학교 기반 HIIT 및 용량 반응 효과 (PEER-HEART)

I. 배경 과체중 및 비만의 유병률은 문헌에 잘 기록되어 있습니다. 이는 성인과 노인 모두에게 적용되지만 점점 더 어린이와 학령기 청소년에게도 적용됩니다. 지방 조직과 마찬가지로 혈압이 상승한 젊은 개인의 비율이 지속적으로 증가합니다. 더욱이 어린이와 청소년의 신체적 효율성은 꾸준히 감소하고 있습니다. 이러한 모든 특성은 건강 관련 체력(HRF)으로 정의되는 전반적인 건강의 지표로 사용됩니다. 측정값은 청소년이 성인이 되어 가져오는 건강 잠재력, 즉 가족 및 직장 생활에서의 효율적인 기능과 밀접한 관련이 있음을 나타냅니다.

청소년기 생활습관병과의 싸움에서는 단기간 집중적으로 노력하는 경향이 커지고 있습니다. 수많은 연구의 증거에 따르면 체중 감량, 체질량 지수(BMI) 개선, 체지방 감소 및 안정시 혈압 저하에 있어 고강도 간격 훈련(HIIT)의 효과가 확인되었습니다. 어린이와 청소년이 여가 시간에 신체 활동에 참여하는 것을 꺼려하기 때문에 학생들의 광범위한 신체 운동을 보장하기 위해 체육 수업에서 HIIT를 체계적으로 구현하는 것이 증가하고 있습니다.

별도의 문제는 일부 개인(소위 비반응자)의 운동에 대한 반응 부족입니다. 가능한 한 많은 참가자, 이상적으로는 모든 참가자(용량-반응 관계)에서 반응을 이끌어내기 위해 최적의 운동량을 찾으려는 연구는 거의 없습니다. 그러나 운동시간과 휴식간격, 운동종류(지구력, 저항력 등), 운동강도에 따른 훈련의 효과는 아직까지 알려져 있지 않다.

II. 연구과제 목표

따라서 본 연구의 목적은 두 가지이다.

1. 체지방 감소, 혈압 안정, 유산소 및 무산소 육체적 지구력 향상에 있어 다양한 형태의 단기, 고강도 간격 운동의 효과를 조사합니다.
2. 무반응자를 식별하고 용량-반응 절차를 적용한 후 표준 HIIT 프로그램에 대한 수정을 개발하고 앞서 언급한 긍정적인 변화를 유도하는 데 이러한 수정의 효과를 검증합니다.

가설 1. 정기적인 신체 활동 수업 중에 체계적으로 연습하는 고강도 중재 훈련은 신체 구성에 영향을 주어 체지방을 감소시키고(매우 집중적인 운동으로 인한 지방 산화 과정 증가를 통해) 지방과 근육량 비율을 향상시킵니다. 혈압이 상승한 실험군 참가자에서는 여러 가지 생리적 심혈관 반응과 관련된 혈압 개선이 관찰됩니다. 셋째, 집중적인 단시간 인터벌 트레이닝을 통해 심폐능력을 향상시킬 수 있습니다.

가설 2. 개입 프로그램을 통해 다른 결과를 얻지 못하는 참가자의 빈도가 있습니다.

가설 3. 다양한 결정 요인을 포함하여 반응이 없는 사람을 위해 개별적으로 맞춤화된 HIIT 개입 프로그램은 위에서 언급한 결과에 예상되는 변화를 유도합니다.

III. 연구 설계 및 작업 계획 이 프로젝트는 종단적이며 2년간의 연구 기간으로 계획되었습니다. 주기라고 하는 두 해 모두 클러스터 무작위 시험(즉, 연구 참가자가 독립적으로 개입하지 않고 그룹으로 할당되는 그룹 무작위 시험)입니다.

연구의 각 주기는 두 부분으로 구성됩니다. 첫 번째 부분(Common-HIIT라고 함)에는 실험과 대조군의 두 가지 부문이 있고, 두 번째 부분(용량-반응이라고 함)에는 실험 부문 2개와 대조 부문 2개로 구성된 4개 부문이 있습니다.

비복원 단순 무작위 샘플링을 사용하여 클래스를 실험 클래스와 제어 클래스로 분류합니다. 샘플링 프레임은 각 학교에 특정한 식별자가 있는 수업 목록입니다(예: 1a, 1b, 2a 등). 무작위화 과정은 본 연구의 연구자가 R 언어의 특정 라이브러리를 사용하여 수행합니다.

이 프로젝트에는 두 가지 유형의 학생 그룹이 등록됩니다. 즉, 실험(EG) - 각 학교에 약 4개 수업이 있고, 대조(CG) - 각 학교에 약 4개 수업이 있습니다. Common-HIIT 부분에서 EG는 신체 훈련 개입을 수행하는 반면 CG는 일반적인 PE 수업에만 참여합니다. 용량-반응 부분에서는 무반응자(첫 번째 부분에서 효과를 얻지 못하는 사람으로 식별됨)를 무작위로(첫 번째 부분과 동일한 절차) 실험군(NRs-E)과 대조군(NRs-)으로 나눕니다. C) 반응자(첫 번째 부분에서 효과를 얻을 사람으로 식별됨)도 무작위로(첫 번째 부분과 동일한 절차) 실험군(Rs-E)과 대조군(Rs-C) 그룹으로 나뉩니다.

Common-HIIT 부분에서는 개입 전, 개입 후 및 후속 측정 중에 모든 참가자를 검사합니다. 반면 용량-반응 부분에서는 개입 전과 개입 후 용량-반응 개입이라는 두 번 검사됩니다.

IV. 연구 방법론 IV.1 주제 특성. 표본 크기는 G*Power v. 3.1을 사용한 파일럿 연구를 기반으로 계산되었으며, 그 결과 최소 표본 크기는 310명(중퇴 마진 5%)이 되었습니다. 이 연구에는 각각 1주기와 2주기의 프로젝트에 참여하는 1학년과 4학년 학생들이 참여합니다. 브로츠와프(Wrocław) 시에 있는 두 개의 고등학교가 연구 대상으로 선정되었습니다. 참가자는 학교 규칙과 관련된 성별 그룹으로 구분됩니다.

IV.2. 개입 절차. 설계에서는 3개의 반복실험이 포함된 병렬 그룹 학습 계획(2개 학교)을 사용했습니다. 각 학교에서는 일반적으로 HIIT 프로그램의 원칙에 기초한 다양한 형태의 개입이 시행됩니다. 한 학교에서는 고전적인 변형이 계획되고, 다른 학교에서는 플라이오메트릭 메커니즘을 사용하는 변형이 계획됩니다.

이 프로젝트는 집중적이고 간헐적인 운동 중재를 사용합니다. 한 학교에서는 표준 프로그램이 계획되어 있고, 다른 학교에서는 플라이오메트릭 형태의 운동과 관련된 수정 프로그램이 계획되어 있습니다. 선택한 고강도 간격 프로그램은 실행이 간단하고 시간이 짧기 때문에 학교 환경에서 매우 유용합니다. 수업의 흐름과 교사의 교과 과정 수행을 크게 방해하지 않고 수업에 쉽게 적용할 수 있습니다. 중재에서는 20초 운동과 10초 휴식을 8시리즈로 수행하였다.

총 소요시간은 4분입니다. 최대 노력의 90~100% 강도로 운동을 수행하는 것이 핵심입니다. 짧은 기간과 다양한 형태의 운동을 사용할 수 있다는 점은 참가자들의 의견에 매력적이며 운동 동기에 긍정적인 영향을 미칩니다. 연구의 첫 번째 부분에서는 두 학교에서 시행되는 운동 형태에 관계없이 표준 HIIT 중재 프로그램이 사용됩니다. 개입 부분에 앞서 표준 10분간의 세션 전 준비 운동이 진행됩니다. 그런 다음 참가자들은 메인 프로그램에 착수하여 20초 동안 강도 높은 훈련을 수행하고 10초 동안 휴식을 취하게 됩니다. 처음 4주 동안 그들은 4~6개 시리즈를 수행할 예정이며, 다음 4주 동안 8개 시리즈의 전체 주기를 수행하는 것을 목표로 합니다. 특정 사이클의 모든 시리즈가 완료되면 5분간의 휴식 시간이 제공됩니다. 그런 다음 교사는 핵심 커리큘럼에서 파생된 계획된 수업 과제로 넘어갑니다.

올바른 운동 강도를 달성하는 것은 HIIT 유형 중재에서 중요한 요소입니다. 그러나 개입이 학교 환경에서 이루어질 것이라는 점을 고려하면 참가자는 8주 동안 최소 80% HRmax의 노력을 유지할 것이라고 가정했습니다. 심박수는 Polar Verity Sense 손목 밴드를 사용하여 측정됩니다. 교사는 강도가 감소함에 따라 실시간으로 제어하고 학생의 노력에 동기를 부여합니다.

연구의 두 번째 부분에서는 프로그램의 자극 용량을 변경하는 개입 수정이 도입될 것입니다. 이러한 수정 사항의 설계 세부 사항은 연구의 첫 번째 부분에서 얻은 결과를 바탕으로 도출됩니다. 작업 및 휴식 시간의 비율, 훈련의 구조 및/또는 형식은 다음과 같이 수정됩니다. 무반응자(첫 번째 부분에서 체지방 및/또는 혈압을 낮추거나 신체적 능력을 향상시켜 운동에 반응하지 않은 사람)와 8주 동안 효과가 유지되지 않는 사람은 적절한 수정에 따라 훈련될 하위 그룹에 할당됩니다. 이에 따라 교육이 수정되는 하위 그룹으로 이동합니다.

시계열을 형성하는 심박수 값은 애플리케이션에 저장되고 프로젝트가 끝나면 데이터베이스로 내보내집니다. 이러한 결과는 측정 및 설문 조사 데이터와 대조되어 자세한 분석에 사용됩니다.

IV. 3. 측정. 측정은 형태학, 심혈관 및 신체적 성능의 세 가지 영역에서 계획됩니다. 기본적인 형태학적 특성의 측정이 수행됩니다. 신장은 0.1cm 정확도의 인체계(GPM Anthropological Instruments)를 사용하여 측정됩니다. 체중은 0.1kg의 정확도로 전자저울(체성분 측정기)로 측정됩니다. 체성분도 측정됩니다. 체성분 장치는 생체 전기 임피던스 방식을 사용합니다. 체지방량, 근육량, 수분량을 측정합니다. 측정된 형태학적 특성과 신체 구성을 바탕으로 상대 체질량(BMI), 상대 지방량(FMI), 상대 근육량(SMI), 근육 대 지방 비율(MMI), 근육 대 지방 비율이 계산됩니다. 비율(MFR).

혈액 순환의 혈역학적 특징은 수축기 및 확장기 혈압과 심박수의 휴식 측정을 통해 결정됩니다. 전자 상박 혈압 모니터가 사용됩니다. 유산소 및 무산소 신체 능력을 측정하기 위해 집단 테스트(각각 다단계 셔틀 실행, 소위 경고음 테스트)가 예상됩니다.

측정은 설문조사 데이터 수집으로 보완됩니다. 이 데이터는 상세하고 심층적인 분석에 수반되는 변수가 됩니다. 학생 가족의 경제적, 사회적 상황(FAS 척도), 신체 활동(IPAQ 장문 설문지), 음식 섭취 빈도(KomPAN 설문지) 등의 설문조사가 계획되어 있습니다. 또한 각 수업 단위가 끝난 후 학생들은 주관적인 피로감 척도(RPE)와 수업 매력도 척도(PACES)가 포함된 설문지를 작성하게 됩니다.

V. 통계 분석 수집된 데이터의 분포를 평가합니다. 분포 유형에 따라 모수적 방법과 비모수적 방법이 적용됩니다. 다변량 탐색 절차에서는 분포의 정규성 조건을 충족하지 않는 데이터가 변환되고 확장됩니다. 반복 측정(혼합 효과의 MANOVA/ANOVA), 상관 관계 조사(혼합 모델의 회귀 분석), 유사성 조사(클러스터 분석) 및 동시 발생(대응 분석)을 사용한 여러 그룹 간의 비교가 가정됩니다.

용량-반응 관계 분석을 위해 단순 선형 회귀, 다항 회귀(2차 및 3차 다항식) 및 다양한 다중 비교 절차(다중 비교 절차 계열)를 사용할 계획입니다.

계산은 R 환경[43] 및 기타 통계 소프트웨어에서 수행됩니다.