Koulupohjaiset HIIT- ja annosvastevaikutukset (PEER-HEART)

I. Tausta Ylipainon ja liikalihavuuden esiintyvyys on hyvin dokumentoitu kirjallisuudessa. Tämä koskee sekä aikuisia että vanhuksia, mutta yhä enemmän myös lapsia ja kouluikäisiä nuoria. Kuten rasvakudoksessa, kohonneesta verenpaineesta kärsivien nuorten prosenttiosuus kasvaa jatkuvasti. Lisäksi lasten ja nuorten fyysinen tehokkuus heikkenee jatkuvasti. Kaikki nämä ominaisuudet toimivat yleisen terveyden indikaattoreina, jotka määritellään terveyteen liittyväksi kuntoksi (HRF). Mittaukset edustavat nuorten aikuisuuteen tuomaa terveyspotentiaalia, joka liittyy läheisesti heidän tehokkaaseen toimintaansa perhe- ja työelämässä.

Taistelussa elämäntapasairauksia vastaan ​​murrosiässä on kasvava suuntaus kohti intensiivistä lyhytaikaista työtä. Lukuisista tutkimuksista saadut todisteet vahvistavat korkean intensiteetin intervalliharjoittelun (HIIT) tehokkuuden painon vähentämisessä, painoindeksin (BMI) parantamisessa, kehon rasvan vähentämisessä ja lepoverenpaineen alentamisessa. Koska lapset ja nuoret ovat haluttomia harrastamaan liikuntaa vapaa-ajalla, HIIT:tä toteutetaan yhä systeemisesti liikuntatunneilla varmistaakseen laajan liikunnan leviämisen opiskelijoiden keskuudessa.

Erillinen ongelma on joidenkin henkilöiden (ns. reagoimattomat) reagoimattomuus harjoitukseen. Harvoissa tutkimuksissa yritetään löytää optimaalinen harjoitusannos saada aikaan vaste mahdollisimman monessa osallistujassa, mieluiten kaikissa osallistujissa (annos-vaste-suhde). Harjoittelun tehokkuutta harjoituksen kestoon ja lepoväleihin, harjoitusten tyyppiin (kestävyys, vastus jne.) ja harjoituksen intensiteettiä ei kuitenkaan vielä tunneta.

II. Tutkimusprojektin tavoitteet

Siksi tällä tutkimuksella on kaksi tavoitetta:

1. tutkia lyhytkestoisen, intensiivisen intervalliharjoituksen eri muotojen tehokkuutta kehon rasvan ja lepoverenpaineen vähentämisessä sekä aerobisen ja anaerobisen fyysisen kestävyyden parantamisessa;
2. sen jälkeen, kun on tunnistettu reagoimattomat ja soveltanut annos-vaste-menetelmiä, kehittää muutoksia standardiin HIIT-ohjelmaan ja varmistaa näiden muutosten tehokkuus edellä mainittujen positiivisten muutosten aikaansaamisessa.

Hypoteesi 1. Korkean intensiteetin interventioharjoittelu, jota harjoitetaan systemaattisesti säännöllisten liikuntatuntien aikana, vaikuttaa kehon koostumukseen vähentäen kehon rasvaa (erittäin intensiivisten harjoitusten lisääntyneiden rasvan hapettumisprosessien kautta) ja parantaa rasvan ja lihasmassan suhteita. Koeryhmässä kohonneella verenpaineella esiintyvillä havaitaan verenpaineen paranemista, mikä liittyy useisiin fysiologisiin kardiovaskulaarisiin reaktioihin. Kolmanneksi intensiivinen fyysinen lyhytaikainen intervalliharjoittelu parantaa sydän- ja hengityselimistön kuntoa.

Hypoteesi 2. Useat osallistujat eivät saavuta erilaisia ​​​​tuloksia interventio-ohjelmasta.

Hypoteesi 3. HIIT-intervention ohjelmat, jotka on räätälöity yksilöllisesti reagoimattomille henkilöille, mukaan lukien erilaiset tekijät, aiheuttavat odotettuja muutoksia edellä mainittuihin tuloksiin.

III. Tutkimuksen suunnittelu ja työsuunnitelma Hanke on pitkittäinen, suunniteltu kahden vuoden opiskeluksi. Molemmat vuodet, joita kutsutaan sykliksi, ovat Cluster Randomized Trials (toisin sanoen - Group-Randomized Trials, joissa tutkimukseen osallistujia ei kohdisteta interventioon itsenäisesti, vaan ryhmänä.

Kussakin tutkimusjaksossa on kaksi osaa. Ensimmäisessä osassa (nimeltään Common-HIIT) on kaksi haaraa: kokeellinen ja kontrolli, kun taas toisessa osassa (nimeltään Dose-Response) on neljä haaraa: kaksi kokeellista ja kaksi kontrollia.

Yksinkertaista satunnaisotantaa ilman korvaamista käytetään luokkien luokitteluun kokeelliseksi ja kontrolliksi. Otantakehys on luettelo luokista, joissa on kullekin koululle omat tunnisteet (esim. 1a, 1b, 2a jne.). Tämän tutkimuksen tutkijat suorittavat satunnaistusprosessin käyttämällä erityistä R-kielellä olevaa kirjastoa.

Projektiin otetaan kahdentyyppisiä oppilasryhmiä: kokeellinen (EG) - noin 4 luokkaa jokaisessa koulussa ja kontrolli (CG) - noin 4 luokkaa jokaisessa koulussa. Common-HIIT-osassa EG suorittaa fyysistä harjoittelua, kun taas CG osallistuu vain tyypillisiin liikuntatunteihin. Annos-vaste-osassa reagoimattomat (henkilöiksi, jotka eivät saa vaikutuksia ensimmäisen osan aikana) jaetaan satunnaisesti (sama menettely kuin ensimmäisessä osassa) koeryhmään (NRs-E) ja kontrolliryhmään (NRs- C), kun taas vastaajat (tunnistettu henkilöiksi, jotka saavat vaikutuksen ensimmäisessä osassa) jaetaan myös satunnaisesti (sama menettely kuin ensimmäisessä osassa) kokeelliseen (Rs-E) ja kontrolliryhmään (Rs-C).

Common-HIIT-osassa kaikki osallistujat tutkitaan preinterventio-, postinterventio- ja seurantamittauksissa. Annos-vaste-osassa niitä tarkastellaan kahdesti: ennen interventiota ja intervention jälkeistä annos-vaste-interventiota.

IV. Tutkimusmetodologia IV.1 Aihepiirteet. Otoskoko laskettiin pilottitutkimusten perusteella käyttäen G*Power v. 3.1 -versiota, jolloin otoskoko oli vähintään 310 henkilöä (5 %:n poistumismarginaali). Tutkimuksessa on mukana ensimmäisen ja neljännen luokan opiskelijoita, jotka ovat mukana projektissa ensimmäisessä ja toisessa jaksossa. Tutkimukseen valittiin kaksi lukiota Wrocławin kaupungista. Osallistujat jaetaan sukupuoliryhmiin, mikä liittyy koulujen sääntöihin.

IV.2. Interventiomenettelyt. Suunnittelussa käytettiin rinnakkaisryhmäopiskelujärjestelmää (2 koulua) kolmella kopiolla. Jokaisessa koulussa toteutetaan erilainen interventiomuoto, joka perustuu yleisesti HIIT-ohjelman periaatteisiin. Yhdessä koulussa suunnitellaan klassista varianttia, kun taas toisessa plyometrista mekanismia käyttävää varianttia.

Projektissa käytetään intensiivistä jaksoittaista harjoittelua. Yhdessä koulussa suunnitellaan vakio-ohjelmaa, toisessa plyometrisen harjoitusmuodon mukaista muutosta. Valittu korkean intensiteetin intervalliohjelma on erittäin hyödyllinen kouluympäristössä toteutuksen yksinkertaisuuden ja lyhyen ajan vuoksi. Se voidaan helposti toteuttaa oppitunniksi ilman, että se häiritsee voimakkaasti oppitunnin kulkua ja opettajan opetussuunnitelmatehtävien suorittamista. Interventiossa suoritetaan 8 sarjaa 20 sekunnin harjoituksia ja 10 sekunnin lepo.

Kokonaiskesto on 4 minuuttia. Tärkeintä on suorittaa harjoitus intensiteetillä 90–100 % enimmäisponnistuksesta. Lyhyt kesto ja mahdollisuus käyttää erilaisia ​​liikuntamuotoja tekevät siitä osallistujien mielestä houkuttelevan ja vaikuttavat positiivisesti liikuntamotivaatioon. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa, molemmissa kouluissa toteutetuista liikuntamuodoista riippumatta, käytetään vakiomuotoista HIIT-interventioohjelmaa. Interventioosaa edeltää tavallinen 10 minuutin esilämmittely. Tämän jälkeen osallistujat aloittavat pääohjelman ja tekevät intensiivistä työtä, joka kestää 20 sekuntia ja 10 sekunnin lepovälin. Ensimmäisen neljän viikon aikana he esittävät neljästä kuuteen sarjaa, tavoitteenaan suorittaa kahdeksan sarjan täysi sykli seuraavien neljän viikon aikana. Kun kaikki tietyn syklin sarjat on suoritettu, pidetään 5 minuutin tauko. Tämän jälkeen opettaja siirtyy opetussuunnitelmaan perustuviin suunniteltuihin tuntitehtäviin.

Oikean harjoituksen intensiteetin saavuttaminen on kriittinen tekijä HIIT-tyyppisissä interventioissa. Ottaen kuitenkin huomioon, että interventio suoritetaan kouluympäristössä, osallistujien oletettiin ylläpitävän vähintään 80 %:n HRmax-ponnistusta koko 8 viikon ajan. Sykettä mitataan Polar Verity Sense -rannekkeilla. Opettaja ohjaa reaaliaikaisesti ja motivoi opiskelijaa ponnistelemaan intensiteetin laskeessa.

Tutkimuksen toisessa osassa otetaan käyttöön interventiomuunnoksia, jotka muuttavat ohjelmien ärsykeannoksia. Näiden muutosten suunnittelun yksityiskohdat johdetaan tutkimuksen ensimmäisen osan tuloksista. Seuraavassa muutetaan työ- ja lepotaukojen suhteita, harjoitusten rakennetta ja/tai muotoa. Reagoitumattomille henkilöille (jotka eivät reagoineet harjoitukseen ensimmäisessä osassa alentamalla kehon rasvaa ja/tai verenpainetta ja/tai parantamalla fyysistä suorituskykyään) ja niille, jotka eivät pysty ylläpitämään vaikutusta 8 viikon ajan jaetaan alaryhmiin, joissa heidät koulutetaan asianmukaisen muutoksen mukaisesti. alaryhmiin, joissa koulutusta muutetaan vastaavasti.

Aikasarjan muodostavat sykearvot tallennetaan sovellukseen ja viedään tietokantaan projektin lopussa. Nämä tulokset yhdistetään mittaus- ja tutkimustietoihin ja niitä käytetään yksityiskohtaisiin analyyseihin.

IV. 3. Mittaukset. Mittauksia suunnitellaan kolmella alueella: morfologinen, kardiovaskulaarinen ja fyysinen suorituskyky. Tehdään morfologisten perusominaisuuksien mittaukset. Kehon korkeus mitataan antropometrillä 0,1 cm:n tarkkuudella (GPM Anthropological Instruments). Kehon paino mitataan elektronisella vaa'alla (kehonkoostumuslaite) 0,1 kg:n tarkkuudella. Myös kehon koostumus mitataan. Kehonkoostumuslaite käyttää biosähköistä impedanssimenetelmää. Rasvamassa, lihasmassa ja vesi mitataan. Mitattujen morfologisten ominaisuuksien ja kehon koostumuksen perusteella lasketaan seuraavat indikaattorit: suhteellinen kehon massa (BMI), suhteellinen rasvamassa (FMI), suhteellinen lihasmassa (SMI) ja lihas-rasvasuhde (MMI), lihas-rasva-suhde. suhde (MFR).

Verenkierron hemodynaamiset ominaisuudet määritetään systolisen ja diastolisen verenpaineen sekä sykkeen lepomittauksilla. Käytössä on elektroninen olkavarren verenpainemittari. Aerobisen ja anaerobisen fyysisen kapasiteetin mittaamiseen suunnitellaan populaatiotestejä (vastaavasti monitasoinen sukkulaajo, ns. piippaustesti).

Mittauksia täydennetään kyselytietojen keräämisellä. Nämä tiedot ovat mukana muuttujia yksityiskohtaisissa, perusteellisissa analyyseissä. Suunnitteilla on seuraavat tutkimukset: oppilaiden perheiden taloudellinen ja sosiaalinen tilanne (FAS-asteikko), fyysinen aktiivisuus (IPAQ pitkä kyselylomake) ja ravinnonsaantitiheys (KomPAN-kysely). Lisäksi opiskelijat täyttävät jokaisen oppitunnin jälkeen kyselylomakkeet, joissa on subjektiivinen väsymysasteikko (RPE) ja oppitunnin houkuttelevuusasteikko (PACES).

V. Tilastollinen analyysi Kerättyjen tietojen jakautuminen arvioidaan. Jakauman tyypistä riippuen käytetään parametrisia ja ei-parametrisia menetelmiä. Monimuuttujatutkimusproseduureissa data, joka ei täytä jakauman normaaliuden ehtoa, muunnetaan ja skaalataan. Useiden ryhmien väliset vertailut toistetuilla mittauksilla (MANOVA/ANOVA sekavaikutuksista), korrelaatioiden tutkiminen (regressioanalyysi sekamalleissa), yhtäläisyyksien tutkiminen (klusterianalyysit) ja yhteisesiintyvyys (vastaavuusanalyysit) oletetaan.

Annos-vaste-suhdeanalyyseissä on tarkoitus käyttää yksinkertaista lineaarista regressiota, polynomiregressiota (2. ja 3. asteen polynomi) ja erilaisia ​​moninkertaisia ​​vertailumenetelmiä (Multiple Comparison Procedures -perhe).

Laskenta suoritetaan R-ympäristössä [43] ja muissa tilastoohjelmistoissa.