Rzeczywisty protokół treningu interwałowego o wysokiej intensywności w celu poprawy wydolności krążeniowo-oddechowej

Summary

To badanie przedstawia tani i łatwy do wdrożenia protokół treningu interwałowego (HIIT) o wysokiej intensywności w świecie rzeczywistym do badań naukowych i omawia jego skuteczność dla wydolności krążeniowo-oddechowej.

Abstract

Trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT) okazał się interesującym, efektywnym czasowo podejściem do zwiększenia przestrzegania ćwiczeń i poprawy zdrowia. Jednak niewiele badań testowało skuteczność protokołów HIIT w warunkach "rzeczywistych", np. protokołów HIIT przeznaczonych do przestrzeni zewnętrznych bez specjalistycznego sprzętu. Badanie to przedstawia protokół treningowy "w świecie rzeczywistym", zwany "treningiem dźwiękowym" i porównuje skuteczność pułku HIIT z tradycyjnym długotrwałym treningiem ciągłym o umiarkowanej intensywności (MICT) przy użyciu tego protokołu treningu sygnału dźwiękowego na VO₂ max niewytrenowanych mężczyzn z nadwagą. Dwadzieścia dwie osoby wykonywały bieganie na świeżym powietrzu z MICT (n = 11) lub HIIT (n = 11). Wydolność krążeniowo-oddechową oceniano przed i po protokołach treningowych za pomocą analizatora metabolicznego. Oba protokoły treningowe były wykonywane 3 dni w tygodniu przez 8 tygodni przy użyciu wyników testu beep. Grupa MICT wykonywała program ćwiczeń przy 60%-75% maksymalnej prędkości testu wahadłowca na 20 m (Vmax) i z progresją na dystansie 3500-5000 m. Grupa HIIT wykonywała ćwiczenie interwałowe z 7-10 atakami po 200 m przy 85%-100% maksymalnej prędkości testu wahadłowego na 20 m (Vmax), przeplatane 1 minutą pasywnej regeneracji. Chociaż grupa HIIT prezentowała znacznie niższą objętość treningu niż grupa MICT (p < 0,05) po 8 tygodniach treningu z sygnałem dźwiękowym, HIIT był lepszy od MICT w poprawie VO₂ max (MICT: ~4,1%; HIIT: ~7,3%; p < 0,05). "Rzeczywisty" pułk HIIT oparty na protokole treningu beep to efektywny czasowo, tani i łatwy do wdrożenia protokół dla niewytrenowanych mężczyzn z nadwagą.

Introduction

Solidne dowody wykazały, że trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT) wywołuje podobne lub nawet lepsze pozytywne adaptacje fizjologiczne niż tradycyjny długotrwały trening ciągły o umiarkowanej intensywności (MICT)^1,2,3. Sesja HIIT składa się z krótkich serii ćwiczeń o wysokiej intensywności przeplatanych ćwiczeniami o niskiej intensywności (aktywna regeneracja) lub odpoczynkiem (regeneracja pasywna). Podczas gdy codzienna sesja z protokołem MICT trwa średnio od 30 do 60 minut, codzienna sesja z HIIT może zająć o połowę mniej czasu lub mniej niż sesja MICT. Następnie, biorąc pod uwagę, że osoby prowadzące siedzący tryb życia wskazują brak czasu jako główną barierę w angażowaniu się w regularny program ćwiczeń fizycznych⁴, HIIT może być interesującym, efektywnym czasowo podejściem do zwiększenia przestrzegania ćwiczeń i poprawy zdrowia⁵.

Jednakże, pomimo rosnącej liczby dowodów wskazujących na korzyści zdrowotne płynące z HIIT, większość badań opracowała protokoły HIIT dla dobrze kontrolowanych środowisk laboratoryjnych przy użyciu drogiego specjalistycznego sprzętu, takiego jak bieżnie i ergometry rowerowe. W ciągu ostatnich 5 lat niektóre badania podkreślały znaczenie nowych badań potwierdzających korzyści zdrowotne płynące z HIIT przy użyciu protokołów ćwiczeń w prawdziwym świecie, np. protokoły HIIT wykonywane w przestrzeniach zewnętrznych bez specjalistycznego sprzętu⁶. Jednak głównym wyzwaniem dla naukowców w tej dziedzinie była trudność w projektowaniu dobrze kontrolowanych badań w celu testowania protokołów HIIT w środowiskach nielaboratoryjnych.

W odpowiedzi na to wyzwanie, opracowano tutaj rzeczywisty protokół HIIT do badań naukowych i przetestowano jego skuteczność w zakresie wydolności krążeniowo-oddechowej. Protokół treningowy został opracowany przy użyciu testu wahadłowego zaproponowanego przez Legera i wsp.⁷ (nazwany jako Beep Training), a efekty pułków HIIT i MICT opartych na tym treningu Beep na VO₂ max porównano u niewytrenowanych mężczyzn z nadwagą. Krótko mówiąc, chociaż czas trwania codziennych sesji z HIIT był prawie o połowę krótszy niż czas trwania protokołu MICT, trening sygnału dźwiękowego z HIIT był lepszy od treningu sygnału dźwiękowego z MICT pod względem zwiększenia maksymalnego VO₂. Tak więc trening sygnału dźwiękowego z HIIT jest efektywnym czasowo i wykonalnym podejściem do poprawy wydolności krążeniowo-oddechowej u pozornie zdrowych osób z nadwagą/otyłością. Co więcej, zwykli ludzie mogą z łatwością ćwiczyć protokół treningu z sygnałem dźwiękowym, ponieważ jest to tani i łatwy do wdrożenia trening fizyczny w rzeczywistym scenariuszu.

Protocol

To badanie zostało zatwierdzone przez Komitet Etyki i Badań Uniwersytetu Federalnego Jequitinhonha i Mucuri Valleys. Wszyscy uczestnicy zostali poinformowani o celach badania i procedurach eksperymentalnych badania oraz podpisali pisemny formularz świadomej zgody przed wzięciem udziału w badaniu.

1. Projekt eksperymentalny

1. Wybierz osoby, które spełniają kryteria włączenia: niepalące, zdrowe osoby w wieku od 30 do 50 lat ze wskaźnikiem masy ciała (BMI) ≥25 kg·^m-2 i maksymalnym zużyciem tlenu poniżej 50 ml_O2·^kg-1·^min-1 i zaangażuj je w regularne ćwiczenia fizyczne nie częściej niż 2 dni w tygodniu przez ostatnie 3 miesiące.
2. Zastosuj kwestionariusz gotowości do aktywności fizycznej (PARq)⁸, aby sformatyzować oznaki lub objawy chorób sercowo-naczyniowych, metabolicznych lub innych stanów, które utrudniają ćwiczenie fizyczne.
3. Sparuj uczestników po pierwsze według BMI, a po drugie według maksymalnego poboru tlenu (VO₂ max) i losowo podziel ich na jedną z dwóch grup, grupę ciągłego treningu o umiarkowanej intensywności (MICT; n = 11) i grupę treningu interwałowego o wysokiej intensywności (HIIT; n = 11).
4. Wykonaj protokół MICT lub HIIT (Rysunek 1).
5. Nagraj VO₂ max przed i po protokołach treningu fizycznego.

2. Test VO₂ max (protokół rampy)

1. Zapoznaj uczestników z bieżnią i ustnikiem używanym na analizatorze metabolicznym przez co najmniej 24 godziny przed badaniem.
2. Skalibruj analizator metaboliczny zgodnie z zaleceniami producenta.
3. Użyj monitora tętna, aby zmierzyć tętno uczestników.
4. Umieść jednostronny ustnik bez oddychania na pacjencie, upewniając się, że całkowicie zakrywa usta i nos uczestnika.
5. Użyj poziomu aktywności fizycznej badanego, aby zaprogramować szybkość i stopień przyrostów maksymalnego ekwiwalentu metabolicznego (MET)⁹.
6. Włącz bieżnię, wybierz protokół Ramp i wprowadź poziom aktywności fizycznej osoby badanej (tj. szacowany maksymalny MET).
7. Naciśnij ON, aby uruchomić protokół rampy, który rozpoczyna się od 3-minutowej rozgrzewki przy prędkości 5 km/h.
   UWAGA: Protokół rampy szacuje postęp testu w zależności od poziomu aktywności fizycznej poinformowanego uczestnika i oblicza czas trwania testu wysiłkowego od 8 do 12 minut.
8. Rejestruj tętno (HR) i ocenę odczuwanego wysiłku (RPE) za pomocą skali Borga 6-20 co minutę testu.
9. Przyjmuje się, że VO₂ max jest osiągane, gdy spełnione są wszystkie następujące kryteria: częstość wymiany oddechowej (RER) większa niż 1,10; Tętno większe niż 95% maksymalnego tętna przewidywanego dla danego wieku (220 lat); i RPE równe lub większe niż 18.
10. Przywróć prędkość bieżni do 5 km/h (wartość rozgrzewki) i pozostań na bieżni przez dodatkowe 3 minuty.
11. Wyłącz bieżnię i zdejmij ustnik z uczestnika.

3. Test sygnału dźwiękowego (Leger et al.⁷)

1. Wybierz płaską powierzchnię, która umożliwia umieszczenie dwóch stożków z odległością 20 m między nimi.
2. Poproś uczestników, aby przebiegli 20 m (oznaczone pachołkami) w określonym czasie, sygnalizowanym sygnałem dźwiękowym wytwarzanym przez specjalne oprogramowanie opracowane na potrzeby tego testu.
3. Dostosuj sprzęt dźwiękowy podłączony do komputera za pomocą oprogramowania.
4. Zapoznaj uczestników z testem.
5. Rozpocznij test.
   UWAGA: Oprogramowanie Beep Test automatycznie skraca czas emisji sygnału dźwiękowego, dzięki czemu prędkość jazdy wzrasta o 0.5 km/h na każdym etapie testu.
6. Zakończ test, gdy ochotnik nie jest już w stanie ukończyć biegu na 20 m w czasie określonym przez sygnał dźwiękowy.

4. Protokoły treningowe

UWAGA: Tabela 1 podsumowuje postęp w protokołach ćwiczeń (MICT i HIIT) podczas 8 tygodni treningu.

1. Protokół MICT
   1. Ustaw każdego uczestnika tak, aby utrzymywał prędkość biegu podczas sesji ćwiczeń zgodnie z GPS z czujnika tętna.
   2. Poinstruuj uczestników, aby przed każdą sesją ćwiczeń wykonali 5-minutową rozgrzewkę, wykonując dynamiczne rozciąganie i chodząc.
   3. Załóż monitor tętna (HR) wyposażony w śledzenie GPS przed każdą sesją ćwiczeń.
   4. Rozpocznij sesję ćwiczeń.
   5. Poinstruuj uczestników, aby utrzymywali prawidłową prędkość i dystans, okresowo sprawdzając prędkość i dystans zegara na czujniku tętna.
   6. Trenuj uczestników przez 2 tygodnie, trzy razy w tygodniu (poniedziałek, środa i piątek), raz dziennie na poziomie 60% indywidualnej maksymalnej prędkości osiągniętej podczas testu 20 m (Vmax), pokonując dystans 3 500 m na sesję w pierwszym tygodniu i 4 000 m na sesję w drugim tygodniu.
   7. Trenuj uczestników przez 4 tygodnie, trzy razy w tygodniu (poniedziałek, środa i piątek), raz dziennie na poziomie 65% Vmax, pokonując dystans 4 000 m na sesję w trzecim tygodniu, 4 500 m na sesję w czwartym i piątym tygodniu oraz 5 000 m na sesję w szóstym tygodniu.
   8. Trenuj uczestników przez 1 tydzień, trzy razy w tygodniu (poniedziałek, środa i piątek), raz dziennie na poziomie 70% Vmax, pokonując dystans 5 000 m na sesję w siódmym tygodniu.
   9. Trenuj uczestników przez 1 tydzień, trzy razy w tygodniu (poniedziałek, środa i piątek), raz dziennie na poziomie 75% Vmax, pokonując dystans 5 000 m na sesję w ósmym tygodniu.
   10. Trenuj uczestników na poziomie 70% Vmax, pokonując dzienny dystans 5 000 m w siódmym tygodniu.
   11. Trenuj uczestników na poziomie 75% Vmax, pokonując dzienny dystans 5 000 m w ósmym tygodniu.
   12. Trenuj grupę MICT rano lub po południu.
   13. Przesyłaj dane zarejestrowane przez monitor tętna do komputera po każdej sesji ćwiczeń, aby sprawdzić, czy osiągnięto zalecany dystans i prędkość biegu.
   14. Wyklucz uczestników, którzy nie ukończą wszystkich sesji treningowych w tygodniu.
   15. Przeanalizuj dane, aby upewnić się, że każdy uczestnik wykonuje odpowiedni schemat treningowy zgodnie z zalecanym dystansem i prędkością.
2. Protokół HIIT
   1. Oblicz odstęp czasu między sygnałami dźwiękowymi co 20 m zgodnie z Vmax% określonym dla każdej sesji ćwiczeń.
   2. Otwórz oprogramowanie Sound Forge PRO.
   3. Wprowadź informacje, takie jak liczba sekund, przez które musi zostać wystrzelony sygnał dźwiękowy, ile razy muszą wystąpić strzały, aby zakończyć każdy sprint ćwiczeń, oraz okres interwału między sprintami (odpowiadający pasywnemu odzyskiwaniu).
   4. Pobierz poszczególne pliki dźwiękowe w formacie MP3.
   5. Wyślij plik z dźwiękiem na telefon komórkowy każdego uczestnika.
   6. Oznacz pas ruchu pachołkami co 20 m.
   7. Poinstruuj uczestnika, aby postępował zgodnie z poleceniem sygnałów dźwiękowych (słuchając ich przez słuchawki), wskazując dokładny moment, w którym każdy z badanych musi dotrzeć do stożka (umieszczonego co 20 m dalej).
   8. Poinstruuj uczestników, aby przed każdą sesją ćwiczeń wykonali 5-minutową rozgrzewkę, wykonując dynamiczne rozciąganie i chodząc.
   9. Załóż monitor tętna (HR) wyposażony w śledzenie GPS przed każdą sesją ćwiczeń.
   10. Rozpocznij sesję ćwiczeń.
   11. Trenuj uczestników z siedmioma sprintami (pierwszy tydzień) i ośmioma sprintami (drugi tydzień) na dystansie 200 m przy 85% Vmax, przeplatanymi 1 minutą pasywnej regeneracji między sprintami.
   12. Trenuj uczestników z ośmioma sprintami (trzeci tydzień), dziewięcioma sprintami (czwarty i piąty tydzień) i 10 sprintami (szósty tydzień) na 200 m przy 90% Vmax, przeplatanymi 1 minutą pasywnej regeneracji.
   13. Trenuj uczestników z 10 sprintami (siódmy tydzień) po 200 m przy 95% Vmax przeplatanym 1 minutą pasywnej regeneracji.
   14. Trenuj uczestników z 10 sprintami (ósmy tydzień) na dystansie 200 m przy 100% Vmax przeplatanych 1 minutą pasywnej regeneracji.
   15. Trenuj grupę HIIT raz dziennie, trzy razy w tygodniu (w poniedziałki, środy i piątki) rano lub po południu.
   16. Przesyłaj dane zarejestrowane przez monitor tętna do komputera po każdej sesji ćwiczeń.
   17. Wyklucz uczestników, którzy nie ukończą wszystkich sesji treningowych w tygodniu.
   18. Przeanalizuj dane, aby upewnić się, że każdy uczestnik wykonuje odpowiedni schemat treningowy zgodnie z zalecanym dystansem i prędkością.

5. Analiza statystyczna

1. Wyraż wszystkie dane jako średnią ± odchylenie standardowe.
2. Sprawdź normalność danych za pomocą testu Shapiro-Wilka.
3. Przeanalizuj dane za pomocą jedno- lub dwukierunkowej ANOVA, a następnie testu post-hoc Tukeya; ustaw poziom istotności na 5%.

Results

Tabela 1 pokazuje dane dotyczące dystansu, prędkości, czasu odpoczynku, czasu trwania sesji i średniego tętna z grup HIIT i MICT. Podczas 8 tygodni treningu dźwiękowego dystans i czas trwania biegu były wyższe w MICT niż w grupie HIIT (p < 0,05), podczas gdy prędkość biegu i tętno były wyższe w HIIT niż w grupie MICT (p < 0,05). Dane te potwierdzają główne różnice między protokołami MICT i HIIT, tj. podczas gdy MICT charakteryzuje się długotrwałymi ciągłymi ćwiczeniami o umiarkowanej intensywności,...

Discussion

HIIT stał się efektywną czasowo alternatywą dla tradycyjnego MICT. To badanie przedstawia tani, łatwy do wdrożenia protokół HIIT do rzeczywistych warunków. Większość badań dowiodła korzyści zdrowotnych płynących z HIIT przy użyciu laboratoryjnych protokołów HIIT ^6,10, a ostatnio niewiele badań badało wpływ rzeczywistych protokołów HIIT u niewytrenowanych osób z nadwagą^10,14.

Ro...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Oprogramowanie do testowania sygnałów dźwiękowych	Bitworks	N/A	wersja 2.0
Fizjologia ćwiczeń Pomiar i System analityczny	ADI INSTRUMENT	PL3508B80	PowerLab 8/35 i oprogramowanie LabChart Pro (które zawiera moduł metaboliczny do obliczania parametrów metabolicznych, takich jak VCO2, VO2, współczynnik wymiany oddechowej (RER) i wentylacja minutowa) Analizator gazów Bio Amp Komora mieszania gazów Spirometr Termistor Pod Fizjologia wysiłku fizycznego Zestaw akcesoriów
Oprogramowanie GraphPad	GraphPad Prism	N/A	wersja 7.00
Monitor pracy serca	Polar	N/A	RS800 Running Computer: Komputer do biegania wyświetla i rejestruje tętno oraz inne dane dotyczące ćwiczeń podczas ćwiczeń. 2. Nadajnik Polar WearLink W.I.N.D.: Nadajnik wysyła sygnał tętna do uruchomionego komputera. Nadajnik składa się ze złącza i paska.
Oprogramowanie Sound Forge PRO	Sound Forge	N/A	wersja 14.00
Bieżnia	IMBRASPORT	N/A	Prędkość od 0 do 24 km/h. Elewacja od 0 do 26%. Udźwig dla użytkowników do 220 kg. Silnik o mocy 4 KM (220 V). Automatyczny system smarowania. Z kluczem bezpieczeństwa i przyciskiem zatrzymania awaryjnego. Uruchamia 14 wstępnie ustawionych protokołów: Bruce, Zmodyfikowany Bruce, mini Bruce, Naughton Ellestad, Balke, Balke-Ware, Astrand, Cooper, Kattus, Mężczyzna Mader, Kobieta Mader, Stanford i Zmodyfikowany Stanford. Uruchom PROTOKÓŁ RAMP.