HIIT escolar y efectos dosis-respuesta (PEER-HEART)

I. Antecedentes La prevalencia del sobrepeso y la obesidad está bien documentada en la literatura. Esto se aplica tanto a los adultos como a las personas mayores, pero cada vez más también a los niños y a los jóvenes en edad escolar. Al igual que el tejido adiposo, hay un aumento constante en el porcentaje de personas jóvenes con presión arterial elevada. Además, los niños y adolescentes están disminuyendo constantemente su eficiencia física. Todas estas características sirven como indicadores de la salud general, definida como fitness relacionado con la salud (HRF). Las mediciones representan el potencial de salud que los adolescentes traen a la edad adulta, lo que está estrechamente relacionado con su funcionamiento eficiente en la vida familiar y profesional.

En la batalla contra las enfermedades del estilo de vida durante la adolescencia, existe una tendencia creciente a implementar esfuerzos intensos a corto plazo. La evidencia de numerosos estudios confirma la eficacia del entrenamiento en intervalos de alta intensidad (HIIT) para reducir el peso corporal, mejorar el índice de masa corporal (IMC), reducir la grasa corporal y disminuir la presión arterial en reposo. Debido a la renuencia de niños y adolescentes a realizar actividad física durante el tiempo libre, existe una implementación sistémica cada vez mayor del HIIT en las clases de educación física para garantizar el ejercicio físico generalizado entre los estudiantes.

Un tema aparte es la falta de respuesta al ejercicio en algunos individuos (los llamados no respondedores). Hay pocos estudios que intenten encontrar la dosis óptima de ejercicio para provocar una respuesta en el mayor número posible de participantes, idealmente en todos los participantes (relación dosis-respuesta). Sin embargo, aún se desconoce la eficacia del entrenamiento en función de la duración del ejercicio y los intervalos de descanso, el tipo de ejercicios (resistencia, resistencia, etc.) y la intensidad del ejercicio.

II. Objetivos del proyecto de investigación

Por tanto, los objetivos de esta investigación son dos:

1. investigar la eficacia de diferentes formas de ejercicio intenso a corto plazo en intervalos para reducir la grasa corporal y la presión arterial en reposo, así como para mejorar la resistencia física aeróbica y anaeróbica;
2. después de identificar a los que no responden y aplicar procedimientos de dosis-respuesta, desarrollar modificaciones al programa HIIT estándar y verificar la efectividad de estas modificaciones para inducir los cambios positivos antes mencionados.

Hipótesis 1. El entrenamiento de intervención de alta intensidad, practicado sistemáticamente durante las lecciones regulares de actividad física, afectará la composición corporal reduciendo la grasa corporal (a través del aumento de los procesos de oxidación de grasas a partir de ejercicios muy intensivos) y mejorará las proporciones de grasa a masa muscular. En los participantes del grupo experimental con presión arterial elevada, se observará una mejora en la presión arterial, lo que está relacionado con varias reacciones fisiológicas cardiovasculares. En tercer lugar, el entrenamiento físico intensivo en intervalos de corta duración mejorará la aptitud cardiorrespiratoria.

Hipótesis 2. Hay una frecuencia de participantes que no obtendrán diferentes resultados del programa de intervención.

Hipótesis 3. Los programas de intervención HIIT, diseñados individualmente para personas que no responden, incluidos diferentes determinantes, inducen los cambios esperados en los resultados antes mencionados.

III. Diseño de investigación y plan de trabajo Este proyecto es longitudinal, previsto para dos años de estudio. Ambos años, llamados ciclos, son ensayos aleatorios grupales (en otras palabras, ensayos aleatorios grupales, donde los participantes de la investigación no se asignan a la intervención de forma independiente, sino como grupo).

Cada ciclo del estudio tiene dos partes. La primera parte (llamada HIIT común) tiene dos brazos: experimental y control, mientras que la segunda parte (llamada Dosis-Respuesta) tiene cuatro brazos: dos experimentales y dos de control.

El muestreo aleatorio simple sin reemplazo se utiliza para clasificar las clases como experimentales y de control. El marco muestral es la lista de clases con identificadores específicos para cada escuela (p. ej. 1a, 1b, 2a, etc.). El proceso de aleatorización lo llevan a cabo los investigadores de este estudio utilizando una biblioteca específica en lenguaje R.

El proyecto inscribe dos tipos de grupos de estudiantes: experimental (EG), aproximadamente 4 clases en cada escuela, y control (CG), aproximadamente 4 clases en cada escuela. En la parte HIIT común, EG realiza una intervención de entrenamiento físico, mientras que CG participa solo en lecciones típicas de educación física. En la parte Dosis-Respuesta, los no respondedores (identificados como personas que no obtendrán los efectos durante la primera parte) se dividirán aleatoriamente (el mismo procedimiento que en la primera parte) en un grupo experimental (NRs-E) y un grupo de control (NRs-E). C), mientras que los respondedores (identificados como personas que obtendrán los efectos durante la primera parte) también se dividirán aleatoriamente (el mismo procedimiento que en la primera parte) en un grupo experimental (Rs-E) y de control (Rs-C).

En la parte Common-HIIT, todos los participantes son examinados durante las mediciones previas, posteriores a la intervención y de seguimiento. Mientras que, en la parte Dosis-Respuesta se examinan dos veces: intervención dosis-respuesta preintervención y postintervención.

IV. Metodología de la investigación IV.1 Características del sujeto. El tamaño de la muestra se calculó en base a estudios piloto utilizando G*Power v. 3.1, lo que dio como resultado un tamaño de muestra mínimo de 310 personas (con un margen de abandono del 5%). El estudio involucra a estudiantes de primero y cuarto grado, que participan en proyectos de primer y segundo ciclo, respectivamente. Para el estudio se seleccionaron dos escuelas secundarias de la ciudad de Wrocław. Los participantes están separados en grupos de sexo, lo que está relacionado con las reglas de las escuelas.

IV.2. Procedimientos de intervención. El diseño utilizó un esquema de estudio de grupos paralelos (2 escuelas) con tres repeticiones. En cada colegio se implementará una forma diferente de intervención basada generalmente en los principios del programa HIIT. En una escuela está prevista una variante clásica, mientras que en la otra está prevista una variante que utiliza un mecanismo pliométrico.

El proyecto utiliza una intervención intensiva de ejercicio intermitente. En una escuela se planifica un programa estándar, en la otra una modificación que implica una forma de ejercicio pliométrico. El programa de intervalos de alta intensidad elegido es de gran utilidad en el ámbito escolar por su sencillez de implementación y su corto tiempo. Puede implementarse fácilmente en una lección sin interferir fuertemente con el flujo de la lección y el cumplimiento de las tareas curriculares del profesor. En la intervención se realizan 8 series de ejercicios de 20 segundos y un descanso de 10 segundos.

La duración total es de 4 minutos. La clave es realizar el ejercicio con una intensidad del 90%-100% del esfuerzo máximo. La corta duración y la posibilidad de utilizar diferentes formas de ejercicio lo hacen atractivo en opinión de los participantes y tiene un efecto positivo sobre la motivación para hacer ejercicio. En la primera parte del estudio, independientemente de las formas de ejercicio implementadas en ambas escuelas, se utilizará un programa de intervención HIIT estándar. La parte de intervención irá precedida de un calentamiento previo a la sesión estándar de 10 minutos. Luego, los participantes se embarcarán en el programa principal y realizarán un trabajo intenso que durará 20 segundos y un intervalo de descanso de 10 segundos. En las primeras cuatro semanas realizarán entre cuatro y seis series, con el objetivo de hacer un ciclo completo de ocho series en las siguientes cuatro semanas. Una vez completadas todas las series de un ciclo determinado, habrá un periodo de descanso de 5 minutos. Luego, el maestro pasará a las tareas lectivas planificadas derivadas del plan de estudios básico.

Lograr la intensidad correcta del ejercicio es un factor crítico en las intervenciones de tipo HIIT. Sin embargo, dado que la intervención se llevará a cabo en un entorno escolar, se asumió que los participantes mantendrían un esfuerzo de al menos el 80% de la FCmáx durante el período de 8 semanas. La frecuencia cardíaca se medirá con pulseras Polar Verity Sense. Los profesores controlan en tiempo real y motivan el esfuerzo del alumno a medida que la intensidad disminuye.

En la segunda parte de la investigación se introducirán modificaciones de intervención que cambien las dosis de estímulo de los programas. Los detalles del diseño de estas modificaciones se derivarán de los resultados obtenidos de la primera parte de la investigación. A continuación se modificarán las proporciones de las pausas de trabajo y descanso, la estructura y/o forma de los ejercicios. Los individuos que no respondan (que no respondieron al ejercicio en la primera parte reduciendo su grasa corporal y/o presión arterial y/o mejorando su rendimiento físico) y aquellos que no logren mantener un efecto durante un período de 8 semanas serán asignados a subgrupos en los que serán formados según una modificación adecuada. a subgrupos donde la formación se modificará en consecuencia.

Los valores de frecuencia cardíaca que forman una serie de tiempo se almacenarán en la aplicación y se exportarán a una base de datos al final del proyecto. Estos resultados se cotejarán con las mediciones y los datos de la encuesta y se utilizarán para análisis detallados.

IV. 3. Medidas. Están previstas mediciones en tres áreas: morfológica, cardiovascular y rendimiento físico. Se realizarán mediciones de características morfológicas básicas. La altura corporal se medirá utilizando un antropómetro con una precisión de 0,1 cm (GPM Anthropological Instruments). El peso corporal se medirá en una báscula electrónica (dispositivo de composición corporal) con una precisión de 0,1 kg. También se medirá la composición corporal. El dispositivo de composición corporal utiliza el método de impedancia bioeléctrica. Se medirá la masa grasa, la masa muscular y el agua. Sobre la base de las características morfológicas medidas y la composición corporal, se calculan los siguientes indicadores: masa corporal relativa (IMC), masa grasa relativa (FMI), masa muscular relativa (SMI) y relación músculo-grasa (MMI), músculo-grasa. relación (MFR).

Las características hemodinámicas de la circulación sanguínea se determinarán mediante mediciones en reposo de la presión arterial sistólica y diastólica y la frecuencia cardíaca. Se utilizará un monitor electrónico de presión arterial en la parte superior del brazo. Para medir la capacidad física aeróbica y anaeróbica se prevén pruebas poblacionales (respectivamente, una carrera de ida y vuelta de varios niveles, la llamada prueba de pitidos).

Las mediciones se complementarán con la recopilación de datos de encuestas. Estos datos serán las variables que acompañarán los análisis detallados y en profundidad. Están previstas las siguientes encuestas: situación económica y social de las familias de los alumnos (escala FAS), actividad física (cuestionario largo IPAQ) y frecuencia de ingesta de alimentos (cuestionario KomPAN). Además, después de cada unidad de lección, los estudiantes completarán cuestionarios con la escala de sentimiento subjetivo de fatiga (RPE) y la escala de atractivo de lección (PACES).

V. Análisis estadístico Se evaluarán las distribuciones de los datos recopilados. Dependiendo del tipo de distribución se aplicarán métodos paramétricos y no paramétricos. En los procedimientos exploratorios multivariados, los datos que no cumplan con la condición de normalidad de distribución se transformarán y escalarán. Se asumen comparaciones entre múltiples grupos con medidas repetidas (MANOVA/ANOVA de efectos mixtos), examen de correlaciones (análisis de regresión en modelos mixtos), examen de similitudes (análisis de conglomerados) y coocurrencia (análisis de correspondencia).

Para los análisis de la relación dosis-respuesta, está previsto utilizar regresión lineal simple, regresión polinómica (polinomio de segundo y tercer grado) y varios procedimientos de comparación múltiple (familia de procedimientos de comparación múltiple).

El cálculo se realizará en el entorno R [43] y otro software estadístico.