RBR-10kynbky Comparison of caloric expenditure in two types of high-intensity exercise in middle-aged individuals

Date of registration: 04/19/2023 ^(mm/dd/yyyy)
Last approval date : 04/19/2023 ^(mm/dd/yyyy)

Study type:

Interventional

Scientific title:

Trial identification

• UTN code: U1111-1276-8080

• Public title:

  en

  Comparison of caloric expenditure in two types of high-intensity exercise in middle-aged individuals

  pt-br

  Comparação do gasto calórico em dois tipos de exercício de alta intensidade em indivíduos de meia-idade

• Scientific acronym:

• Public acronym:
• Secondaries identifiers:
  • 60689122.9.0000.5108
    Issuing authority: Plataforma Brasil
  • 5.707.005
    Issuing authority: Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Sponsors

• Primary sponsor: Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
• Secondary sponsor:
  • Institution: Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
• Supporting source:
  • Institution: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais

Health conditions

• Health conditions:

  en

  Middle-aged individuals

  pt-br

  Pessoa de Meia-Idade

• General descriptors for health conditions:

  en

  M01.774.500 Healthy Volunteers

  pt-br

  M01.774.500 Voluntários Saudáveis

• Specific descriptors:

  en

  M01.060.116.630 Middle-aged individuals

  pt-br

  M01.060.116.630 Pessoa de Meia-Idade

Interventions

• Interventions:

  en

  It will be a blinded randomized crossover study with three arms. After signing the informed consent form and answering questionnaires for medical clearance, 12 (twelve) non-obese (BMI<30 kg/m2) healthy middle-aged individuals will undergo three interventions. A balanced repeated-measures crossover design composed of five distinct laboratory visits will be used to assess the oxygen consumption before, during and after a high-intensity interval exercise performed in a single session versus three shorter sessions during a day. Before each laboratory visit, participants will be asked to refrain from physical exercise for 72 hours and will be instructed to wear similar clothing (shorts, T-shirt) during the laboratory procedures. The laboratory will be kept as quiet as possible during all experimental protocols at an environment temperature maintained at 22.4 ± 0.9°C and 56.6 ± 4.0% relative humidity. On the first visit, the participants' basal oxygen consumption (VO2) will be measured after 10h of overnight fasting. Then anthropometric and body composition measures by Dual-energy X-ray Absorptiometry will be taken and, thereafter, participants will be given a standardized breakfast. Thirty minutes after breakfast, the participants will be familiarized with the maximal aerobic test on a cycle ergometer (ramp protocol). Then, participants will be asked to record their food intake on three nonconsecutive days of the week, one of the days being on the weekend. On a second visit (7 days after the first visit), participants will perform the ramp protocol to assess VO2peak and will receive a food plan based on their food records to follow during the experimental protocols. Then, participants will be randomly ordered (generated by the website https://www.randomizer.org and performed by a researcher not involved in the recruitment) to perform three experimental protocols (3rd, 4th and 5th laboratory visit) with an interval of 7 days between them.The experimental protocols will be: i) a high-intensity interval exercise performed in a single session (1xHIIE); ii) a high-intensity interval exercise performed in three shorter daily sessions with an interval of 4 hours between the sessions (3xHIEE), and iii) A non-exercise day (control). Both 1x and 3xHIIE protocols will be performed at the same intensity and total volume (21 min) with the difference that while the 1xHIIE protocol will be performed in a single session of 21 min, the 3xHIIE protocol will be fractioned in 3 shorter sessions of 7 minutes with an interval of 4 hours between each session. To eliminate any interference of food intake and circadian cycle, participants´ oxygen consumption and energy expenditure will be measured on the non-exercise day (control). Participants´ physical activity levels and food plans will be monitored one day before and during each experimental protocol. Oxygen consumption will be recorded at rest, during, and after each experimental protocol (exercise and non-exercise protocols).Procedures: First laboratory visit: Basal oxygen consumption Upon arrival at the laboratory at 7:30 am (first laboratory visit) after10h of overnight fasting, subjects will be fitted with a face mask connected to the ADInstruments metabolic system (PowerLab #DM-060-24) for the determination of breath by breath oxygen consumption. Subjects will rest quietly in a supine position for 30 minutes in an environment temperature maintained at 22.4 ± 0.9°C and 56.6 ± 4.0% relative humidity. The average VO2 recorded in the five final minutes will be considered the basal VO2. Anthropometric, body composition measurement and familiarization with the ramp protocol. Weight and height will be measured with a digital scale (WELMY) and a stadiometer (FILIZOLA). Body composition will be taken by Dual-energy X-ray Absorptiometry (DEXA, Lunar, iDXA Advanced). Participants will be positioned on the equipment, and the manufacturer's instructions will be followed for analysis of fat mass, fat-free mass, and visceral fat mass. Thirty minutes after a standardized breakfast of 2 pieces of bread (200 kcal), 1 boiled egg (80 kcal), 1 cup of natural orange juice (120 kcal), and 1 cup of water, the participants will perform a maximal aerobic test (ramp protocol on Lode cycle ergometer) to familiarize with the test and the face mask. Food record and food plan: Participants will be asked by a nutritionist to log their diet in a notebook on 3 nonconsecutive days of the week, one of the days being on the weekend. Daily caloric intake in kilocalories (kcals) and kcals consumed from lipids, protein, and carbohydrates will be analyzed using nutritional software (Dietbox Software, Brazil). The participants will then be given a food plan to follow for 48 hours prior to and during the experimental protocols. This food plan will not change the composition and amounts of the daily basis food consumption of the participants, but they will b instructed to consume the same meals and the same amounts of food at the same hours of the day during the experimental protocol days, including a pre-exercise meal composed of 65% carbohydrates, 15% proteins, and 20% lipids 2 hours before exercise sessions. Second laboratory visit: VO2peak test: The participants will perform the ramp protocol in a cycle ergometer (Lode, Corival 400) to determine their VO2 peak seven days after the familiarization with the protocol. The ramp protocol will consist of 3 min of warm-up at 30 W; then, the workload is increased every 60s at an individualized rate until fatigue occurs despite verbal encouragement. Cadence is set at 50 rpm, and the test ended when the subject attends the criteria for reaching VO2peak: i) a plateau in VO2 uptake, despite an increase in work rate; ii) a respiratory exchange ratio (RER) above 1.1; iii) heart rate within 10 beats/min of the age-predicted maximal heart rate and iv) volitional exhaustion indicated by a rating of perceived exertion ≥18 on Borg’s scale.Third, fourth and fifth laboratory visits:Experimental protocols: Before starting each experimental protocol, the researcher will ask the participant if the pre-exercise food plan was followed. The experimental protocols (1xHIIE, 3xHIIE or non-exercise control protocol) will be performed after a standard interval of 2 hours from the last meal, which will be standardized in the food plan. High-Intensity Interval Exercise protocol performed in three shorter sessions (3xHIIE):The 3xHIIE protocol will consist of three exercise blocks of 7 min performed with an interval of 4 hours between the blocks, with each block composed of warm-up at 50% of peak power reached in the VO2 peak test for 1 min, and 3 cycling exercise bouts at 90% peak power reached in the VO2 peak test for 1 min, followed by an active recovery at 30% peak power reached in the VO2 peak test for 1 min, totaling 21 min of exercise. High-Intensity Interval Exercise protocol performed in a single session (1xHIIE): The 1xHIIE protocol also will consist of three exercise blocks of 7 min but without interruption between the blocks, with each block composed of warm-up at 50% of peak power reached in the VO2 peak test for 1 min, and 3 cycling exercise bouts at 90% peak power reached in the VO2 peak test for 1 min, followed by an active recovery at 30% peak power reached in the VO2 peak test for 1 min, totaling 21 min of exercise. This 1xHIIE protocol will be planned to end at the same time as the last session of the 3xHIIE protocol ended.Non-exercise control protocol: During the non-exercise control day, the procedures will be identical to the 3xHIIE protocol with the difference that when the participant is sited on the cycle ergometer, they will not cycle. Oxygen consumption before during and after (EPOC) exercise. Before all experimental protocols, the gas analyzer will be calibrated with room air and gases of known concentration. Breath-by-breath will be monitored before, during, and after each exercise session. After 15 min of rest sitting on a chair, rest VO2, carbon dioxide production (VCO2), and Heart Rate (HR) will be recorded for 10 min immediately before the start of the experimental protocol. The average rest oxygen consumption (mL.O2.kg-1.min-1) will be used as the baseline value, and the oxygen consumption during and after exercise will be recorded. Immediately after each experimental protocol, participants will sit on a chair, and VO2, VCO2, and HR will be monitored for 60 min. EPOC duration will be considered as the time (min) required for VO2 to return to the average baseline value. EPOC magnitude was calculated as the integrated area between the recovery VO2 curve and the baseline (mL.O2.Kg-1.min-1). The rate of change of EPOC was calculated as the percent difference between the end-exercise value (assigned a value of 0%) and resting baseline value (100% recovery) for each measurement time during recovery. Energy expenditure (kJ) during and after (EPOC) exercise will be computed by using the standard conversion of VO2 from nonprotein RER for each minute. For the 3xHIIE the EPOC will be considered as the sum of the three exercise sessions in which the VO2 will be maintained above the baseline value. The statistician will be blinded to the group allocation until the completion of the analyses.

  pt-br

  Será um estudo cruzado randomizado cego com três braços. Após assinatura do termo de consentimento livre e esclarecido e resposta aos questionários para liberação médica, 12 (doze) indivíduos saudáveis de meia-idade, não obesos (IMC<30 kg/m2) serão submetidos a três intervenções. Um design cruzado balanceado de medidas repetidas composto por cinco visitas laboratoriais distintas será usado para avaliar o consumo de oxigênio antes, durante e após um exercício intervalado de alta intensidade realizado em uma única sessão versus três sessões mais curtas durante um dia. Antes de cada visita ao laboratório, os participantes serão orientados a abster-se de exercícios físicos por 72 horas e serão instruídos a usar roupas semelhantes (shorts, camiseta) durante os procedimentos laboratoriais. O laboratório será mantido o mais silencioso possível durante todos os protocolos experimentais com temperatura ambiente mantida a 22,4 ± 0,9°C e umidade relativa do ar de 56,6 ± 4,0%. Na primeira visita, o consumo basal de oxigênio (VO2) dos participantes será medido após 10h de jejum noturno. Em seguida, serão realizadas medidas antropométricas e de composição corporal por Absorciometria de raios-X de dupla energia e, a partir daí, será servido aos participantes um café da manhã padronizado. Trinta minutos após o café da manhã, os participantes serão familiarizados com o teste aeróbico máximo em cicloergômetro (protocolo de rampa). Em seguida, os participantes serão solicitados a registrar sua ingestão alimentar em três dias não consecutivos da semana, sendo um dos dias no final de semana. Em uma segunda visita (7 dias após a primeira visita), os participantes realizarão o protocolo de rampa para avaliação do VO2pico e receberão um plano alimentar baseado em seus registros alimentares para seguir durante os protocolos experimentais. Em seguida, os participantes serão ordenados aleatoriamente (gerados pelo site https://www.randomizer.org e realizados por um pesquisador não envolvido no recrutamento) para realizar três protocolos experimentais (3ª, 4ª e 5ª visita ao laboratório) com intervalo de intervalo de 7 dias. Os protocolos experimentais serão: i) exercício intervalado de alta intensidade realizado em sessão única (1xHIIE); ii) um exercício intervalado de alta intensidade realizado em três sessões diárias mais curtas com intervalo de 4 horas entre as sessões (3xHIEE), e iii) Um dia sem exercício (controle). Ambos os protocolos 1x e 3xHIIE serão realizados na mesma intensidade e volume total (21 min) com a diferença que enquanto o protocolo 1xHIIE será realizado em uma única sessão de 21 min, o protocolo 3xHIIE será fracionado em 3 sessões mais curtas de 7 minutos com intervalo de 4 horas entre cada sessão. Para eliminar qualquer interferência da ingestão alimentar e do ciclo circadiano, o consumo de oxigênio e o gasto energético dos participantes serão medidos no dia sem exercício (controle). Os níveis de atividade física e planos alimentares dos participantes serão monitorados um dia antes e durante cada protocolo experimental. O consumo de oxigênio será registrado em repouso, durante e após cada protocolo experimental (protocolos de exercício e não-exercício). em jejum noturno, os indivíduos serão equipados com uma máscara facial conectada ao sistema metabólico ADInstruments (PowerLab #DM-060-24) para a determinação do consumo de oxigênio respiratório por respiração. Os indivíduos descansarão tranquilamente em posição supina por 30 minutos em uma temperatura ambiente mantida a 22,4 ± 0,9°C e 56,6 ± 4,0% de umidade relativa. O VO2 médio registrado nos cinco minutos finais será considerado o VO2 basal. Medidas antropométricas, de composição corporal e familiarização com o protocolo de rampa. O peso e a altura serão medidos com balança digital (WELMY) e estadiômetro (FILIZOLA). A composição corporal será obtida por Absorciometria de raios-X de dupla energia (DEXA, Lunar, iDXA Advanced). Os participantes serão posicionados no equipamento e serão seguidas as instruções do fabricante para análise de massa gorda, massa isenta de gordura e massa de gordura visceral. Trinta minutos após um café da manhã padronizado de 2 pães (200 kcal), 1 ovo cozido (80 kcal), 1 copo de suco de laranja natural (120 kcal) e 1 copo de água, os participantes realizarão um teste aeróbico máximo ( protocolo de rampa em cicloergômetro Lode) para familiarização com o teste e a máscara facial. Registro alimentar e plano alimentar:Os participantes serão solicitados por um nutricionista a registrar sua dieta em um caderno em 3 dias não consecutivos da semana, sendo um dos dias no final de semana. A ingestão calórica diária em quilocalorias (kcals) e as kcals consumidas de lipídios, proteínas e carboidratos serão analisadas por meio de software nutricional (Dietbox Software, Brasil). Os participantes receberão um plano alimentar a seguir por 48 horas antes e durante os protocolos experimentais. Este plano alimentar não alterará a composição e as quantidades do consumo alimentar diário dos participantes, mas eles serão orientados a consumir as mesmas refeições e as mesmas quantidades de alimentos nos mesmos horários do dia durante os dias do protocolo experimental, incluindo uma refeição pré-exercício composta por 65% de carboidratos, 15% de proteínas e 20% de lipídios 2 horas antes das sessões de exercícios. Segunda visita laboratorial: Teste de VO2pico: Os participantes realizarão o protocolo de rampa em cicloergômetro (Lode, Corival 400) para determinação do VO2pico sete dias após a familiarização com o protocolo. O protocolo de rampa consistirá em 3 min de aquecimento a 30 W; então, a carga de trabalho é aumentada a cada 60s em um ritmo individualizado até que a fadiga ocorra apesar do encorajamento verbal. A cadência é fixada em 50 rpm, sendo o teste finalizado quando o sujeito atende aos critérios para atingir o VO2pico: i) platô na captação do VO2, apesar do aumento da taxa de trabalho; ii) razão de troca respiratória (RER) superior a 1,1; iii) frequência cardíaca dentro de 10 batimentos/min da frequência cardíaca máxima prevista para a idade e iv) exaustão volitiva indicada por uma classificação de esforço percebido ≥18 na escala de Borg. Terceira, quarta e quinta visitas ao laboratório: Protocolos experimentais: Antes de iniciar cada experimento protocolo, o pesquisador perguntará ao participante se o plano alimentar pré-exercício foi seguido. Os protocolos experimentais (1xHIIE, 3xHIIE ou protocolo de controle sem exercício) serão realizados após um intervalo padrão de 2 horas da última refeição, que será padronizado no plano alimentar. Protocolo de Exercícios Intervalados de Alta Intensidade realizado em três sessões mais curtas (3xHIIE): O protocolo 3xHIIE será composto por três blocos de exercícios de 7 min realizados com intervalo de 4 horas entre os blocos, sendo cada bloco composto por aquecimento a 50% da pico de potência alcançado no teste de pico de VO2 por 1 min e 3 sessões de exercício de ciclismo a 90% do pico de potência alcançado no teste de pico de VO2 por 1 min, seguido por uma recuperação ativa a 30% do pico de potência alcançado no teste de pico de VO2 por 1 min, totalizando 21 min de exercício. Protocolo de Exercícios Intervalados de Alta Intensidade realizado em sessão única (1xHIIE): O protocolo 1xHIIE também será composto por três blocos de exercícios de 7 min, porém sem interrupção entre os blocos, sendo cada bloco composto por aquecimento a 50% da potência máxima atingida no teste de pico de VO2 por 1 min, e 3 sessões de exercício de ciclismo a 90% do pico de potência alcançado no teste de pico de VO2 por 1 min, seguido de uma recuperação ativa a 30% do pico de potência alcançado no teste de pico de VO2 por 1 min, totalizando 21 minutos de exercício. Este protocolo 1xHIIE será planejado para terminar no mesmo horário que terminou a última sessão do protocolo 3xHIIE. Protocolo de controle sem exercício: Durante o dia de controle sem exercício, os procedimentos serão idênticos ao protocolo 3xHIIE com a diferença que o participante estiver sentado no cicloergômetro, ele não irá pedalar. Consumo de oxigênio antes durante e após o exercício (EPOC). Antes de todos os protocolos experimentais, o analisador de gases será calibrado com ar ambiente e gases de concentração conhecida. Respiração por respiração será monitorada antes, durante e após cada sessão de exercício. Após 15 minutos de descanso sentado em uma cadeira, o VO2 de repouso, a produção de dióxido de carbono (VCO2) e a frequência cardíaca (FC) serão registrados por 10 minutos imediatamente antes do início do protocolo experimental. O consumo médio de oxigênio em repouso (mL.O2.kg-1.min-1) será utilizado como valor basal, e o consumo de oxigênio durante e após o exercício será registrado. Imediatamente após cada protocolo experimental, os participantes se sentarão em uma cadeira e o VO2, VCO2 e FC serão monitorados por 60 min. A duração do EPOC será considerada como o tempo (min) necessário para que o VO2 retorne ao valor médio basal. A magnitude do EPOC foi calculada como a área integrada entre a curva de VO2 de recuperação e a linha de base (mL.O2.Kg-1.min-1). A taxa de alteração do EPOC foi calculada como a diferença percentual entre o valor final do exercício (atribuído a um valor de 0%) e o valor basal em repouso (100% de recuperação) para cada tempo de medição durante a recuperação. O gasto energético (kJ) durante e após o exercício (EPOC) será calculado usando a conversão padrão de VO2 de RER não proteico para cada minuto. Para o 3xHIIE o EPOC será considerado como a soma das três sessões de exercício em que o VO2 será mantido acima do valor basal. O estatístico ficará cego para a alocação do grupo até a conclusão das análises.

• Descriptors:

  en

  I03.350 Physical Exercise

  pt-br

  I03.350 Exercício Físico

Recruitment

• Study status: Not yet recruiting
• Countries
  • Brazil
• Date first enrollment: 05/05/2023 ^(mm/dd/yyyy)

• Target sample size:	Gender:	Minimum age:	Maximum age:
  12	-	45 Y	63 Y

• Inclusion criteria:

  en

  Healthy individuals aged 45 to 64 years; physically active.

  pt-br

  Indivíduos saudáveis de 45 a 64 anos; fisicamente ativos.

• Exclusion criteria:

  en

  Individuals diagnosed with cardiometabolic, renal, and pulmonary diseases; Individuals with orthopedic or neurological limitations.

  pt-br

  Indivíduos com diagnóstico de doenças cardiometabólicas, renais e pulmonares; Indivíduos com limitações ortopédicas ou neurológicas.

Study type

• Study design:

• Expanded access program	Purpose	Intervention assignment	Number of arms	Masking type	Allocation	Study phase
  1	Prevention	Cross-over	3	Single-blind	Randomized-controlled	N/A

Outcomes

• Primary outcomes:

  en

  A statistically significant difference in oxygen consumption during and after exercise between the two exercise types.

  pt-br

  Uma diferença estatisticamente significativa no consumo de oxigênio durante e após o exercício entre os dois tipos de exercício.

• Secondary outcomes:

  en

  Secondary outcomes are not expected

  pt-br

  Não são esperados desfechos secundários

Contacts

• Public contact
  • Full name: Marco Fabrício Dias Peixoto
  • • Address: Jade street, 70
    • City: Diamantina / Brazil
    • Zip code: 39100000
  • Phone: +55-038-988242044
  • Email: marcofabri@ufvjm.edu.br
  • Affiliation: Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
   
• Scientific contact
  • Full name: Marco Fabrício Dias Peixoto
  • • Address: Jade street, 70
    • City: Diamantina / Brazil
    • Zip code: 39100000
  • Phone: +55-038-988242044
  • Email: marcofabri@ufvjm.edu.br
  • Affiliation: Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
   
• Site contact
  • Full name: Marco Fabrício Dias Peixoto
  • • Address: Jade street, 70
    • City: Diamantina / Brazil
    • Zip code: 39100000
  • Phone: +55-038-988242044
  • Email: marcofabri@ufvjm.edu.br
  • Affiliation: Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
   

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