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VO2max and Substrate Crossover Point (VO2MAX-CROSS)

28 de agosto de 2026 atualizado por: 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.

Visão geral do estudo

Descrição detalhada

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 de estudo

Intervencional

Inscrição (Real)

20

Estágio

  • Não aplicável

Contactos e Locais

Esta seção fornece os detalhes de contato para aqueles que conduzem o estudo e informações sobre onde este estudo está sendo realizado.

Locais de estudo

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

Critérios de participação

Os pesquisadores procuram pessoas que se encaixem em uma determinada descrição, chamada de critérios de elegibilidade. Alguns exemplos desses critérios são a condição geral de saúde de uma pessoa ou tratamentos anteriores.

Critérios de elegibilidade

Idades elegíveis para estudo

  • Adulto

Aceita Voluntários Saudáveis

Sim

Descrição

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

Plano de estudo

Esta seção fornece detalhes do plano de estudo, incluindo como o estudo é projetado e o que o estudo está medindo.

Como o estudo é projetado?

Detalhes do projeto

  • Finalidade Principal: Ciência básica
  • Alocação: N / D
  • Modelo Intervencional: Atribuição de grupo único
  • Mascaramento: Nenhum (rótulo aberto)

Armas e Intervenções

Grupo de Participantes / Braço
Intervenção / Tratamento
Experimental: 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.
Outros nomes:
  • Bruce Treadmill Protocol
  • Maximal Incremental Exercise Test
  • Graded Exercise Testing (GXT)
  • Maximal Treadmill Exercise Test

O que o estudo está medindo?

Medidas de resultados primários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Time to reach the substrate crossover point
Prazo: 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
Prazo: 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

Medidas de resultados secundários

Medida de resultado
Descrição da medida
Prazo
Percentage of VO2max at the crossover point
Prazo: 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
Prazo: 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)
Prazo: 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

Colaboradores e Investigadores

É aqui que você encontrará pessoas e organizações envolvidas com este estudo.

Patrocinador

Investigadores

  • Investigador principal: celil kaçoğlu, Ph.D., Eskişehir Teknik Üniversitesi

Publicações e links úteis

A pessoa responsável por inserir informações sobre o estudo fornece voluntariamente essas publicações. Estes podem ser sobre qualquer coisa relacionada ao estudo.

Datas de registro do estudo

Essas datas acompanham o progresso do registro do estudo e os envios de resumo dos resultados para ClinicalTrials.gov. Os registros do estudo e os resultados relatados são revisados ​​pela National Library of Medicine (NLM) para garantir que atendam aos padrões específicos de controle de qualidade antes de serem publicados no site público.

Datas Principais do Estudo

Início do estudo (Real)

1 de maio de 2026

Conclusão Primária (Real)

30 de junho de 2026

Conclusão do estudo (Real)

15 de julho de 2026

Datas de inscrição no estudo

Enviado pela primeira vez

25 de agosto de 2026

Enviado pela primeira vez que atendeu aos critérios de CQ

28 de agosto de 2026

Primeira postagem (Real)

2 de setembro de 2026

Atualizações de registro de estudo

Última Atualização Postada (Real)

2 de setembro de 2026

Última atualização enviada que atendeu aos critérios de controle de qualidade

28 de agosto de 2026

Última verificação

1 de agosto de 2026

Mais Informações

Termos relacionados a este estudo

Plano para dados de participantes individuais (IPD)

Planeja compartilhar dados de participantes individuais (IPD)?

NÃO

Descrição do plano 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.

Informações sobre medicamentos e dispositivos, documentos de estudo

Estuda um medicamento regulamentado pela FDA dos EUA

Não

Estuda um produto de dispositivo regulamentado pela FDA dos EUA

Não

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