gesamtstrecke addiert. Die Teilnehmer dürfen bei Bedarf Ruhepausen im Stehen einlegen, aber die Zeit wird während aller Ruhepausen fortgesetzt. Die Teilnehmer werden angewiesen, „in 6 Minuten so viel Boden wie möglich zurückzulegen“.

Änderung der freiwilligen Muskelkrafttests (Isokinetik) von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Isokinetische Krafttests an Kniesehnen, Quadrizeps femoris, Bizeps-Brachii und Trizeps-Brachii-Muskeln langsam (60° pro Sekunde), mittel (180° pro Sekunde), schnell (300° pro Sekunde) und schnell ohne Gewicht (500° pro Sekunde) Geschwindigkeiten mit drei maximalen Wiederholungen, die für jede Geschwindigkeit durchgeführt werden, um die freiwilligen maximalen Drehmomenterzeugungsfähigkeiten bei jeder Geschwindigkeit unter Verwendung eines Dynamometers zu bestimmen. Während der Krafttests wird jeder Proband gebeten, "so stark wie möglich" gegen einen Hebelarm auf dem Dynamometer zu drücken oder zu ziehen, bis das Glied das Ende des Bewegungsbereichs erreicht.

Änderung der freiwilligen Muskelkrafttests (Isometrie) von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die isometrische Kraft der Kniesehnen, Quadrizeps femoris, Bizeps Brachii und Trizeps Brachii wird mit einem Dynamometer bewertet. Für die Beurteilung der maximalen freiwilligen isometrischen Kontraktion werden die Teilnehmer zwei 3- bis 4-sekündige MVICs der hinteren Oberschenkelmuskulatur, des Quadrizeps femoris, des Bizeps und des Trizeps absolvieren. Die Teilnehmer werden angewiesen, "so hart und schnell wie möglich zu drücken oder zu ziehen" und gegen den Dynamometer zu halten, um das maximale freiwillige Drehmoment und die Geschwindigkeit der Drehmomententwicklung zu erreichen.

Änderung der evozierten Muskelfunktionsbewertungen: evozierte Spitzenkraft von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die evozierte Muskelfunktion wird durch elektrische Stimulation beurteilt, die über eine Kathoden-Anoden-Anordnung an den oberflächlichen Quadrizeps femoris abgegeben wird, wobei die Kathodensonde über dem N. femoralis in das Oberschenkeldreieck gedrückt und die Anode über dem Trochanter major fixiert wird. Manuelle schrittweise Erhöhungen der Stimulation werden durchgeführt, bis die maximale Kontraktion erreicht ist. Sobald die maximale Kontraktion erreicht ist, wird ein maximaler Einzel- und Doppelreiz verabreicht. Die einzelne Stimulation wird verwendet, um eine maximale M-Wellen-Amplitude auszulösen (definiert als die maximale M-Wellen-Spitze-zu-Spitze-Amplitude). Ein Dublett-Stimulus wird verwendet, um den Muskel zur maximalen Kontraktionsfähigkeit anzutreiben, um die Kontraktionsfähigkeit des Muskels zu untersuchen. Um die maximale Kontraktionskapazität zu untersuchen, erzeugte das vom Dynamometer während der ersten 50 ms vom Quadrizeps femoris erzeugte Drehmoment die Spitzenkraft.

Änderung der evozierten Muskelfunktionsbewertungen: evozierte Spitzenrate der Kraftentwicklung von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die evozierte Muskelfunktion wird durch elektrische Stimulation beurteilt, die über eine Kathoden-Anoden-Anordnung an den oberflächlichen Quadrizeps femoris abgegeben wird, wobei die Kathodensonde über dem N. femoralis in das Oberschenkeldreieck gedrückt und die Anode über dem Trochanter major fixiert wird. Manuelle schrittweise Erhöhungen der Stimulation werden durchgeführt, bis die maximale Kontraktion erreicht ist. Sobald die maximale Kontraktion erreicht ist, wird ein maximaler Einzel- und Doppelreiz verabreicht. Die einzelne Stimulation wird verwendet, um eine maximale M-Wellen-Amplitude auszulösen (definiert als die maximale M-Wellen-Spitze-zu-Spitze-Amplitude). Ein Dublett-Stimulus wird verwendet, um den Muskel zur maximalen Kontraktionsfähigkeit anzutreiben, um die Kontraktionsfähigkeit des Muskels zu untersuchen. Um die maximale kontraktile Kapazität zu untersuchen, wird die evozierte Spitzenrate der Kraftentwicklung von 0-50 ms aufgezeichnet, die sich aus einem maximalen Dublett-Stimulus des Quadrizeps femoris ergibt.

Änderung der Muskelaktivierungsrate von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Um die Muskelaktivierung zu untersuchen, werden während der freiwilligen und evozierten Muskelkontraktionen gesammelte elektromyographische (sEMG) Oberflächensignale vom Quadrizeps femoris (Muskeln Vastus lateralis, M. rectus femoris und M. vastus medialis), Kniesehnen (Muskel biceps femoris), Bizeps brachii und gesammelt Trizeps-Brachii-Muskeln. Die maximale Muskelaktivierung wird als maximale sEMG-Amplitude bewertet. Die Rate der Muskelaktivierung wird in den ersten 50 ms nach Beginn der Muskelaktivierung bewertet.

Änderung der freiwilligen elektromechanischen Verzögerung von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Um die Muskelaktivierung zu untersuchen, werden während der freiwilligen und evozierten Muskelkontraktionen gesammelte elektromyographische (sEMG) Oberflächensignale vom Quadrizeps femoris (Muskeln Vastus lateralis, M. rectus femoris und M. vastus medialis), Kniesehnen (Muskel biceps femoris), Bizeps brachii und gesammelt Trizeps-Brachii-Muskeln. Die maximale Muskelaktivierung wird als maximale sEMG-Amplitude bewertet. Die freiwillige elektromechanische Verzögerung wird aus der Zeitdifferenz vom Beginn des sEMG bis zum Beginn der Kraft berechnet.

Veränderung der ultraschallbasierten Muskelarchitektur: Querschnittsbereich von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Es werden Ultraschallbilder des Vastus lateralis, Rectus femoris, Biceps femoris, Vastus medialis, Biceps brachii und Triceps brachii erhalten. Die Muskelquerschnittsfläche für jeden Muskel wird bewertet.

Änderung der ultraschallbasierten Muskelarchitektur: Echointensität von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Es werden Ultraschallbilder des Vastus lateralis, Rectus femoris, Biceps femoris, Vastus medialis, Biceps brachii und Triceps brachii erhalten. Die Echointensität für jeden Muskel wird bewertet.

Änderung der auf Muskelbiopsie basierenden Muskelarchitektur von der Baseline bis zur folgenden HIIT-Intervention

Muskelbiopsien werden gesammelt, um die Myofasergröße vom Quadrizeps femoris (d. h. Vastus lateralis) zu bestimmen. Nach den notwendigen Biopsievorbereitungen wird die Verteilung von Muskelfasertyp und -größe innerhalb jeder Probe bestimmt.

Änderung des V02-Peaks von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die Teilnehmer absolvieren einen abgestuften Belastungstest (2-Minuten-Schritte) auf dem Fahrradergometer, um den VO2-Peak zu bewerten. Der VO2-Peak für jeden Probanden wird als der höchste einzelne VO2-Wert angenommen, wenn mindestens zwei der drei folgenden Testkriterien erfüllt sind: 1) Eine Stabilisierung der VO2 trotz einer Steigerung der Leistungsabgabe, 2) maximale Herzfrequenz innerhalb von 15 Schlägen von altersvorhergesagte maximale Herzfrequenz (220-Alter) und 3) Atemaustauschverhältnis (RER) ≥ 1,1.

Änderung der Ganggeschwindigkeit von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die Gehgeschwindigkeit wird mit dem 10-Meter-Gehtest (maximale angenehme Gehgeschwindigkeit) beurteilt.

Veränderung der funktionellen Unterkörperkraft von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die funktionelle Unterkörperkraft wird mit dem 5-maligen Sitz-auf-Steh-Test bewertet. Bei diesem Test müssen die Teilnehmer so schnell wie möglich 5 Mal aufstehen und sich hinsetzen, ohne die oberen Extremitäten zu verwenden.

Veränderung der funktionellen Oberkörperkraft von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die funktionelle Oberkörperkraft wird anhand der Handgriffkraft bewertet. Drei Wiederholungen von maximal 30 Sekunden Haltezeit an jeder Hand werden durchgeführt.

Veränderung des Gleichgewichts: Abweichung des Druckzentrums von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die Teilnehmer werden in drei verschiedenen Szenarien statisch auf einer Kraftmessplatte stehen (Füße zusammen, Augen offen, Füße zusammen, Augen geschlossen und Einbeinstand). Die Auslenkung des Druckzentrums wird berechnet, um das statische Gleichgewicht zu bestimmen.

Veränderung des Gleichgewichts: Bewertung des funktionellen Gangs von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die Teilnehmer absolvieren die funktionelle Ganganalyse, eine klinische Bewertung der Gehfähigkeit unter verschiedenen Bedingungen (z. B. Übersteigen eines Hindernisses, Rückwärtsgehen usw.). Die Werte reichen von 0-30, wobei höhere Werte eine bessere Gleichgewichtsleistung anzeigen.

Veränderung des Gleichgewichts: Berg-Balance-Skala von der Grundlinie bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die Teilnehmer absolvieren die Berg Balance Scale, eine klinische Bewertung der statischen und dynamischen Gleichgewichtsfähigkeiten. Die Berg Balance Scale Score reicht von 0-56, wobei höhere Scores eine bessere Gleichgewichtsleistung anzeigen.

Veränderung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität vom Ausgangswert bis zur folgenden HIIT-Intervention

Die Teilnehmer füllen den Short-Form Health Survey (SF-36) aus, um die gesundheitsbezogene Lebensqualität zu bewerten.