HIIT baseado na escola e efeitos de dose-resposta (PEER-HEART)

I. Antecedentes A prevalência de excesso de peso e obesidade está bem documentada na literatura. Isto aplica-se tanto aos adultos como aos idosos, mas cada vez mais também às crianças e aos jovens em idade escolar. Semelhante ao tecido adiposo, há um aumento constante na percentagem de jovens com pressão arterial elevada. Além disso, crianças e adolescentes diminuem constantemente a sua eficiência física. Todas essas características servem como indicadores de saúde geral, definida como aptidão relacionada à saúde (FCS). As medidas representam o potencial de saúde que os adolescentes trazem para a vida adulta, o que está intimamente relacionado ao seu funcionamento eficiente na vida familiar e profissional.

Na batalha contra as doenças do estilo de vida durante a adolescência, há uma tendência crescente para a implementação de esforços intensos a curto prazo. Evidências de numerosos estudos confirmam a eficácia do Treinamento Intervalado de Alta Intensidade (HIIT) na redução do peso corporal, melhorando o índice de massa corporal (IMC), reduzindo a gordura corporal e diminuindo a pressão arterial em repouso. Devido à relutância de crianças e adolescentes em praticar atividade física nos momentos de lazer, há uma implementação sistêmica crescente do HIIT nas aulas de educação física para garantir a prática generalizada de exercício físico entre os alunos.

Uma questão separada é a falta de resposta ao exercício em alguns indivíduos (os chamados não respondedores). Existem poucos estudos que tentam encontrar a dose ideal de exercício para provocar uma resposta no maior número possível de participantes, idealmente em todos os participantes (relação dose-resposta). No entanto, a eficácia do treinamento baseado na duração do exercício e nos intervalos de descanso, no tipo de exercício (resistência, resistência, etc.) e na intensidade do exercício ainda é desconhecida.

II. Objetivos do Projeto de Pesquisa

Portanto, os objetivos desta pesquisa são duplos:

1. investigar a eficácia de diferentes formas de exercício intervalado intenso e de curta duração na redução da gordura corporal e da pressão arterial de repouso, bem como na melhoria da resistência física aeróbica e anaeróbica;
2. após identificar os não respondedores e aplicar procedimentos dose-resposta, desenvolver modificações no programa HIIT padrão e verificar a eficácia dessas modificações na indução das mudanças positivas acima mencionadas.

Hipótese 1. O treino de intervenção de alta intensidade, praticado sistematicamente durante aulas regulares de atividade física, afetará a composição corporal, reduzindo a gordura corporal (através do aumento dos processos de oxidação da gordura em exercícios muito intensivos) e melhorando as proporções de gordura em relação à massa muscular. Nos participantes do grupo experimental com pressão arterial elevada, serão observadas melhorias na pressão arterial, o que está relacionado com diversas reações cardiovasculares fisiológicas. Em terceiro lugar, o treinamento físico intensivo e de curta duração melhorará a aptidão cardiorrespiratória.

Hipótese 2. Há frequência de participantes que não obterão resultados diferentes do programa de intervenção.

Hipótese 3. Programas de intervenção HIIT, adaptados individualmente para pessoas não responsivas, incluindo diferentes determinantes, induzem as mudanças esperadas nos resultados acima mencionados.

III. Desenho da pesquisa e plano de trabalho Este projeto é longitudinal, previsto para dois anos de estudo. Ambos os anos, chamados de ciclos, são Ensaios Randomizados em Cluster (em outras palavras - Ensaios Randomizados em Grupo, onde os participantes da pesquisa não são alocados para intervenção de forma independente, mas como um grupo.

Cada ciclo do estudo tem duas partes. A primeira parte (chamada Common-HIIT) possui dois braços: experimental e controle, enquanto a segunda parte (chamada Dose-Response) possui quatro braços: dois experimentais e dois de controle.

Amostragem aleatória simples sem reposição é utilizada para classificar as classes em experimentais e de controle. A base amostral é a lista de turmas com identificadores específicos para cada escola (ex. 1a, 1b, 2a etc.). O processo de randomização é realizado pelos investigadores deste estudo por meio de biblioteca específica em linguagem R.

O projeto matricula dois tipos de grupos de alunos: experimental (GE) - cerca de 4 turmas em cada escola, e controle (GC) - cerca de 4 turmas em cada escola. Na parte Comum-HIIT, o GE realiza intervenção de treinamento físico, enquanto o GC participa apenas de aulas típicas de EF. Na parte Dose-Resposta, os não respondedores (identificados como pessoas que não obterão os efeitos durante a primeira parte) serão divididos aleatoriamente (o mesmo procedimento da primeira parte) em grupo experimental (NRs-E) e grupo controle (NRs- C), enquanto os respondentes (identificados como pessoas que obterão os efeitos durante a primeira parte) também serão divididos aleatoriamente (o mesmo procedimento da primeira parte) em grupo experimental (Rs-E) e controle (Rs-C).

Na parte Common-HIIT, todos os participantes são examinados durante medições pré-intervenção, pós-intervenção e acompanhamento. Enquanto, na parte Dose-Resposta, eles são examinados duas vezes: intervenção dose-resposta pré-intervenção e pós-intervenção.

4. Metodologia de pesquisa IV.1 Características do sujeito. O tamanho da amostra foi calculado com base em estudos pilotos utilizando G*Power v. 3.1, resultando em um tamanho amostral mínimo de 310 indivíduos (com margem de desistência de 5%). O estudo envolve alunos do primeiro e quarto anos, que estão envolvidos em projetos de primeiro e segundo ciclo, respetivamente. Duas escolas secundárias da cidade de Wrocław foram selecionadas para o estudo. Os participantes são separados em grupos por sexo, o que está relacionado às regras das escolas.

IV.2. Procedimentos de intervenção. O desenho utilizou um esquema de estudo em grupo paralelo (2 escolas) com três repetições. Em cada escola será implementada uma forma diferente de intervenção baseada geralmente nos princípios do programa HIIT. Numa escola está planeada uma variante clássica, enquanto na outra está planeada uma variante que utiliza um mecanismo pliométrico.

O projeto usa uma intervenção intensiva de exercícios intermitentes. Numa escola está planeado um programa padrão, na outra uma modificação envolvendo uma forma de exercício pliométrico. O programa intervalado de alta intensidade escolhido é muito útil no ambiente escolar devido à sua simplicidade de implementação e curto tempo de execução. Pode ser facilmente implementado numa aula sem interferir fortemente no fluxo da aula e no cumprimento das tarefas curriculares do professor. Na intervenção são realizadas 8 séries de exercícios de 20 segundos e um descanso de 10 segundos.

A duração total é de 4 minutos. O segredo é realizar o exercício com uma intensidade de 90% a 100% do esforço máximo. A curta duração e a possibilidade de utilização de diferentes formas de exercício torna-o atrativo na opinião dos participantes e tem um efeito positivo na motivação para o exercício. Na primeira parte do estudo, independentemente das formas de exercício implementadas em ambas as escolas, será utilizado um programa de intervenção HIIT padrão. A parte da intervenção será precedida por um aquecimento pré-sessão padrão de 10 minutos. Os participantes embarcarão então no programa principal e realizarão um trabalho intenso com duração de 20 segundos e intervalo de descanso de 10 segundos. Nas primeiras quatro semanas realizarão entre quatro e seis séries, com o objetivo de fazer um ciclo completo de oito séries nas quatro semanas seguintes. Após a conclusão de todas as séries de um determinado ciclo, haverá um período de descanso de 5 minutos. O professor passará então para as tarefas de aula planejadas derivadas do currículo básico.

Alcançar a intensidade correta do exercício é um fator crítico nas intervenções do tipo HIIT. Contudo, dado que a intervenção decorrerá em ambiente escolar, assumiu-se que os participantes manteriam um esforço de pelo menos 80% da FCmáx, ao longo do período de 8 semanas. A frequência cardíaca será medida com pulseiras Polar Verity Sense. O professor controla em tempo real e motiva o esforço do aluno conforme a intensidade diminui.

Na segunda parte da pesquisa serão introduzidas modificações de intervenção que alteram as doses de estímulo dos programas. Os detalhes do desenho dessas modificações serão derivados dos resultados obtidos na primeira parte da pesquisa. A seguir serão modificadas as proporções dos intervalos de trabalho e descanso, a estrutura e/ou forma dos exercícios. Indivíduos não responsivos (que não responderam ao exercício na primeira parte diminuindo a gordura corporal e/ou pressão arterial e/ou melhorando o desempenho físico) e aqueles que não conseguirem manter o efeito durante um período de 8 semanas serão alocados em subgrupos nos quais serão treinados de acordo com uma modificação apropriada. para subgrupos onde o treinamento será modificado de acordo.

Os valores de frequência cardíaca formando uma série temporal serão armazenados na aplicação e exportados para um banco de dados ao final do projeto. Estes resultados serão comparados com as medições e dados do inquérito e utilizados para análises detalhadas.

4. 3. Medições. As medições são planejadas em três áreas: desempenho morfológico, cardiovascular e físico. Serão realizadas medições de características morfológicas básicas. A altura corporal será medida por meio de antropômetro com precisão de 0,1 cm (GPM Anthropological Instruments). O peso corporal será medido em balança eletrônica (aparelho de composição corporal) com precisão de 0,1 kg. A composição corporal também será medida. O dispositivo de composição corporal utiliza o método de impedância bioelétrica. Massa gorda, massa muscular e água serão medidas. Com base nas características morfológicas medidas e na composição corporal, são calculados os seguintes indicadores: massa corporal relativa (IMC), massa gorda relativa (IMG), massa muscular relativa (SMI) e relação músculo-gordura (MMI), músculo-gordura proporção (MFR).

As características hemodinâmicas da circulação sanguínea serão determinadas por medições de repouso da pressão arterial sistólica e diastólica e da frequência cardíaca. Um monitor eletrônico de pressão arterial do braço será usado. Para a medição da capacidade física aeróbica e anaeróbica, estão previstos testes populacionais (respectivamente, um shuttle run multinível, o chamado teste do sinal sonoro).

As medições serão complementadas pela recolha de dados de inquérito. Esses dados serão as variáveis ​​que acompanham as análises detalhadas e aprofundadas. Estão previstos os seguintes inquéritos: situação económica e social das famílias dos alunos (escala FAS), actividade física (questionário longo IPAQ) e frequência de ingestão alimentar (questionário KomPAN). Além disso, após cada unidade de aula, os alunos preencherão questionários com a escala subjetiva de sensação de fadiga (RPE) e a escala de atratividade da aula (PACES).

V. Análise estatística As distribuições dos dados coletados serão avaliadas. Dependendo do tipo de distribuição, serão aplicados métodos paramétricos e não paramétricos. Nos procedimentos exploratórios multivariados, os dados que não atenderem à condição de normalidade da distribuição serão transformados e escalonados. São assumidas comparações entre múltiplos grupos com medidas repetidas (MANOVA/ANOVA de efeitos mistos), exame de correlações (análise de regressão em modelos mistos), exame de similaridades (análises de cluster) e coocorrência (análises de correspondência).

Para análises de relação dose-resposta, está prevista a utilização de regressão linear simples, regressão polinomial (polinomial de 2º e 3º grau) e diversos procedimentos de comparação múltipla (família de Procedimentos de Comparação Múltipla).

O cálculo será realizado no ambiente R [43] e outros softwares estatísticos.