8 veckors högintensiv intervallträning eller samtidig träning hos överviktiga och feta vuxna män

Denna studie kommer att inkludera en randomiserad kontrollerad design, som involverar tre distinkta faser för två separata grupper av deltagare. Deltagarna kommer att slumpmässigt fördelas i en av fyra grupper via en datoriserad randomiserare (Sealed Envelope Ltd., 2020), med ett tilldelningsförhållande på 1:1 med blockstorlekar på två. Dessa grupper kommer att bestå av en HIIT-grupp och en samtidig träningsgrupp. Tre faser kommer att fördelas över 10 veckor för varje deltagare:

• Fas 1: baslinjetestning för alla grupper (vecka 1)
• Fas 2: en 8-veckors träningsintervention för tre experimentella grupper (vecka 2 - 9)
• Fas 3: testning efter intervention för alla grupper (vecka 10). Deltagarna kommer att förses med all studieinformation och ges möjlighet att ställa frågor från forskarna innan de ger informerat samtycke. Fullständig screening före träning i enlighet med American College of Sports Medicine (ACSM) riktlinjer för träningstestning kommer att genomföras. Alla deltagare kommer att vara överviktiga eller feta (BMI > 25 kg.m2) och stillasittande men kommer att uteslutas om screening före träning visar på någon annan riskfaktor för kardiovaskulär sjukdom.

Fas ett: Baslinjetestning När de väl inkluderats i studien kommer deltagarna att randomiseras till en av två grupper (HIIT eller Concurrent). Båda grupperna kommer att utföra exakt samma baslinjetestningsprocedurer under loppet av två dagar under vecka 1 av studiens varaktighet. Den första dagen kommer deltagarna att anlända till University of Sunderlands träningstestlaboratorium efter att ha fastat i 12 timmar, avstått från koffein- och alkoholkonsumtion i 24 timmar och inte tränat under de senaste 72 timmarna och bett om att få i sig 500 ml vatten 1 timme före ankomst.

Fastande blodprover kommer sedan att samlas in. Plasmaglukos, lipidprofil och HbA1C-koncentrationer kommer att bedömas via ett kapillärblodprov från fingertopparna. Varje kapillärprov med fingertopparna kommer att utföras med en säkerhetslansett. Blodprover kommer omedelbart att analyseras och slängas i kliniskt avfall. Proverna kommer att analyseras via en CardioChek PA bärbar lipidanalysator, HemoCue Hb-analysator och Biosen-blodsockeranalysator. När de har steriliserats med en spritservett kommer hudperforeringar endast att göras på fingertopparna och deltagarna kommer att förses med självhäftande förband om de efterfrågas. Det blir sedan en kort paus (~30 minuter) där deltagarna får en lätt frukost med rostat vitt bröd (50 g) med jordgubbssylt (40 g), vilket totalt utgör 75 g kolhydrater. Efter att ha ätit frukosten kommer deltagarna att bedöma sin aptit via en visuell analog skala (Flint et al., 2000). Frukosten kommer att standardisera näringsstatus före träning både mellan och inom deltagarna.

Hälsoscreening före träning kommer att slutföras i linje med American College of Sports Medicine (ACSM) och University of Sunderland riktlinjer. Inklusive denna screeningprocedur kommer antropometriska mätningar (höjd, massa, midje- och höftomkrets) samt vilopuls (bestäms via en Polar pulsmätare och armbandsur) och viloblodtryck (via automatisk blodtrycksmätare). Deltagare kommer att uteslutas vid bevis på några kontraindikationer för träning (ACSM, 2020). Utöver detta kommer kroppsfett att bestämmas via BodyStat 1500 bioelektriska impedansenhet. Detta kommer inte att inträffa om deltagaren har någon form av pacemakerenhet. Hydrationsstatus kommer att bestämmas före bioelektrisk impedans via en Osmocheck bärbar analysator.

Deltagarna kommer att genomföra styrketestningsåtgärder vid University of Sunderland träningsgymnastik. Varje deltagare kommer att genomföra ett maximalt 8-repetitionstest (8RM) för var och en av följande övningar: skivstångsknäböj, skivstångsmarklyft, skivstångbröstpress, maskinaxelpress under överinseende av en kvalificerad gyminstruktör. Protokollet kommer att följa en tillförlitlig och giltig metod som anges av Taylor och Fletcher (2012). Deltagarna kommer att bekanta sig med varje övning, hitta ett motstånd som de anser vara "något lätt" för en repetition och träna tills de visar korrekt teknik för den kvalificerade gyminstruktören. Därefter kommer ökande mängder belastning att läggas till tills deltagarna kan genomföra en 8:e men inte en 9:e repetition med korrekt teknik. Om mer än 8 repetitioner kan utföras kommer belastningen att ökas med 5 - 10%, med 3 minuters vila tillåten mellan försöken och 5 minuter mellan övningarna. Greppstyrkan kommer sedan att bedömas i båda händerna via bärbar dynamometer. Styrketesterna kommer att vara de första träningsbedömningarna som genomförs för att minimera påverkan av interferenseffekten (Laursen och Buchheit, 2019). Detta avslutar dag ett av baslinjetestningen, som kommer att ta 1,5 - 2 timmar att slutföra.

Dag två kommer deltagarna att anlända till University of Sunderland minst 24 timmar efter deras första besök, efter att ha fastat i 12 timmar, ingen ytterligare träning och fortsatt avhållsamhet från koffein och alkohol de föregående 72 timmarna. Deltagarna kommer att genomföra ett oralt glukostoleranstest (OGTT) för att bedöma insulinkänslighet och glukosupptag. Deltagarna kommer att konsumera 75 g kolhydrat i form av en kommersiellt tillgänglig glukoslösning - en säker och standardiserad mängd att administrera (Belfiore et al., 1997). Därefter stannar deltagaren i laboratoriet i 120 minuter, med blodprov från fingertopparna som tas i vila och med 20 minuters intervall för att bestämma plasmaglukoskoncentrationer. Totalt kommer deltagaren att ha sju fingertoppsblodprover. Mellanrummen på 20 minuter mellan blodproverna kommer att användas för att bekanta deltagarna med olika skalor som kommer att användas under hela studien, inklusive bedömningar av upplevd ansträngning (RPE - Borg, 1982), skalan för njutning av fysisk aktivitet (PACES, Kendzierski & DeCarlo, 1991) ) och känslaskalan (Hardy & Rejeski, 1989). Deltagarna kommer också att fylla i PRETIE-Q-enkäten för att förstå preferenser och toleranser för träningsintensitet (Ekkekakis, 2005). På samma sätt kommer deltagarna att slutföra en semistrukturerad intervju med huvudforskaren på ~20 minuter. Frågorna kommer att fokusera på personliga hinder för regelbunden fysisk aktivitet och tidigare träningserfarenheter. Frågorna baseras på tidigare forskning som har försökt förstå mängder av genomförd fysisk aktivitet och hinder för träningsdeltagande (McIntosh et al., 2016; Willett et al., 2019). Denna intervju kommer att spelas in och transkriberas, med varje deltagare tilldelad en kod under hela studien så att all information förblir anonym. Mallen för både baslinje- och efterintervjuer ingår i bilagor.

Deltagarna kommer sedan att genomföra ett kardiopulmonellt träningstest (CPET) i laboratoriet för träningstestning. En elektrokardiograf med 12 avledningar (EKG) med Mason-Likar elektrodplacering kommer att tas i vila och under hela träningen. Deltagarna kommer att slutföra CPET på en Lode-cykelergometer, som involverar en 5 minuters uppvärmning vid 60 W för att förhindra muskel- och skelettskador och ett rampad arbetsbelastningsprotokoll (individualiserat 15 - 25 W.min-1) som kommer att avslutas vid frivillig utmattning (8 - 12 minuter). Andningsgaser kommer att samlas upp med andnings-för-andning mätningar via en metalysator (Cortex, Metalyzer) och omvandlas till 30 sekunders medelvärden för att underlätta analysen. Det högsta värdet för syrevolymen (VO2) som uppnåddes under testet omräknat till 30 sekunders medelvärden kommer att användas som deltagarnas VO2-peak. Den anaeroba tröskeln (AT) kommer att identifieras som den punkt där ventilationshastigheten (Ve) och volymen av koldioxid (VCO2) bryter linjäriteten med volymen syre (VO2), med hjälp av v-slope-metoden (Wasserman, 1986) från mitten 5 av 7 andetag-för-andning genomsnitt. Efter CPET kommer deltagarna att genomgå en 5 minuters olastad nedkylning under vilken kardiovaskulära åtgärder kommer att fortsätta att övervakas. Detta avslutar dag två av baslinjetestningen, med besöket på totalt ~3 timmar.

Deltagarna kommer också att genomgå ett standard transthorax ekokardiogram (TTE) för att fastställa strukturella hjärtanpassningar. En inledande bedömning kommer att utföras vid University of Sunderland i skolan för medicin, som inte varar längre än 30 minuter. En andra bedömning kommer att slutföras i slutet av utbildningsprogrammet. En serie ekokardiografiska parametrar kommer att erhållas, inklusive väggtjocklek, ventrikulär ejektionsfraktion och vänster ventrikulär massa. Screeningen kommer att utföras av en kvalificerad hjärtfysiolog. Deltagarna kommer omedelbart att uteslutas från studien med förekomst av hjärtavvikelser och hänvisas till sin allmänläkare. TTE kan äga rum på endera dagen av teståtgärder, beroende på tillgängligheten av kardiologen och/eller ekokardiogram vid University of Sunderland. Deltagarna kommer att meddelas före ankomst vilken dag deras TTE kommer att äga rum.

Dessutom kommer vanliga diet- och fysiska aktivitetsnivåer att registreras under hela baslinjetestningsveckan. En representativ 3 - 4 dagars period kommer att väljas där en dietdagbok kommer att självrapporteras av alla deltagare, med var och en instruerad om hur detta ska slutföras. Två vardagar samt en helgdag kommer att genomföras som minimum. Detta kommer att analyseras för energiintag och relativa makronäringsämnesintag av forskarna. Vanliga fysiska aktivitetsnivåer kommer att bedömas via ActiGraph wGT3X-BT (ActiGraph, USA) aktivitetsmonitorer. Varje deltagare kommer att instrueras om hur man korrekt placerar monitorn runt midjan, som kommer att sitta på plats under 3 - 5 dagar under veckan med baslinjetestning (minst en mitt i veckan, och både lördag och söndag). Den råa accelerometerdatan kommer att laddas upp till Actilife Software (ActiGraph, USA), från vilken energiförbrukning och tid som spenderas vid måttlig till kraftig träning kommer att extraheras.

Fas 2: Träningsinterventioner Tre grupper kommer att genomgå ett träningsprogram två gånger i veckan, 8 veckor. Varje träningspass kommer att separeras med minst 48 timmar för att hjälpa till med återhämtning, förhindra förekomst av muskel- och skelettskador och standardisera programmet.

HIIT-gruppen Deltagare i HIIT-gruppen kommer att anlända till laboratoriet för träningstestning vid University of Sunderland för varje besök. Vilomått för hjärtfrekvens och blodtryck kommer att samlas in. HIIT-protokollet kommer att slutföras på en Lode-cykelergometer, med en 5 minuters uppvärmning vid 60 W följt av en sträckningsperiod för att förhindra muskel- och skelettskador. Protokollet kommer att följa en modifierad HIIT-design med 10 x 60 s intervall varvat med 60 s vila. Intensiteten på HIIT-intervallen kommer att ställas in med hjälp av deltametoden (Δ) för att skapa individualiserade arbetsbelastningar specifika för deltagaren, vilket säkerställer att arbetsbelastningarna är väl matchade för alla individer. Detta kommer att innebära att ställa in träningsintensiteten baserat på varje deltagares CPET-resultat, med hjälp av arbetsbelastningen vid AT, VO2-toppen och en procentandel av gapet mellan dessa två. Alla deltagare kommer att cykla på 80 % Δ i 60 s följt av 60 s vila, i totalt 20 minuter. Efter det sista HIIT-intervallet kommer deltagarna att fortsätta cykla i 5 minuter på 60 W i en nedkylningsfas. Detta kommer att utgöra en total sessionslängd på 30 minuter. Alla HIIT-sessioner kommer att övervakas av en medlem av forskargruppen.

Samtidiga gruppdeltagare i den samtidiga träningsgruppen på samma session kommer att utföra träningspass som involverar 50 % av HIIT- och Resistance-protokollen. Deltagarna kommer att anlända till laboratoriet för träningstestning och gymmet vid University of Sunderland för varje besök. Vilomått för hjärtfrekvens och blodtryck kommer att samlas in. Deltagarna kommer att genomföra en 5 minuters cykeluppvärmning vid 60 W på en cykelergometer följt av en stretchingperiod. Motståndsträningskomponenten kommer att genomföras först och på samma fyra övningar som baslinjetestning för att minimera påverkan av interferenseffekten. Däremot kommer deltagarna bara att genomföra 4 repetitioner av sin 8RM, ges 30 s vila och sedan slutföra 1 set med 8 repetitioner vid 100 % av sina 8RM, med 60 s vila innan de går vidare till nästa övning. Detta säkerställer att 150 s spenderas på varje övning, vilket ger totalt 10 minuter på motståndsövningar. Deltagarna kommer sedan att gå vidare till Lode cykelergometer för att slutföra HIIT-aspekten av sitt träningspass. De kommer att slutföra 5 x 60 s intervaller med 80 % Δ varvat med 60 s vila, och slutföra totalt 10 min HIIT. En 5 min cykelnedkylning på Lode cykelergometer vid 60 W kommer att genomföras på samma sätt som de andra grupperna. Detta kommer att säkerställa att det samtidiga träningspasset varar i 30 minuter. Alla samtidiga sessioner kommer att övervakas av en medlem av forskargruppen och en kvalificerad gyminstruktör.

För alla tre grupperna kommer deltagarna att utrustas med Polar Bluetooth-pulsmätare för kontinuerlig mätning under hela träningen. Fem minuter efter slutet av träningspasset kommer deltagarna att bli ombedda att fylla i en sessionsvärdering av upplevd ansträngning (CR100-skalan), PACES-njutningsskalan och Känslaskalan. Under den första, fjärde och åttonde veckan kommer ett av träningspassen att användas för att samla in ytterligare data om den fysiologiska belastningen över programmet. HIIT-gruppen kommer att få andningsgaser analyserade under träningen, motståndsgruppen kommer att ha ett kapillärblodprov från fingertopparna efter träning för att bestämma laktatkoncentrationen via Lactate Pro 2 (Arkray, Japan). Den samtidiga gruppen kommer att få både andningsgaser och laktatkoncentration bedömda efter resistens- respektive HIIT-aspekterna.

Fas 3: Testning efter intervention Testning efter intervention kommer att slutföras av alla grupper och replikera alla tester som ägde rum under två dagar under baslinjetestningen. Den enda förändringen från dessa test kommer att vara att den semistrukturerade intervjun kommer att fokusera på den övergripande upplevelsen av träningsinterventionen, deltagarens önskan att fortsätta och möjligheten att använda en sådan träningsintervention under fria livsförhållanden. Det skulle inte finnas en semistrukturerad intervju efter träning för några deltagare i kontrollgruppen.