Name: a real-world high-intensity interval training protocol for cardiorespiratory fitness improvement
Uploaded: 2022-02-22T14:00:00
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実験のための機器と技術サポートを提供してくれた連邦ドス・ドス・ヴァレス・ド・ジェキティニョーニャ・エ・ムクリ大学(UFVJM)のCentro Integrado de Pós-Graduação e Pesquisa em Saúde(CIPq-Saúde)に感謝します。Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) (財務コードAPQ-00214-21, APQ-00583-21, APQ-00938-18, APQ-03855-16, APQ-01728-18), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) (財務コード 438498/2018-6)、Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) (Finance code 001) に感謝します。

この研究は、連邦大学ジェキティンホンハ校とムクリ渓谷倫理研究委員会によって承認された。すべての参加者は、研究の目的と実験手順について知らされ、参加前に書面によるインフォームドコンセントフォームに署名しました。
1. 実験計画
<ol><li>ボディマス指数(BMI)が≥25kg・m-2で、最大酸素消費量が50mLO 2・kg-1・min-1未満の30~50?...

<ol>
	<li>Gibala, M. J., Little, J. P., Macdonald, M. J., Hawley, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+adaptations+to+low-volume,+high-intensity+interval+training+in+health+and+disease.">Physiological adaptations to low-volume, high-intensity interval training in health and disease.</a> The Journal of Physiology. 590 (5), 1077-1084 (2012).</li><li>Gist, N. H., Fedewa, M. V., Dishman, R. K., Cureton, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sprint+interval+training+on+aerobic+capacity:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Sprint interval training on aerobic capacity: a systematic review and meta-analysis.</a> Sports Medicine. 44 (2), 269-279 (2014).</li><li>Gillen, J. B., Gibala, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+high-intensity+interval+training+a+time-efficient+exercise+strategy+to+improve+health+and+fitness.">Is high-intensity interval training a time-efficient exercise strategy to improve health and fitness.</a> Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 39 (3), 409-412 (2014).</li><li>Fowles, J. R., O'Brien, M. W., Solmundson, K., Oh, P. I., Shields, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+is+Medicine+Canada+physical+activity+counselling+and+exercise+prescription+training+improves+counselling,+prescription,+and+referral+practices+among+physicians+across+Canada.">Exercise is Medicine Canada physical activity counselling and exercise prescription training improves counselling, prescription, and referral practices among physicians across Canada.</a> Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 43 (5), 535-539 (2018).</li><li>Batacan, R. B., Duncan, M. J., Dalbo, V. J., Tucker, P. S., Fenning, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+high-intensity+interval+training+on+cardiometabolic+health:+a+systematic+review+and+meta-analysis+of+intervention+studies.">Effects of high-intensity interval training on cardiometabolic health: a systematic review and meta-analysis of intervention studies.</a> British Journal of Sports Medicine. 51 (6), 494-503 (2017).</li><li>Gray, S. R., Ferguson, C., Birch, K., Forrest, L. J., Gill, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-intensity+interval+training:+key+data+needed+to+bridge+the+gap+from+laboratory+to+public+health+policy.">High-intensity interval training: key data needed to bridge the gap from laboratory to public health policy.</a> British Journal of Sports Medicine. 50 (20), 1231-1232 (2016).</li><li>Leger, L. A., Mercier, D., Gadoury, C., Lambert, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+multistage+20+metre+shuttle+run+test+for+aerobic+fitness.">The multistage 20 metre shuttle run test for aerobic fitness.</a> Journal of Sports Sciences. 6 (2), 93-101 (1988).</li><li>Olds, T., Tomkinson, G., L&#233;ger, L., Cazorla, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Worldwide+variation+in+the+performance+of+children+and+adolescents:+an+analysis+of+109+studies+of+the+20-m+shuttle+run+test+in+37+countries.">Worldwide variation in the performance of children and adolescents: an analysis of 109 studies of the 20-m shuttle run test in 37 countries.</a> Journal of Sports Sciences. 24 (10), 1025-1038 (2006).</li><li>Ainsworth, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compendium+of+physical+activities:+a+second+update+of+codes+and+MET+values.">Compendium of physical activities: a second update of codes and MET values.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 43 (8), 1575-1581 (2011).</li><li>Roy, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HIIT+in+the+real+world:+outcomes+from+a+12-month+intervention+in+overweight+adults.">HIIT in the real world: outcomes from a 12-month intervention in overweight adults.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 50 (9), 1818-1826 (2018).</li><li>Medina-Mirapeix, F., Escolar-Reina, P., Gascon-Canovas, J. J., Montilla-Herrador, J., Collins, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Personal+characteristics+influencing+patients'+adherence+to+home+exercise+during+chronic+pain:+a+qualitative+study.">Personal characteristics influencing patients' adherence to home exercise during chronic pain: a qualitative study.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 41 (5), 347-352 (2009).</li><li>Medina-Mirapeix, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictive+factors+of+adherence+to+frequency+and+duration+components+in+home+exercise+programs+for+neck+and+low+back+pain:+an+observational+study.">Predictive factors of adherence to frequency and duration components in home exercise programs for neck and low back pain: an observational study.</a> BMC Musculoskeletal Disorders. 10 (1), 1-9 (2009).</li><li>Palazzo, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barriers+to+home-based+exercise+program+adherence+with+chronic+low+back+pain:+Patient+expectations+regarding+new+technologies.">Barriers to home-based exercise program adherence with chronic low back pain: Patient expectations regarding new technologies.</a> Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 59 (2), 107-113 (2016).</li><li>Lunt, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+intensity+interval+training+in+a+real+world+setting:+a+randomized+controlled+feasibility+study+in+overweight+inactive+adults,+measuring+change+in+maximal+oxygen+uptake.">High intensity interval training in a real world setting: a randomized controlled feasibility study in overweight inactive adults, measuring change in maximal oxygen uptake.</a> PloS One. 9 (1), 83256 (2014).</li><li>Jung, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiorespiratory+fitness+and+accelerometer-determined+physical+activity+following+one+year+of+free-living+high-intensity+interval+training+and+moderate-intensity+continuous+training:+a+randomized+trial.">Cardiorespiratory fitness and accelerometer-determined physical activity following one year of free-living high-intensity interval training and moderate-intensity continuous training: a randomized trial.</a> International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity. 17 (1), 1-10 (2020).</li><li>Taylor, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+the+delivery+and+monitoring+of+high+intensity+interval+training+in+clinical+populations.">Guidelines for the delivery and monitoring of high intensity interval training in clinical populations.</a> Progress in Cardiovascular Diseases. 62 (2), 140-146 (2019).</li><li>Grip, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HIIT+is+superior+than+MICT+on+cardiometabolic+health+during+training+and+detraining.">HIIT is superior than MICT on cardiometabolic health during training and detraining.</a> European Journal of Applied Physiology. 121 (1), 159-172 (2021).</li></ol>

HIITは、従来のMICTに代わる時間効率の良い代替手段となっています。この研究は、現実世界の環境向けに低コストで実装が容易なHIITプロトコルを提示します。ほとんどの研究は、実験室ベースのHIITプロトコル6,10を使用してHIITの健康上の利点を証明しており、最近、過体重の訓練を受けていない個人における現実世界のHIITプロトコルの影響を調査した研究はほとんどありま...

堅牢な証拠は、高強度インターバルトレーニング(HIIT)が従来の長期中強度連続トレーニング(MICT)と同等または優れた陽性生理学的適応を誘導することを示しています1,2,3。HIITセッションは、低強度の運動(能動的回復)または休息(受動的回復)が散在する高強度運動の短い発作で構成されています。MICT プロトコルを使用した 1 日のセッションは 30 ~ 60 分続きますが、HIIT を使用した 1 日のセッションは平均して MICT セッションの半分以下の時間で完了します。次に、座りがちな個人が定期的な身体運動プログラム4に従事するための主な障壁として時間の欠如を示していることを考慮すると、HIITは運動の遵守を高め、健康を改善するための興味深い時間効率の良いアプローチであり得る5。
しかし、HIITの健康上の利点を指摘する証拠が増えているにもかかわらず、ほとんどの研究では、トレッドミルやサイクルエルゴメーターなどの高コストの特殊機器を使用して、適切に制御された実験室環境向けにHIITプロトコルを設計しています。過去5年間に、いくつかの研究は、HIITの健康上の利点を確認する新しい研究の重要性を強調してきました 現実世界のための運動プロトコルを使用して、例えば、特別な機器なしで屋外空間で行われたHIITプロトコル6。しかし、実験室以外の環境でHIITプロトコルをテストするための十分に管理された研究を設計することの難しさは、この分野の研究者にとって主な課題でした。
この課題に対応して、科学研究のために現実世界のHIITプロトコルがここで開発され、心肺フィットネスにおけるその効率がテストされました。Legerら7 によって提案されたシャトルテスト(Beep Trainingと名付けられた)を使用して訓練プロトコルが開発され、このビープ訓練に基づくHIIT連隊とMICT連隊のVO2 maxへの影響が、訓練されていない太りすぎの男性で比較された。簡単に言うと、HIITによる毎日のセッションの所要時間はMICTプロトコルのほぼ半分であったが、HIITによるビープ音トレーニングは、VO2 maxの増加においてMICTによるビープ音トレーニングよりも優れていた。したがって、HIITによるビープ音トレーニングは、明らかに健康な太りすぎ/肥満の人の心肺機能を改善するための時間効率が高く実現可能なアプローチです。さらに、ビープ音トレーニングプロトコルは、現実世界のシナリオで低コストで実装が容易な物理トレーニングであるため、一般の人々は簡単に練習できます。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Beep Test software&#160;</td>
			<td>Bitworks</td>
			<td>N/A</td>
			<td>version 2.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Exercise Physiology Measurement &#38; Analysis System</td>
			<td>ADI INSTRUMENT</td>
			<td>PL3508B80</td>
			<td>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</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GraphPad Software</td>
			<td>GraphPad Prism</td>
			<td>N/A</td>
			<td>version 7.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heart Rate monitor</td>
			<td>Polar</td>
			<td>N/A</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sound Forge PRO software</td>
			<td>Sound Forge</td>
			<td>N/A</td>
			<td>version 14.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treadmill</td>
			<td>IMBRASPORT</td>
			<td>N/A</td>
			<td>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.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a real-world high-intensity interval training protocol for cardiorespiratory fitness improvement

高強度インターバルトレーニング(HIIT)は、運動の遵守率を高め、健康を改善するための興味深い時間効率の良いアプローチとして浮上しています。しかし、HIITプロトコルの効率を「現実世界」の設定でテストした研究はほとんどなく、例えば、特別な機器のない屋外空間用に設計されたHIITプロトコルなどです。この研究は、「ビープ音トレーニング」と名付けられた「現実世界」のトレーニングプロトコルを提示し、HIIT連隊の効率を、このビープ音トレーニングプロトコルを使用して、従来の長期中強度連続トレーニング(MICT)連隊と比較します。22人の被験者がMICT(n = 11)またはHIIT(n = 11)を用いて屋外ランニングを行った。心肺機能性は、代謝分析装置を用いてトレーニングプロトコルの前後に評価した。両方のトレーニングプロトコルは、ビープテスト結果を使用して、週3日、8週間実施しました。MICTグループは、20 mシャトルテストの最高速度(Vmax)の60%-75%で、3,500-5,000 mの距離の進行で運動プログラムを実行しました。HIITグループは、20mシャトルテスト(Vmax)の最高速度の85%〜100%で、200mの7〜10回の発作でインターバルエクササイズを行い、1分間の受動的回復を散在させた。HIIT群は、8週間のビープ音トレーニングの後、MICT群よりも有意に低いトレーニング量(p < 0.05)を示したが、HIITはVO2 maxの改善においてMICTよりも優れていた(MICT:〜4.1%;HIIT: ~7.3%;p<0.05)。ビープ音トレーニングプロトコルに基づく「現実世界の」HIIT連隊は、太りすぎの訓練を受けていない男性のための時間効率が高く、低コストで、実装が容易なプロトコルです。

表1は、HIIT およびMICT群からの距離、速度、休息時間、セッション時間、および平均心拍数のデータを示しています。8週間のビープ音トレーニングの間、走行距離および持続時間はHIIT群よりもMICTで高く(p<0.05)、HIITでは走行速度および心拍数がMICT群よりも高かった(p<0.05)。これらのデータは、MICTプロトコルとHIITプロトコルの主な違い、すなわち、MICTが長期間の中強度連続運動に?...

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A Real-World High-Intensity Interval Training Protocol for Cardiorespiratory Fitness Improvement

この研究は、科学研究のための低コストで実装が容易な「現実世界」高強度インターバルトレーニング(HIIT)プロトコルを提示し、心肺フィットネスのためのその効率について議論します。

心肺機能改善のための現実世界の高強度インターバルトレーニングプロトコル

High-Intensity Interval Training (HIIT) has emerged as an interesting time-efficient approach to increase exercise adherence and improve health. However, ...

高強度インターバルトレーニングの健康上の利点を指摘する証拠が増えているにもかかわらず、ほとんどの研究は、トレッドミルやサイクロメーターなどの高コストで特殊な機器を使用して、適切に制御された実験室環境向けにプロトコルを設計しています。ビープ音トレーニングに基づく高強度インターバルトレーニングは、現実世界の環境で実践できるように設計された、実現可能で、時間効率が高く、低コストで、実装が容易なプロトコルです。ビープ音トレーニングに基づく高強度インターバルトレーニングは、糖尿病、高血圧、肥満などのいくつかの心臓代謝疾患の予防と治療に役立つ可能性があります。これは、運動科学の分野における科学的研究だけでなく、明らかに健康な個人のためにも実践されるために開発された現実世界の運動プロトコルです。この高強度インターバルトレーニングプロトコルを実践するには、身体運動の専門家からアドバイスを受けることが不可欠です。まず、テスト前に少なくとも24時間、代謝分析装置で使用したトレッドミルとマウスピースを参加者に慣れさせることから始めます。代謝分析装置は、製造元の推奨事項に従って校正します。心拍数モニターを使用して、参加者の心拍数を測定します。非再呼吸の片側マウスピースを参加者に置き、口と鼻が完全に覆われていることを確認します。次に、トレッドミルの電源を入れ、ランププロトコルを選択し、被験者の身体活動レベルを入力して、最大代謝等価増分の速度と程度をプログラムします。を押してランププロトコルを開始します。プログラムは時速5キロで3分間のウォームアップから始まります。心拍数と、Borgスケール6〜20を使用して、テストの毎分知覚された運動の評価を記録します。酸素の最大摂取量を達成したら、トレッドミルの速度を時速5キロメートルに戻し、参加者にさらに3分間トレッドミルにとどまるように依頼する。トレッドミルの電源を切り、参加者からマウスピースを取り外します。ビープ音テストでは、平らな面を選択して、20メートル離れた2つのコーンを配置します。所定の時間内に20メートル走るように参加者に指示し、このテスト用に開発されたソフトウェアによって生成されたビープ音によって通知されます。パソコンに接続されている音響機器をソフトウェアで調整します。参加者にテストに慣れたら、テストを開始します。ビープ音で規定された時間内に20メートル走を完了できなくなったら、テストを終了します。中程度の強度の連続トレーニングプロトコルの場合、心拍数モニターからのGPSに従って時計の速度と距離を定期的にチェックすることにより、正しいランニング速度と距離を維持するように参加者に指示します。各エクササイズセッションの前にダイナミックなストレッチとウォーキングを行うことで、5分間のウォームアップを完了するよう参加者に依頼します。その後、GPSトラッキングを備えた心拍数モニターを装着し、エクササイズセッションを開始します。参加者を1日1回、週に3回、午前または午後に訓練する。最初に、20メートルのテストで達成された個々の最高速度の60%で2週間トレーニングし、最初の週にセッションあたり3,500メートル、2週目にセッションあたり4,000メートルの距離をカバーします。その後、3週目は1セッションあたり4,000メートル、4週目と5週目は1セッションあたり4,500メートル、6週目はセッションあたり5,000メートルの距離をカバーして、参加者を最高速度の65%で4週間トレーニングします。7週目には、セッションごとに5,000メートルの距離をカバーして、最高速度の70%で参加者を訓練します。その後、8週目には、最高速度の75%で、セッションあたり5,000メートルの距離をカバーします。各エクササイズセッションの後、心拍数モニターで記録されたデータをコンピュータに転送して、規定の距離とランニング速度に達したかどうかを確認します。その週にすべてのトレーニングセッションを完了していない参加者を除外します。データを分析して、各参加者が所定の距離と速度に従ってそれぞれのトレーニングレジメンを実行することを確認します。高強度インターバルトレーニングプロトコルでは、20メートルごとにコーン付きのレーンにマークを付けます。次に、ビープ音コマンドに従って円錐に到達する正確な瞬間を知るように参加者に指示します。5分間のウォームアップを行った後、GPSを搭載した心拍数モニターを装着し、エクササイズセッションを開始します。参加者を1日1回、週に3回、午前または午後に訓練する。最初の週には、最高速度の85%で200メートルの7つのスプリントで参加者を訓練し、スプリント間に1分間のパッシブリカバリが散在します。2週目に8つのスプリントで参加者を訓練します。次に、3週目に8回のスプリント、4週目と5週目に9回のスプリント、6週目に10回のスプリントを行い、200メートルの間、最高速度90%で実行し、1分間の受動的な回復が散在しています。第7週には、200メートルのスプリントを95%の最高速度で10回行い、第8週には10回のスプリントで最高速度100%のトレーニングを行います。エクササイズセッションの後、心拍数モニターによって記録されたデータをコンピュータに転送し、その週にすべてのトレーニングセッションを完了しなかった参加者を除外します。最後に、データを分析して、各参加者が規定の距離と速度に従ってそれぞれのトレーニングレジメンを実行することを確認します。代表的な分析では、8週間のトレーニング中の中程度の強度の連続トレーニングと高強度インターバルトレーニンググループからの距離、速度、休息時間、セッション期間、および平均心拍数の比較が示されている。走行距離および持続時間は、中強度連続トレーニングにおいて、高強度インターバルトレーニング群よりも高かった。対照的に、走行速度および心拍数は、中強度連続トレーニング群よりも高強度インターバルトレーニングにおいて高かった。トレーニング前、最大酸素摂取量は、高強度インターバルトレーニングと中強度連続トレーニンググループで類似していました。ビープ音のトレーニング後、両方のグループで最大酸素摂取量が増加しました。しかし、この増加は、中程度の強度連続トレーニング群よりも高強度インターバルトレーニングで優れていた。この方法の視覚的なデモンストレーションは、ビープ音トレーニングの各毎日の運動セッションをどのように練習しなければならないかを段階的に理解するために重要です。将来の研究は、異なる年齢の健康な人と不健康な人におけるビープ音トレーニングの効率と実現可能性をテストするために実行する必要があります。

Research

JoVE Journal

Medicine

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