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VO2max and Substrate Crossover Point (VO2MAX-CROSS)

28 agosto 2026 aggiornato da: Celil Kaçoğlu

Higher VO2max Delays Substrate Switching and Shifts the Crossover Point to Greater Oxygen Uptake During Incremental Exerciseebys

This study aims to investigate the relationship between maximal oxygen uptake (VO2max) and the substrate crossover point during incremental exercise. A total of 20 physical education students are recruited to complete a maximal incremental treadmill test using the standard Bruce protocol. Indirect calorimetry is utilized to assess oxygen uptake (VO2), carbon dioxide production (VCO2), and energy substrate utilization patterns. The substrate crossover point is operationally defined at a respiratory exchange ratio (RER) threshold of 0.85, indicating the metabolic transition toward predominant carbohydrate oxidation. The primary objective is to evaluate how variations in aerobic capacity influence the timing, oxygen uptake, and heart rate (HR) responses at this metabolic transition threshold.

Panoramica dello studio

Descrizione dettagliata

This study evaluates the relationship between maximal oxygen uptake (VO2max) and the substrate crossover point during incremental treadmill exercise in young, physically active individuals. Substrate utilization kinetics and metabolic flexibility represent critical components of cardiovascular conditioning and endurance performance; however, the impact of continuous variations in aerobic capacity on the onset of metabolic transition requires detailed investigation.

Participants undergo anthropometric testing followed by a maximal graded exercise test on a motor-driven treadmill following the standard Bruce protocol. Breath-by-breath expired gas analysis using indirect calorimetry continuously monitors oxygen uptake (VO2), carbon dioxide production (VCO2), and minute ventilation (VE) throughout the test. Respiratory exchange ratio (RER) values are calculated continuously. The substrate crossover point is operationally defined as the exercise intensity corresponding to an RER threshold of 0.85, representing the metabolic transition where carbohydrate oxidation becomes the predominant contributor to total energy expenditure over lipid oxidation.

Key outcome measures extracted at this threshold include:

Time to reach the crossover point (minutes)

Absolute oxygen uptake at crossover (liters per minute [L/min])

Relative oxygen uptake at crossover (milliliters per kilogram per minute [mL/kg/min])

Percentage of maximal oxygen uptake at crossover (%VO2max)

Heart rate at crossover (beats per minute [bpm])

Statistical associations between maximal aerobic capacity (VO2max) and the primary outcome measures at the crossover point are analyzed using linear correlation and regression models to determine how cardiorespiratory fitness alters substrate switching kinetics under progressive physical strain.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Effettivo)

20

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

    • Tepebaşi
      • Eskişehir, Tepebaşi, Turchia (Türkiye), 26100
        • Eskişehir Technical University

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

  • Adulto

Accetta volontari sani

Sì

Descrizione

Inclusion Criteria:

  • Healthy male or female physical education students aged 18 to 30 years
  • Regularly physically active (participating in structured physical activity at least 3 days per week)
  • Medically cleared and capable of performing maximal graded treadmill exercise testing to voluntary exhaustion
  • Willing and able to provide written informed consent

Exclusion Criteria:

  • History of cardiovascular, pulmonary, metabolic, renal, or neuromuscular disorders
  • Acute musculoskeletal injury or orthopedic condition that impairs treadmill running or maximal exertion
  • Current use of prescription medications, stimulants, or dietary supplements known to alter metabolic rate, heart rate, or substrate oxidation
  • Use of tobacco, nicotine products, or alcohol within 24 hours prior to testing
  • Consumption of caffeine or vigorous physical exercise within 24 hours prior to the exercise trial

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Scienza basilare
  • Assegnazione: N / A
  • Modello interventistico: Assegnazione di gruppo singolo
  • Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Sperimentale: Exercise Testing Group
: Healthy young adult participants who undergo a single maximal incremental treadmill exercise test using the Bruce Protocol to assess cardiorespiratory fitness (VO2max) and substrate crossover kinetics.
Participants perform a maximal treadmill exercise test following the standardized Bruce Protocol. The test begins with a warm-up, followed by progressive 3-minute stages with continuous increases in speed and incline until voluntary exhaustion. Indirect calorimetry is used continuously via breath-by-breath gas analysis to measure VO2VCO2, and RER for substrate crossover determination.
Altri nomi:
  • Bruce Treadmill Protocol
  • Maximal Incremental Exercise Test
  • Graded Exercise Testing (GXT)
  • Maximal Treadmill Exercise Test

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Time to reach the substrate crossover point
Lasso di tempo: Time Frame: Baseline (single test session, Day 1)

Measure Description: Elapsed time (in minutes) from the start of the incremental treadmill test (Bruce protocol) to the point where the respiratory exchange ratio (RER) reaches 0.85, indicating the metabolic crossover where carbohydrate oxidation becomes the predominant fuel source.

Time Frame: Baseline (single exercise test session, Day 1) Unit of Measure: Minutes

Time Frame: Baseline (single test session, Day 1)
Relative oxygen uptake at the crossover point
Lasso di tempo: Measure Description: Measured continuously during the incremental exercise test using indirect calorimetry, recorded specifically at the point where the respiratory exchange ratio (RER) reaches 0.85. Time Frame: Baseline

Measure Title: Relative oxygen uptake at the substrate crossover point Measure Description: Oxygen uptake (VO2) normalized to body weight (mL/kg/min) recorded at the moment the substrate crossover point (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85) is reached during the maximal incremental treadmill test (Bruce protocol).

Time Frame: Baseline

Measure Description: Measured continuously during the incremental exercise test using indirect calorimetry, recorded specifically at the point where the respiratory exchange ratio (RER) reaches 0.85. Time Frame: Baseline

Misure di risultato secondarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Percentage of VO2max at the crossover point
Lasso di tempo: Measure Description: Relative oxygen uptake (VO2) at the substrate crossover point (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85) expressed as a % of the participant's maximal oxygen uptake (VO2max), calculated upon completion of the Bruce protocol

Measure Title: Percentage of maximal oxygen uptake at the substrate crossover point

Measure Description: Relative oxygen uptake (VO2) at the substrate crossover point (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85) expressed as a percentage (%) of the participant's maximal oxygen uptake (VO2max) during the Bruce protocol treadmill test.

Time Frame: Baseline

Measure Description: Relative oxygen uptake (VO2) at the substrate crossover point (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85) expressed as a % of the participant's maximal oxygen uptake (VO2max), calculated upon completion of the Bruce protocol
Heart rate at the crossover point
Lasso di tempo: Measure Description: Heart rate (HR) in beats per minute (bpm) measured continuously during the incremental treadmill test (Bruce protocol), recorded at the substrate crossover threshold (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85). Time Frame: Baseline

Measure Title: Heart rate at the substrate crossover point Measure Description: Heart rate (HR) recorded in beats per minute (bpm) using a telemetric heart rate monitor at the point where the substrate crossover threshold (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85) is achieved during the maximal incremental treadmill test (Bruce protocol).

Time Frame: Baseline

Measure Description: Heart rate (HR) in beats per minute (bpm) measured continuously during the incremental treadmill test (Bruce protocol), recorded at the substrate crossover threshold (respiratory exchange ratio [RER] = 0.85). Time Frame: Baseline
Maximal oxygen consumption (VO2max)
Lasso di tempo: Measure Description: Relative maximal oxygen uptake (VO2max in mL/kg/min) assessed at maximal exertion at the end of the Bruce protocol treadmill test to voluntary exhaustion via indirect calorimetry. Time Frame: Baseline

Measure Description:

The highest rate of relative oxygen uptake (VO2 in mL/kg/min) attained during the maximal graded exercise test (Bruce protocol) to voluntary exhaustion via indirect calorimetry.

Time Frame: Baseline

Measure Description: Relative maximal oxygen uptake (VO2max in mL/kg/min) assessed at maximal exertion at the end of the Bruce protocol treadmill test to voluntary exhaustion via indirect calorimetry. Time Frame: Baseline

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Sponsor

Investigatori

  • Investigatore principale: celil kaçoğlu, Ph.D., Eskişehir Teknik Üniversitesi

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Effettivo)

1 maggio 2026

Completamento primario (Effettivo)

30 giugno 2026

Completamento dello studio (Effettivo)

15 luglio 2026

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

25 agosto 2026

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

28 agosto 2026

Primo Inserito (Effettivo)

2 settembre 2026

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

2 settembre 2026

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

28 agosto 2026

Ultimo verificato

1 agosto 2026

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

NO

Descrizione del piano IPD

Individual participant data will not be publicly shared due to privacy and ethical constraints aimed at protecting participant confidentiality. However, de-identified aggregated data or specific data sets may be made available from the corresponding author upon reasonable academic request.

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

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