פרוטוקול אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה בעולם האמיתי לשיפור כושר לב-ריאה

Summary

מחקר זה מציג פרוטוקול אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה (HIIT) בעלות נמוכה וקל ליישום עבור מחקר מדעי ודן ביעילותו עבור כושר לב-ריאה.

Abstract

אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה (HIIT) התגלה כגישה מעניינת וחסכונית בזמן להגברת ההקפדה על פעילות גופנית ולשיפור הבריאות. עם זאת, מחקרים מעטים בחנו את היעילות של פרוטוקולי HIIT בסביבה של "העולם האמיתי", למשל, פרוטוקולי HIIT המיועדים לחללים חיצוניים ללא ציוד מיוחד. מחקר זה מציג פרוטוקול אימון "בעולם האמיתי", הנקרא "אימון צפצוף", ומשווה את היעילות של גדוד HIIT לעומת גדוד אימון רציף (MICT) מסורתי בעל משך זמן ארוך באמצעות פרוטוקול אימון צפצוף זה על VO₂ מקסימום של גברים לא מאומנים הסובלים מעודף משקל. עשרים ושניים נבדקים ביצעו ריצה בחוץ עם MICT (n = 11) או HIIT (n = 11). כושר לב-ריאה הוערך לפני ואחרי פרוטוקולי האימון באמצעות מנתח מטבולי. שני פרוטוקולי האימון בוצעו 3 ימים בשבוע במשך 8 שבועות באמצעות תוצאות מבחן הצפצוף. קבוצת MICT ביצעה את תוכנית האימונים ב-60%-75% מהמהירות המרבית של מבחן המעבורת ל-20 מ' (Vmax) ועם התקדמות המרחק של 3,500-5,000 מ'. קבוצת HIIT ביצעה את תרגיל האינטרוולים עם 7-10 התקפים של 200 מ 'ב 85%-100% מהמהירות המרבית של מבחן המעבורת 20 מ ' (Vmax), משולב עם דקה אחת של התאוששות פסיבית. למרות שקבוצת HIIT הציגה נפח אימונים נמוך משמעותית מקבוצת MICT (p < 0.05) לאחר 8 שבועות של אימוני צפצוף, HIIT היה עדיף על MICT בשיפור VO₂ max (MICT: ~ 4.1%; HIIT: כ-7.3%; עמ' < 0.05). גדוד HIIT "בעולם האמיתי" המבוסס על פרוטוקול אימון צפצוף הוא פרוטוקול יעיל בזמן, בעלות נמוכה וקל ליישום עבור גברים לא מאומנים הסובלים מעודף משקל.

Introduction

ראיות חזקות הראו כי אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה (HIIT) גורם להתאמות פיזיולוגיות חיוביות דומות או אפילו טובות יותר מאשר אימון רציף מסורתי בעצימות בינונית (MICT) ^1,2,3. אימון HIIT מורכב מהתקפים קצרים של פעילות גופנית בעצימות גבוהה המשולבת בפעילות גופנית בעצימות נמוכה (התאוששות אקטיבית) או מנוחה (התאוששות פסיבית). בעוד שהפעלה יומית עם פרוטוקול MICT נמשכת 30 עד 60 דקות, בממוצע, הפעלה יומית עם HIIT עשויה להימשך מחצית מהזמן או פחות מפגישת MICT. לאחר מכן, בהתחשב בכך שאנשים יושבניים הצביעו על חוסר זמן כמחסום העיקרי לעיסוק בתוכנית אימונים גופנית קבועה⁴, HIIT עשויה להיות גישה מעניינת ויעילה בזמן להגברת ההקפדה על פעילות גופנית ולשיפור הבריאות⁵.

עם זאת, למרות הראיות ההולכות וגדלות המצביעות על היתרונות הבריאותיים של HIIT, רוב המחקרים תכננו פרוטוקולי HIIT לסביבות מעבדה מבוקרות היטב תוך שימוש בציוד מיוחד בעלות גבוהה, כגון הליכונים וארגומטרים מחזוריים. ב-5 השנים האחרונות, כמה מחקרים הדגישו את החשיבות של מחקרים חדשים המאשרים את היתרונות הבריאותיים של HIIT באמצעות פרוטוקולי פעילות גופנית לעולם האמיתי, למשל, פרוטוקולי HIIT המבוצעים בחללים חיצוניים ללא ציוד מיוחד⁶. עם זאת, הקושי בתכנון מחקרים מבוקרים היטב לבדיקת פרוטוקולי HIIT בסביבות שאינן מעבדתיות היה האתגר העיקרי עבור חוקרים בתחום זה.

בתגובה לאתגר זה, פותח כאן פרוטוקול HIIT בעולם האמיתי למחקר מדעי ונבחנה יעילותו בכושר לב-ריאה. פרוטוקול אימונים פותח באמצעות מבחן המעבורת שהוצע על ידי Leger et ^al.7 (שנקרא אימוני ביפ), וההשפעות של גדודי HIIT ו- MICT המבוססים על אימון ביפ זה על VO₂ max הושוו בקרב גברים לא מאומנים הסובלים מעודף משקל. בקצרה, למרות שמשך המפגשים היומיים עם HIIT היה כמעט מחצית ממשך פרוטוקול MICT, אימון הצפצוף עם HIIT היה עדיף על אימון הצפצוף עם MICT בהגדלת VO₂ מקסימום. לפיכך, אימון צפצוף עם HIIT הוא גישה יעילה בזמן וישימה לשיפור כושר לב-ריאה אצל אנשים בריאים לכאורה הסובלים מעודף משקל/השמנת יתר. יתר על כן, אנשים כלליים עשויים לתרגל בקלות את פרוטוקול אימון הצפצוף מכיוון שמדובר באימון גופני בעלות נמוכה וקל ליישום בתרחיש בעולם האמיתי.

Protocol

מחקר זה אושר על ידי האוניברסיטה הפדרלית של ועדת האתיקה והמחקר של עמקי ג'קיטיניה ומוקורי. כל המשתתפים התבשרו על מטרות המחקר ועל נהלי הניסוי של המחקר וחתמו על טופס הסכמה מדעת בכתב לפני השתתפותם.

1. תכנון ניסיוני

1. בחר אנשים העומדים בקריטריוני ההכללה: אנשים בריאים שאינם מעשנים בגילאי 30 עד 50 שנה עם מדד מסת גוף (BMI) של ≥25 ק"ג מ"ר וצריכת חמצן מקסימלית הנמוכה ^מ-50 מ"ל O₂·^kg-1·^min-1 ופעיל אותם באימונים גופניים קבועים לא יותר מיומיים בשבוע במשך 3 החודשים האחרונים.
2. יש ליישם את שאלון המוכנות לפעילות גופנית (PARq)⁸ כדי לסווג סימנים או תסמינים של מחלות לב וכלי דם, מטבוליות או כל מצב אחר שמעכב את תרגול הגופני.
3. שייך את המשתתפים תחילה על ידי BMI ושנית על ידי ספיגת חמצן מקסימלית (VO₂ max), וחלק אותם באופן אקראי לאחת משתי הקבוצות, קבוצת האימון הרציף בעצימות בינונית (MICT; n = 11) וקבוצת אימון אינטרוולים בעצימות גבוהה (HIIT; n = 11).
4. בצע את פרוטוקול MICT או HIIT (איור 1).
5. הקלט את ה- VO₂ max לפני ואחרי פרוטוקולי אימון האימון.

2. בדיקת VO₂ מקסימום (פרוטוקול רמפה)

1. הכירו את המשתתפים עם ההליכון והשופר המשמש את המנתח המטבולי במשך 24 שעות לפחות לפני הבדיקה.
2. כיול המנתח המטבולי על פי המלצות היצרנים.
3. השתמשו במד דופק כדי למדוד את הדופק של המשתתפים.
4. מניחים את השופר החד-צדדי שאינו מתרברברב על המטופל ומבטיחים לכסות את הפה והאף של המשתתף לחלוטין.
5. השתמש ברמת הפעילות הגופנית של הנבדק כדי לתכנת את המהירות והדרגה של דרגות מקבילות מטבוליות מקסימליות (MET)⁹.
6. הפעל את ההליכון, בחר את פרוטוקול הרמפה והזן את רמת הפעילות הגופנית של הנבדק (כלומר, MET מקסימלי משוער).
7. לחץ על ON כדי להתחיל את פרוטוקול הרמפה, שמתחיל בחימום של 3 דקות במהירות של 5 קמ"ש.
   הערה: פרוטוקול הרמפה מעריך את התקדמות הבדיקה על פי רמת הפעילות הגופנית של הנבדק המושכל ומחשב את משך המבחן של התרגיל בין 8 ל -12 דקות.
8. שיא הדופק (HR) ודירוג המאמץ הנתפס (RPE) באמצעות סולם בורג 6-20 בכל דקה של הבדיקה.
9. שקול כי VO₂ מקסימום מושגת כאשר כל הקריטריונים הבאים מתקיימים: שער חליפין נשימתי (RER) גדול מ 1.10; HR גדול מ-95% מ-HR המרבי החזוי לגיל (220-age); ו-RPE שווה או גדול מ-18.
10. החזירו את מהירות ההליכון ל-5 קמ"ש (ערך חימום) והישארו על ההליכון למשך 3 דקות נוספות.
11. כבו את ההליכון והסירו את השופר מהמשתתף.

3. בדיקת צפצוף (Leger et ^al.7)

1. בחרו משטח שטוח המאפשר הצבת שני קונוסים עם 20 מ' מהמרחק ביניהם.
2. כוון את המשתתפים לרוץ 20 מטר (מסומן על ידי מדוכים) בתוך פרק זמן קבוע מראש המאותת על ידי צליל צפצוף המופק על ידי תוכנה ספציפית שפותחה עבור בדיקה זו.
3. התאם את ציוד הקול המחובר למחשב באמצעות התוכנה.
4. הכירו את המשתתפים את המבחן.
5. התחל את הבדיקה.
   הערה: תוכנת בדיקת הצפצוף מפחיתה באופן אוטומטי את תזמון צליל הצפצוף, כך שמהירות הריצה עולה ב-0.5 קמ"ש עבור כל שלב בבדיקה.
6. סיימו את המבחן כאשר המתנדב אינו יכול עוד להשלים את ריצת ה-20 מ' בתוך הזמן שנקבע על ידי צליל הצפצוף.

4. פרוטוקולי הדרכה

הערה: טבלה 1 מסכמת את התקדמות פרוטוקולי האימון (MICT ו-HIIT) במהלך 8 השבועות של האימון.

1. פרוטוקול MICT
   1. כוון כל משתתף כדי לשמור על מהירות הריצה במהלך התרגילים על פי ה- GPS מתוך מד הדופק.
   2. הורו למשתתפים להשלים חימום של 5 דקות על ידי ביצוע מתיחות דינמיות והליכה לפני כל אימון.
   3. הפעילו צג דופק (HR) המצויד במעקב GPS לפני כל אימון.
   4. התחילו את האימון.
   5. הנחה את המשתתפים לשמור על מהירות ומרחק נכונים על ידי בדיקה תקופתית של מהירות השעון והמרחק במד הדופק.
   6. לאמן את המשתתפים במשך שבועיים, שלוש פעמים בשבוע (שני, רביעי ושישי), פעם ביום ב-60% מהמהירות המרבית האישית שהושגה במהלך מבחן 20 מ' (Vmax), המכסה מרחק של 3,500 מ' למפגש בשבוע הראשון ו-4,000 מ' למפגש בשבוע השני.
   7. לאמן את המשתתפים במשך 4 שבועות, שלוש פעמים בשבוע (שני, רביעי ושישי), פעם ביום ב-65% מ-Vmax, תוך שהוא מכסה מרחק של 4,000 מ' למפגש בשבוע השלישי, 4,500 מ' למפגש בשבוע הרביעי והחמישי, ו-5,000 מ' למפגש בשבוע השישי.
   8. הכשירו את המשתתפים במשך שבוע אחד, שלוש פעמים בשבוע (שני, רביעי ושישי), פעם ביום ב-70% מה-Vmax, תוך שהם מכסים מרחק של 5,000 מ' לכל מפגש בשבוע השביעי.
   9. אמן את המשתתפים במשך שבוע אחד, שלוש פעמים בשבוע (שני, רביעי ושישי), פעם ביום ב-75% מ-Vmax, תוך שהוא מכסה מרחק של 5,000 מ' לכל מפגש בשבוע השמיני.
   10. אמן את המשתתפים ב-70% מ-Vmax, ויכסה מרחק יומי של 5,000 מ' בשבוע השביעי.
   11. אמן את המשתתפים ב-75% מ-Vmax, ויכסה מרחק יומי של 5,000 מ' בשבוע השמיני.
   12. אמן את קבוצת MICT בבוקר או אחר הצהריים.
   13. העבר את הנתונים שנרשמו על ידי צג משאבי אנוש למחשב לאחר כל אימון כדי לוודא אם המרחק שנקבע ומהירות הריצה הושגו.
   14. אל תכלול את המשתתפים שאינם מסיימים את כל האימונים בשבוע.
   15. נתח את הנתונים כדי לוודא שכל משתתף מבצע את משטר האימונים המתאים בהתאם למרחק ולמהירות שנקבעו.
2. פרוטוקול HIIT
   1. חשב את מרווח הזמן בין צלילי הצפצוף כל 20 מ 'על פי אחוז ה- Vmax שנקבע לכל אימון.
   2. פתח את תוכנת Sound Forge PRO.
   3. הזן את המידע כגון כמה שניות צליל הצפצוף חייב לצלם, כמה פעמים היריות חייבות להתרחש כדי להשלים כל ספרינט תרגיל, ותקופת המרווח בין הספרינטים (המתאימה להתאוששות פסיבית).
   4. הורד את קבצי הצליל הבודדים בפורמט MP3.
   5. שלח את קובץ צליל הצפצוף לטלפון הנייד של כל משתתף.
   6. סמן נתיב עם קונוסים כל 20 מ '.
   7. הנחה את המשתתף לעקוב אחר הפקודה של צלילי הצפצוף (על ידי האזנה להם דרך אוזניות), ולהנחות את הרגע המדויק שבו כל נושא חייב להגיע לחרוט (ממוקם כל 20 מ 'משם).
   8. הורו למשתתפים להשלים חימום של 5 דקות על ידי ביצוע מתיחות דינמיות והליכה לפני כל אימון.
   9. הפעילו צג דופק (HR) המצויד במעקב GPS לפני כל אימון.
   10. התחילו את האימון.
   11. אמן את המשתתפים עם שבעה ספרינטים (שבוע ראשון) ושמונה ספרינטים (שבוע שני) של 200 מטר ב-85% מה-Vmax, כשהם משולבים בדקה אחת של התאוששות פסיבית בין הספרינטים.
   12. אמן את המשתתפים עם שמונה ספרינטים (שבוע שלישי), תשעה ספרינטים (שבוע רביעי וחמישי), ו-10 ספרינטים (שבוע שישי) של 200 מטר ב-90% מ-Vmax, משולבים בדקה אחת של התאוששות פסיבית.
   13. אמן את המשתתפים עם 10 ספרינטים (שבוע שביעי) של 200 מטר ב-95% מה-Vmax המשולבים בדקה אחת של התאוששות פסיבית.
   14. לאמן את המשתתפים עם 10 ספרינטים (שבוע שמיני) של 200 מטר ב 100% של Vmax משולב על ידי 1 דקה של התאוששות פסיבית.
   15. התאמנו בקבוצת HIIT פעם ביום, שלוש פעמים בשבוע (שני, רביעי ושישי) בבוקר או אחר הצהריים.
   16. העבר את הנתונים שנרשמו על-ידי צג משאבי אנוש למחשב לאחר כל אימון.
   17. אל תכלול את המשתתפים שאינם מסיימים את כל האימונים בשבוע.
   18. נתח את הנתונים כדי לוודא שכל משתתף מבצע את משטר האימונים המתאים בהתאם למרחק ולמהירות שנקבעו.

5. ניתוח סטטיסטי

1. ציין את כל הנתונים כממוצע ± סטיית תקן.
2. בדוק את הנורמליות של הנתונים באמצעות מבחן שפירא-וילק.
3. נתחו את הנתונים באמצעות ANOVA חד-כיוונית או דו-כיוונית ואחריה מבחן הפוסט-הוק של טוקי; להגדיר את רמת המובהקות על 5%.

תוצאות

טבלה 1 מציגה נתונים של מרחק, מהירות, זמן מנוחה, משך הפעלה וקצב לב ממוצע מקבוצות HIIT ו-MICT. במהלך 8 השבועות של אימוני הצפצוף, מרחק הריצה ומשך הזמן היו גבוהים יותר ב-MICT מאשר בקבוצת HIIT (p < 0.05), בעוד שמהירות הריצה וקצב הלב היו גבוהים יותר ב-HIIT מאשר בקבוצת MICT (p < 0.05). נתונים אלה מאשרים את ההבדלים ...

Discussion

HIIT הפכה לחלופה חסכונית בזמן ל-MICT המסורתי. מחקר זה מציג פרוטוקול HIIT בעלות נמוכה וקל ליישום עבור הגדרה בעולם האמיתי. רוב המחקרים הוכיחו את היתרונות הבריאותיים של HIIT באמצעות פרוטוקולי HIIT מבוססי מעבדה ^6,10, ולאחרונה, מעטים המחקרים שחקרו את ההשפעות של פרוטוקולי HIIT...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Beep Test software	Bitworks	N/A	version 2.0
Exercise Physiology Measurement & Analysis System	ADI INSTRUMENT	PL3508B80	PowerLab 8/35 and LabChart Pro software (which includes the Metabolic Module for calculating metabolic parameters such as VCO2, VO2, respiratory exchange ratio (RER) and minute ventilation) Bio Amp Gas Analyzer Gas Mixing Chamber Spirometer Thermistor Pod Exercise Physiology Accessory Kit
GraphPad Software	GraphPad Prism	N/A	version 7.00
Heart Rate monitor	Polar	N/A	RS800 Running Computer: The running computer displays and records your heartrate and other exercise data during exercise. 2. Polar WearLink W.I.N.D. transmitter: The transmitter sends the heart rate signal to the running computer. The transmitterconsists of a connector and a strap.
Sound Forge PRO software	Sound Forge	N/A	version 14.00
Treadmill	IMBRASPORT	N/A	Speed from 0 to 24 km/h. Elevation from 0 to 26%. Weight capacity for users up to 220 kg. 4 hp motor (220 v). Automatic lubrication system. With Safety Key and Emergency Stop Button. Runs 14 preset protocols: Bruce, Modified Bruce, mini Bruce, Naughton Ellestad, Balke, Balke-Ware, Astrand, Cooper, Kattus, Male Mader, Female Mader, Stanford and Modified Stanford. Run RAMP PROTOCOL.