Effects of high-intensity interval training on VO2max and post-exercise fat consumption in recreationally active adults compared to steady-state running

Abstract

Johdanto. Korkeatehoista intervalliharjoittelua on käytetty jo pitkään urheilijoiden valmennuksessa. Lisäksi viime vuosikymmeninä on julkaistu useita tutkimuksia harjoitusmuodon vaikutuksesta sekä vähän liikkuvien että kuntoliikkujien terveyteen ja fyysiseen kuntoon. Korkeatehoisen intervalliharjoittelun on todettu aiheuttavan positiivisia sentraalisia ja perifeerisiä muutoksia, kuten kohonnut aerobinen kunto ja tehostunut rasvan oksidointikyky. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia 1) 8 viikon korkeatehoisen intervallijuoksun (HIIR), korkeatehoisen intervallikuntopiirin (HIICT) ja tasavauhtisen juoksun (SSR) vaikutuksia maksimaaliseen hapenottokykyyn sekä harjoituksen jälkeiseen rasvan kulutukseen ja rasvan oksidointinopeuteen, ja 2) verrata eri harjoitusmuotojen vaikutusta harjoituksen jälkeiseen rasvan kulutukseen ja rasvan oksidointinopeuteen. Menetelmät. 24 vapaaehtoista liikunnallisesti aktiivista miestä ja naista satunnaistettiin kolmeen harjoitusryhmään: HIIR (N=8), HIICT (N=8) ja SSR (N=8). Koehenkilöt toteuttivat 24 harjoitusta 8 viikon aikana (3 x/vko). HIIR-ryhmä juoksi 8-10 x 1 min intervallia (85-95 % HRmax) 30 s aktiivisilla palautuksilla. HIICT-ryhmän harjoitus sisälsi 8-10 x 1 min oman kehon painolla tehtyjä lihaskunto- ja plyometrisiä harjoituksia (mahdollisimman monta toistoa/1 min) 30 s aktiivisilla palautuksilla. SSR-ryhmän harjoitus koostui 40-60 min pituisesta kohtuutehoisesta tasavauhtisesta juoksusta. Hengityskaasut mitattiin ensimmäisen ja viimeisen harjoituksen jälkeen ja analysoitiin 15-30 minuutin ajanjaksolta. Maksimaalinen hapenottokyky (VO2peak) mitattiin polkypyöräergometrillä harjoitusjaksoa ennen ja sen jälkeen. Tulokset. Maksimaalisessa hapenottokyvyssä ei ollut eroja harjoitusjakson seurauksena eikä ryhmien välisessä vertailussa. Suurin harjoituksen jälkeinen rasvojen käyttö energiana ja rasvojen oksidointinopeus tapahtui korkeatehoisen intervallikuntopiirin jälkeen ennen kahdeksan viikon harjoitusjaksoa ja tottumista harjoitteluun. Harjoitusjaksoa edeltävässä mittauksessa oli useita HIICT- ja SSR-ryhmien välisiä tilastollisesti merkitseviä eroja: Hengitysosamäärä (RER) 0.73/0.87 (p=0.018), hiilihydraattien (CH) kulutus 8/56 % (p=0.012), rasvojen (F) kulutus 92/44 % (p=0.012), CH kulutus 2/12 kcal (p=0.026), F kulutus 21/9 kcal (p=0.011), CH oksidointinopeus 0.03/0.20 g/min (p=0.030) ja F oksidointinopeus 0.15/0.06 g/min (p=0.011). Lisäksi rasvan oksidointinopeus oli merkitsevästi suurempi myös harjoitusjakson jälkeen HIICT-ryhmällä (0.12 g/min) verrattuna SSR-ryhmään (0.06 g/min) (p=0.043). Ainoa HIICT ja HIIR -ryhmien välinen ero oli CH oksidointinopeudessa ennen harjoitusjaksoa 0.03/0.18 g/min (p=0.027). Yhteenveto. Harjoituksen jälkeinen rasvan käyttö energiana on suurempaa yhteensä 12 minuuttia kestävän korkeaatehoisen intervallikuntopiirin jälkeen verrattuna 40 minuutin tasavauhtiseen juoksuun.

Introduction. HIIT has a long history in athletes’ training. In the recent decades numerous studies have been published of its influence in health and fitness also among sedentary and recreationally active individuals. HIIT is shown to induce health related positive peripheral and central adaptations, such as enhanced aerobic capacity and improved fat oxidation. The aim of the current study was to examine 1) effects of 8 weeks of high intensity interval running (HIIR), high-intensity interval circuit training (HIICT) and steady-state running (SSR) on peak oxygen uptake (VO2peak), fat consumption and the rate of fat oxidation, and 2) compare effects of three different training groups on post-ex fat consumption and the rate of fat oxidation. Methods. 24 recreationally active males and females were randomly assigned to three different training groups: HIIR (N=8), HIICT (N=8) and SSR (N=8). They implemented 24 training sessions in eight weeks (3 x/week). HIIR consisted of 8-10 x 1 min intervals (85-95 % of HRmax) separated by 30 s of active recovery whereas HIICT group performed 8-10 x 1 min own-body weight and plyometric exercises (as many reps as possible in 1 min) separated by 30 s active recovery. SSR consisted of 40-60 min of moderate intensity continuous running. Respiratory gases were analyzed from the first and the last exercise 15-30 min post-training. VO2peak was tested in a cycle ergometer before and after the training period. Results. No significant differences were found in VO2peak either post-training period or between-groups comparisons. The highest magnitude of post-exercise fat consumption and the rate of fat oxidation were achieved in HIICT group before eight weeks of training. Significant differences were found in the post-exercise values in the pre-training measurement between HIICT and SSR: Respiratory exchance ratio (RER) 0.73/0.87 (p=0.018), % of carbohydrates used 8/56 (p=0.012), % of fats used 92/44 (p=0.012), energy used in carbohydrates 2/12 kilocalories (p=0.026), energy used in fats 21/9 kilocalories (p=0.011), rate of carbohydrate oxidation (carbohydrates used g/min) 0.03/0.20 (p=0.030) and rate of fat oxidation (fats used g/min) 0.15/0.06 (p=0.011. The rate of fat oxidation was significantly higher in HIICT (0.12 g/min) compared to SSR (0.06 g/min) (p=0.043) also in the post-training measurement. Additionally a significant difference was found in the rate of carbohydrate oxidation (g/min) in the pre-measurement between HIICT and HIIR 0.03/0.18 (p=0.027). Conclusion. Persons aiming to increase post-exercise fat oxidation, may benefit from low volume high-intensity circuit training more than higher volume steady-state running.