Einfluss der Trainingsreizintensität auf leistungs-physiologische- und kardiometabolische Parameter

Einfluss der Trainingsreizintensität auf leistungs-
physiologische- und kardiometabolische Parameter

 Institut für Medizinische Physik und Mikrogewebetechnik (IMP)

 Der Medizinischen Fakultät
 der Friedrich-Alexander-Universität
 Erlangen-Nürnberg
 zur
 Erlangung des Doktorgrades Dr. rer. biol. hum.

 vorgelegt von
 Michael Tuttor aus Nürnberg

Als Dissertation genehmigt
von der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Tag der mündlichen Prüfung: 13.07.2021

Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. med. Markus Neurath

 1. Gutachter: Prof. Dr. phil. Wolfgang Kemmler

 2. Gutachter: Prof. Dr. phil. Michael Fröhlich

Inhaltsverzeichnis

THEMATISCHE EINFÜHRUNG ....................................................................................................... 1

Stimulus Level during Endurance Training: Effects on Lactate Kinetics in Untrained Men .......... 5

ZUSAMMENFASSUNG................................................................................................................... 6

SUMMARY .................................................................................................................................... 8

EINLEITUNG Projekt 1 ................................................................................................................... 9

ARTIKEL Projekt 1 ....................................................................................................................... 14

High Intensity Resistance Exercise Training vs. High Intensity (Endurance) Interval Training to
Fight Cardiometabolic Risk Factors in Overweight Men 30-50 Years Old .................................. 24

ZUSAMMENFASSUNG................................................................................................................. 25

SUMMARY .................................................................................................................................. 27

EINLEITUNG Projekt 2 ................................................................................................................. 29

ARTIKEL Projekt 2 ....................................................................................................................... 34

SCHLUSSFOLGERUNG / RESÜMEE .............................................................................................. 45

LITERATURVERZEICHNIS ............................................................................................................. 47

THEMATISCHE EINFÜHRUNG

Fitnesstraining, Sport und Bewegung, bzw. körperliche Aktivität und ein aktiver Lebensstil gelten
allgemeinhin als gesundheitsfördernd und -erhaltend sowie therapeutisch wirksam. Die Studien-
lage, inklusive dementsprechender Evidenzen hierzu, kann als umfangreich bezeichnet werden
(Börjesson et al., 2010). Auch im leistungsorientierten Breitensport, oder gar im professionali-
sierten Hochleistungssport muss eine positive Wirkung auf die Gesundheit nicht ausgeklammert
werden, wobei generell immer eine Detailbetrachtung angebracht und erforderlich ist. Bezogen
auf die Trainingswirksamkeit eint alle zielgerichteten Ausprägungen des Sporttreibens eine Ma-
xime: Die Effizienz des Trainings sollte maximal gegeben sein. Einen überaus wichtigen Parame-
ter stellt hier der Faktor Zeit dar. Die, um anvisierte Trainingseffekte zu erreichen, zur Verfügung
stehenden Trainings- bzw. Zeitumfänge müssen optimal genutzt werden. Hinzu kommt, dass der
mit sportlichen Aktivitäten verbundene zeitliche Aufwand, vielmehr der individuelle Mangel an
Zeit, eine der Hauptbarrieren für regelmäßiges körperliches Training darstellt (Rütten et al.,
2009). Vor allem aus Gründen der Alltagskompatibilität und somit im Sinne der regelmäßigen
Durchführbarkeit, wünschen sich viele Freizeit- und Gesundheitssportler ein „zeitsparendes“
Trainingsprogramm. Zeiteffizienz ist folglich ein entscheidender Parameter bei der Bewertung
der Effektivität einer Trainingsmethode. Nicht zuletzt deswegen haben kurze, dafür intensive-
bis hochintensive Trainingsprogramme (High-Intensity (Interval) Training: HI(I)T) in den letzten
Jahren extrem an Popularität gewonnen. Intensiv durchgeführte Trainingsprogramme kommen
sowohl im Kraft- als auch im Ausdauertraining zum Einsatz. Traditionell bis ins letzte Jahrzehnt
noch nahezu ausschließlich im Leistungssport in Anwendung, sind diverse HI(I)T-Varianten nun
vermehrt im Freizeit- und Breitensport präsent. Die anvisierten Effekte reichen dabei von Figur-
formung über Gesundheitsoptimierung bis zur Anhebung der allgemeinen körperlichen- oder
auch sportartspezifischen Leistungsfähigkeit (Liu et al., 2020; Milanović et al., 2015; Savikj and
Zierath, 2020; Türk et al., 2017). Vor allem Ausdauertraining mit hohen Reizintensitäten und
reduziertem Trainingsvolumen wirkt besonders attraktiv. Der hier zuweilen sehr hohe Zeitauf-
wand kann durch HIIT deutlich geringer sein als bei einem Training das auf der umfangsorien-
tierten Dauertrainingsmethode (Moderate-Intensive Continuous Exercise: MICE) beruht
(Burgomaster et al., 2008).

Die HIIT-Trainingsmethode, im Breitensport sportartübergreifend, und definitorisch diffus oft
auch „Tabata-Training“ genannt, zeichnet sich durch intervallartige Belastungsphasen sehr ho-
her - bis maximaler Reizintensität aus, welche mit sog. „Erholungsphasen“ geringerer Intensität

 1

im Wechsel stehen. Im Ausdauertraining variiert die Länge der Belastungsintervalle im Intensi-
tätsbereich der maximalen Sauerstoffaufnahmefähigkeit (Vm O2max/ Vm O2peak) zwischen 5 Se-
kunden und 8 Minuten (Buchheit and Laursen, 2013; Laursen and Jenkins, 2002; M. Weston et
al., 2014). Im Kontext der Krafttrainingsmethodik wird hochintensives Training oft als High-In-
tensity, single set Resistance exercise Training (HIT-RT bzw. HI(R)T) deklariert und ist als Einsatz-
Übungsprotokoll bis zum muskelermüdungsbedingten Belastungsabbruch definiert (Giessing,
2008; Steele et al., 2017).

In der angewandten Praxis und in der Forschung zu präventiv, oder auch therapeutisch angeleg-
ten Trainingsmaßnahmen und -empfehlungen haben HI(I)T-Programme, insbesondere die Aus-
dauertrainingsvariante, längst Einzug erhalten. So wird nicht nur im leistungssportlichen Kon-
text, sondern vermehrt auch für den Freizeit-, Präventions- und Rehabilitationssport (intervall-
artiges) (hoch)intensives Training beforscht und in systematische Trainingskonzepte integriert
(Astorino et al., 2016, 2013; Gibala et al., 2012; Hansen et al., 2010; Haykowsky et al., 2013;
Giessing, 2008; Kemmler et al., 2016; Lunt et al., 2014; Thum et al., 2017). Belegt durch zahlrei-
che Forschungsergebnisse ist es also legitim zu konstatieren, dass die HI(I)T-Trainingsmethodik
effektiv die physische Leistungsfähigkeit verbessern- und positiv auf die Gesundheit einwirken
kann (Burgomaster et al., 2008; Cochran et al., 2014; Fröhlich et al., 2010; Gibala et al., 2006;
Iaia and Bangsbo, 2010; Kemmler et al., 2016; Krieger, 2010; Ni Cheilleachair et al., 2016; Tabata
et al., 1996).

Projekt 1 wurde als Anschlussprojekt im Rahmen der „RUSH“-Studie realisiert. Die RUnning
Strengthens the Heart (RUSH)-Studie ist eine kontrollierte Interventionsstudie im randomisier-
ten zwei-Gruppen Design. Beforscht wurden die Effekte zweier, je 16-wöchiger Lauftrainings-
protokolle - hohe versus niedrige Reizintensität - auf die physische Leistungsfähigkeit sowie me-
tabolische und kardiale Parameter untrainierter Männer mittleren Alters.

Zur Vertiefung der gewonnenen Erkenntnisse erschien eine weitergehende Betrachtung der
Stoffwechselprozesse anhand der aus der Studie vorliegenden Daten sinnvoll. Auf Basis des
Laktat-Monitorings im Rahmen von RUSH bot sich eine naheliegende und ökonomisch zu reali-
sierende Möglichkeit des zusätzlichen Erkenntnisgewinns. Die in der Trainingswissenschaft und
Sportmedizin etablierte Laktatdiagnostik diente in der vorliegenden Arbeit als Stoffwechselfeed-
back zum jeweiligen Einfluss der Trainingsprotokolle auf die Arbeitsbereiche aerob/anaerob im
Kontext der modifizierten Leistungsfähigkeit (in Form sportlicher Performance). Der trainings-
methodisch- und trainingszielrelevante Aspekt der jeweils resultierenden Manifestation in der
Laktatkinetik wurde unseres Wissens bis dato in keinem vergleichbaren Setting beforscht.

 2

Projekt 2 wurde wiederum als Folgeprojekt der oben genannten RUSH-Studie und einer weite-
ren Untersuchung, der PUSH-Studie durchgeführt. Die Physical adaptions in Untrained on
Strength and Heart (PUSH)-Studie ist eine kontrollierte Interventionsstudie im randomisierten,
kontrollierten Parallel-Gruppen Design. Im Rahmen der Untersuchung wurden Daten zu den Ef-
fekten eines 16-wöchigen HIT-RT-Trainingsprotokolls auf die physische Leistungsfähigkeit, sowie
metabolische und kardiale Parameter bei untrainierten Männern mittleren Alters erhoben. Da
sich das Gros der Forschungsarbeiten mit HIIT, also der Ausdauertrainingsform von HIT befasst,
während entsprechende HIT-Krafttrainingsprotokolle (HIT-RT) nur selten beforscht wurden, ba-
siert in der angewandten Sportwissenschaft die Priorisierung gesundheitsförderlicher Potentiale
der beiden HIT-Varianten bis dato auf nicht vergleichbar validen Forschungserkenntnissen aus
dem Themenkomplex. Ergo sind Handlungsempfehlungen für potentielle Anwender oft proble-
matisch und nicht zielführend. Projekt 2 ist der direkte Vergleich der Effekte der beiden metho-
disch verwandten Trainingsansätze, vor allem auf kardiometabolische und kardiale Parameter
bei untrainierten, übergewichtigen und adipösen Männern mittleren Alters.

Die vorliegende Dissertation soll dabei helfen, das Wissen um die Anwendungsmöglichkeiten
und die prinzipiellen Effekte (hoch)intensiver Trainingsmethoden zu erweitern. Für die Applika-
tion im Spektrum des Gesundheitssports und des leistungsorientierten Sports werden trans-
ferable Erkenntnisse angeboten. Die adäquate Einordnung und Verknüpfung von Ergebnissen
vorangegangener Studien, aber auch traditionell gewachsener Praxiserfahrungen will dieser For-
schungsbeitrag unterstützen. Die, in den beiden Projekten dieser Dissertation, erhobenen Daten
ermöglichen eine detailliertere Betrachtung der gesundheitsfördernden Potentiale, sowie die
Identifikation von Anwendungsmöglichkeiten und -modalitäten im Kontext des Trainings zur Op-
timierung der körperlichen Leistungsfähigkeit.

Eine maßgebliche Intention bei der jeweiligen Gestaltung der Studiendesigns von RUSH und
PUSH war es, realisierbare, alltagsrelevante und praktikable Belastungsformen zu wählen und
somit den direkten Bezug zum Freizeit- und Gesundheitssport herzustellen. Deshalb entschie-
den wir uns für die Belastungsformen „Laufen“ und „Krafttraining am Gerät“. Training und Stu-
die sollten sich für die Teilnehmer leicht durchführbar und nachvollziehbar gestalten. In diesem
Sinne sollten auch die Trainingsmethoden während und nach der Intervention in den Alltag
transferabel sein. Aus studienmethodischer Perspektive und mit Blick auf den Interventionsver-
lauf waren beide Belastungsformen via Belastungsnormative/-komponenten gut zu steuern,
moderat im Hinblick auf die motorischen Anforderungen und in der Ausführung kontrolliert re-
produzierbar.

 3

Ein realisierbarer und realistischer Übertrag der Erkenntnisse auf bzw. für eine Bevölkerungs-
gruppe ähnlich der beforschten Kohorte1, und somit ein Erkenntnisgewinn mit gesellschaftli-
chem Nutzen, stellt für uns ein wesentliches Ansinnen dar. Inwiefern HI(I)T in der Praxis auf
schwach motivierte Freizeitsportler Anwendung finden kann, muss und sollte dennoch weiter
hinterfragt werden (Foster et al., 2015).

1
 Ambitioniert den Lebensstil zu ändern, Zeitmangel, ggf. leicht vorhandene gesundheitliche Defizite.
 4

Projekt 1
Stimulus Level during Endurance Training: Effects on Lac-
tate Kinetics in Untrained Men

Tuttor, M., von Stengel, S., Hettchen, M., & Kemmler, W. (2018). Stimulus Level during Endur-
ance Training: Effects on Lactate Kinetics in Untrained Men. Journal of Sports Medicine (Hindawi
Publishing Corporation), 2018, 3158949. https://doi.org/10.1155/2018/3158949

Dieser Artikel wurde bei der Hindawi Limited, London, United Kingdom am 20.06.2018 zum
Peer-Review-Verfahren eingereicht, am 19.10.2018 akzeptiert und am 02.12.2018 veröffentlicht

 5

ZUSAMMENFASSUNG

Hintergrund und Ziele
Nicht ausschließlich, aber vor allem aus Gründen der Zeiteffizienz wird High-Intensity Interval
training (HIIT) im fitnessorientierten Ausdauersport immer beliebter. Ziel dieser Studie war ein
Vergleich der Einflussnahme eines HIIT-Laufprogramms und eines Laufprogramms mit kontinu-
ierlicher Belastung und moderater Intensität (Moderate-Intensity Continuous Exercise: MICE)
(jeweils 16 Wochen) auf die Laktatkinetik bei untrainierten Männern.

Methoden und Material
65 gesunde, aber untrainierte Männer (30-50 Jahre, BMI: 27,2±3,7kg/m2) wurden nach dem Zu-
fallsprinzip entweder einer HIIT- (n=33) oder einer Warte-/Kontroll-/MICE- Gruppe (n=32) zuge-
teilt. Das HIIT bestand aus Intervallen und intensiven-, kontinuierlichen Laufeinheiten an, oder
oberhalb der individuellen anaeroben Schwelle (IANS, 95-110% der IANS-HF), während MICE
hauptsächlich kontinuierliche Läufe bei 70-82,5% IANS-HF vorsah. Beide Trainingsprotokolle
wurden bezüglich gesamt geleisteter physikalischer Arbeit angeglichen. Studienendpunkte wa-
ren die Zeit bis zum Erreichen der IANS und die Zeit ab der IANS bis zum Belastungsabbruch
(time to exhaustion: TTE), die durch einen Laufbandstufentest ermittelt wurde.
Ergebnisse
In beiden Übungsgruppen stieg die Zeit bis zum Erreichen der IANS (MICE: 320±160 s gegenüber
HIIT: 198±118 s) signifikant an (p

MICE in Bezug auf den Schlüsselausdauerparameter "Zeit bis zur Erschöpfung", liefert unser Stu-
dienprotokoll jedoch keinen Nachweis.

 7

SUMMARY

Background and Aims
Not only but particularly due to their time efficiency, High-Intensity Interval Training (HIIT) is
becoming increasingly popular in fitness-oriented endurance sports. The purpose of this study
was to determine the effect of a HIIT running program versus a Moderate Intensity Continuous
Exercise (MICE) training running program (16 weeks each) on lactate kinetics in untrained males.
Material and Methods
65 healthy but untrained males (30-50 years, BMI: 27.2 ± 3.7kg/m2) were randomly assigned to
either an HIIT (n=33) or a waiting-control/MICE group (n=32). HIIT consisted of intervals and
intense continuous running bouts at or above the individual anaerobic threshold (IANS, 95-110%
of IANS-HR), while MICE focused on continuous running at 70- 82.5% IANS-HR. Both programs
were adjusted for “total workload”. Study endpoints were time to IANS and time from IANS till
“time to exhaustion” (TTE) as assessed by stepwise treadmill test.
Results
In both exercise groups time to reach IANS (MICE: 320 ± 160 s versus HIIT: 198 ± 118 s) increased
significantly (p

EINLEITUNG Projekt 1

Innovatives Moment für Projekt 1 waren unsere Forschungsergebnisse der RUSH-Studie zum
Einfluss der Reizintensität auf die Ausdauerleistungsfähigkeit untrainierter Männer. Insbeson-
dere die in der Studie nachgewiesene Optimierung der Belastungsstoffwechselprozesse wäh-
rend submaximaler Laufbelastung in Form einer Verbesserung der Running-Economy (RE) durch
moderates und umfangsbetontes (MICE) Training (Kemmler et al., 2014) war die Grundlage für
die Forschungsfragen bzw. Hypothesen von Projekt 1.

Erwähnt sei an dieser Stelle, dass nicht der Wirknachweis2 unterschiedlich intensiver Trainings-
methoden per se ausschlaggebend für die Realisierung der RUSH-Studie war, vielmehr interes-
sierten uns hier die grundsätzlichen Mechanismen der Leistungsverbesserung sowie die zugrun-
deliegenden physiologischen Adaptationen.

Die für die RUSH-Studie gewählte Variante des High-Intensity Interval Training (HIIT) zeichnete
sich durch eher gemäßigte Intensität, bei gleichzeitig höheren Umfängen aus. Wir wählten somit
in Punkto Höhe der Belastungsreize eine insgesamt moderatere Form, als dies bei gängigen
hochintensiven Intervalltrainingsprotokollen der Fall ist. Dennoch lässt sich unser HIIT-Protokoll
in der Höhe der Reizintensitäten deutlich vom MICE-Protokoll abgrenzen. Es zeigte sich, dass
HIIT und MICE vergleichbar positive Effekte auf die Ausdauerleistungsfähigkeit bei untrainierten
Männern ausüben: (Hoch)Intensive Trainingsreize via „Maximierung“ (Veränderung der maxi-
malen Sauerstoffaufnahme (Vm O2max)), MICE mittels „Ökonomisierung“ der Stoffwechselvor-
gänge während der Belastung (Verbesserung der RE) (Kemmler et al., 2014). Analysiert man HIIT
und MICE auf die zugrundeliegenden Mechanismen der Leistungssteigerung, lassen sich neben
grundsätzlich vergleichbaren metabolischen Adaptationen auch Unterschiede der physiologi-
schen Anpassungsprozesse, z.B. auf molekularer Ebene identifizieren (Burgomaster et al., 2008;
Helgerud et al., 2007; Laursen, 2010; Macinnis and Gibala, 2016).

Die Unterschiede in den reizintensitätsabhängigen Anpassungen des Metabolismus und den so-
mit offensichtlich unterschiedlichen Wirkmechanismen des jeweiligen Lauftrainings warfen wei-
tere Fragen auf und rückten das Monitoring des Belastungsstoffwechselgeschehens in unseren
Fokus. Im Sinne der Optimierung von Maßnahmen zur Trainingssteuerung sollten die zu Tage
getretenen Unterschiede auch trainingsmethodische Konsequenzen haben und darüber hinaus

2
 resultierender Leistungszuwachs in Form verbesserter physischer Leistungsfähigkeit.
 9

im Bedarfsfall mit einem praktikablen Steuerungs- und Diagnostiktool realisierbar sein. Mit Blick
auf die angewandte Trainingswissenschaft interessierte uns schließlich inwiefern sich die Wech-
selwirkung zwischen einer reizintensitätsinduzierten Modifikation von Ausdauerleistungsfähig-
keit und submaximalem Stoffwechselgeschehen3 in der Laktatkinetik abbildet und in Folge dar-
aus auch die Basis für eine weitere zielgerichtete Trainingssteuerung resultieren kann.

Traditionell gelten „Laktattestungen“ in verschiedensten Formaten des strukturierten Ausdau-
ersports als etablierte und valide Methode der Diagnostik und Trainingssteuerung (Svedahl and
Macintosh, 2003). Im Kontext der RUSH- Studie diente die im Rahmen des Laufbandstufentests
erfolgte Laktatwertermittlung als zentrales Element der individuellen Trainingssteuerung der In-
terventionsteilnehmer und der individuellen Trainingsdokumentation im Interventionszeitraum.
Im Sinne der Studienmethodik4, um umfassendere Daten zu erhalten und um den Probanden
für den Postinterventionszeitraum Trainingsempfehlungen geben zu können, wurden die Laktat-
werte auch bei den Schlussmessungen erhoben (Kemmler et al., 2014).

Als zentraler Parameter der Forschungsfrage der vorliegenden Arbeit (Projekt 1) ist die ermit-
telte anaerobe Schwelle das Analysetool der Stoffwechselbereichsbestimmung. In diesem Kon-
text, sowie für die Bezugswertermittlung im Rahmen der Intensitätssteuerung der RUSH-Trai-
ningsintervention wurde die „Individuelle Anaerobe Schwelle“ (IANS) in Anlehnung an Dickhuth
et al. (Dickhuth et al., 1991) als Minimum-Laktat + 2,0 mmol/l bestimmt (Kemmler et al., 2014).

Zahlreiche „Laktatschwellenkonzepte“ stehen dem Anwender zur Verfügung. Im Zusammen-
hang mit der Schwellendiagnostik liefert die bereits erwähnte anaerobe Schwelle bzw. IANS5
neben den Bezugswerten für die Trainingssteuerung auch Erkenntnisse über das Belastungs-
stoffwechselgeschehen. Darüber hinaus ermöglicht die Laktatkinetik Rückschlüsse zu trainings-
induzierten Veränderungen im Metabolismus (Heck, 2008; Svedahl and Macintosh, 2003;
Westhoff et al., 2013). Physiologisch betrachtet geht nach dem Überschreiten der aerob- /anae-
roben Schwelle eine körperliche Aktivität nicht gemäß dem eigentlichen Wortsinn auch mit rein
anaerober Energiebereitstellung und anaerober Arbeitsverrichtung der Erfolgsmuskulatur ein-
her (Antonutto and Di Prampero, 1995; Westhoff et al., 2013). Dies sei an dieser Stelle vorab
erwähnt, und wird im Artikel zu Projekt 1 nochmals kurz aufgegriffen werden.

Anzumerken ist, dass die gewählte Form der Laktat(schwellen)diagnostik im trainingswissen-
schaftlichen Diskurs prinzipiell auch kritisch betrachtet wird. Die Schwächen und Limitationen

3
 Bewegungs-/Laufökonomie; aerobe- und anaerobe Kapazität.
4
 ein identisches Procedere.
5
 die Termini variieren dabei je nach zugrundeliegendem Schwellenkonzept.
 10

der Laktatdiagnostik, nicht zuletzt die Fehleranfälligkeit der Messwerterhebung sind uns als dis-
kutable Aspekte der Messwertinterpretation bewusst.

So bietet beispielsweise auch das in der RUSH-Studie zum Einsatz gekommene Laktat-Messver-
fahren der enzymatisch-amperometrischen Analyse (Hersteller: Biosen-5130, Gemar, Celle,
Deutschland) bei unsachgemäßer Handhabung rasch eine mögliche Fehlerquelle6, weshalb nur
sehr gut geschultes Messpersonal zum Einsatz kam. Ferner wurden die Messungen von den
durchführenden Wissenschaftlern begleitet und überwacht.

Stets kritisch ist überdies die fehlende Standardisierung bei der Schwellenermittlung, die durch
die bereits erwähnte Vielzahl existierender Schwellenkonzepte uneinheitliche Belastungsproto-
kolle und Vorgehensweisen, sowie deren insuffiziente Beschreibung zu Tage tritt. Auch eventu-
elle Fehldeutungen durch den Mangel an Standards der Terminologie im Bereich der Medizin
und Sportwissenschaft lassen keine eindeutige Bewertung der Studienlage zu und erschweren
generell die Einordnung von Studienergebnissen (Heck, 2008; Wahl et al., 2009).

Zum Einfluss der Reizhöhe eines Lauftrainings bei Untrainierten auf die aerobe - und anaerobe
Kapazität, sowie zur besseren Zuordnung des im Trainingsalltag etablierten Postulats vom Trai-
ning des aeroben Stoffwechselgeschehens durch vorzugsweise umfangsorientiertes Training
(Weineck, 2007), bietet die im Rahmen unserer Interventionsstudie durchgeführte Laktatdiag-
nostik dennoch eine konsequente und ökonomisch zu realisierende Möglichkeit des Erkenntnis-
gewinns. Der Zugewinn für die weitere trainingswissenschaftliche Anwendung liegt im relativ
einfachen Procedere, den geringen Kosten und dem schon erwähnten hohen Praxisbezug der
Laktatdiagnostik. Die Forschungsergebnisse können prinzipiell gut in die Trainingspraxis über-
tragen werden. In einem diagnostikgesteuerten Trainingssetting bietet die Laktatdiagnostik die
Option, Messergebnisse anwendungs- und anwenderfreundlich in den Trainingsalltag zu trans-
ferieren.

Mit dem Ziel, das Verständnis für die Prozesse des Belastungsstoffwechsels im Hinblick auf die
Einsatzmodalitäten und -indikationen von HIIT und MICE auf dieser Ebene zu vertiefen, entschie-
den wir uns folglich die RUSH-Ergebnisse auch aus dieser Perspektive zu beleuchten.

Daraus folgend interessierte, inwieweit bei einem gemäßigten HIIT, die trainingsinduzierten
Stoffwechseladaptationen in einer „Verschiebung“ der IANS repräsentiert sind. Denn neben der

6
 Die Blutentnahme am Ohrläppchen erfolgte via 20 µl end-to-end Kunststoffkapillaren, die jeweils in 1ml
Reaktionsgefäßen zur Analyse gegeben wurden. An dieser Stelle zum Beispiel durch eine insuffiziente
Blutprobenentnahme durch Verunreinigung oder falsche Probenmenge.
 11

Vm O2max leisten, in Abhängigkeit der Belastungsdauer, aerobe- /anaerobe Kapazität und Belas-
tungsökonomie (RE) (Haykowsky et al., 2013; Jones and Carter, 2000; Laursen, 2010; Saunders
et al., 2004) einen entscheidenden Beitrag zur körperlichen Leistungsfähigkeit. Uns ist keine wei-
tere Studie bekannt, in der dies in einem vergleichbaren Setting bei einem untrainierten Erwach-
senenkollektiv mit ausreichender Probandenzahl beforscht wurde.

Der Forschungsstand zum Einfluss der Reizhöhe eines Trainings (HIIT vs. MICE) mit Blick auf diese
Parameter präsentiert sich heterogen. Forschungsarbeiten zu HIIT- induzierten physiologischen
Adaptationen bei untrainierten Erwachsenen beziehen sich meist auf die Vm O2max (Milanović et
al., 2015; K. S. Weston et al., 2014; Wisloff et al., 2007) bzw. die muskuläre Sauerstoffkinetik
(McKay et al., 2009), kardiovaskuläre Parameter (Rakobowchuk et al., 2008; Wisloff et al., 2007),
Muskel- und Stoffwechselmarker (Burgomaster et al., 2008; Cochran et al., 2014; Gibala et al.,
2006) oder auch Leistungsparameter per se (Haykowsky et al., 2013; Pinto et al., 2019; Roxburgh
et al., 2014). Die Trainingssteuerung wird in den meisten Studien via Vm O2max Prozentangaben,
prozentuale maximale Herzfrequenz oder mittels ventilatorischer Schwellen realisiert
(Burgomaster et al., 2008; Hansen et al., 2010; Hwang et al., 2011; Laursen, 2010). Intervention-
sassoziierte Laktatmessungen finden sich in der uns bekannten Literatur z.B. zu HIIT mit kleiner
Stichprobe (Burgomaster et al., 2006), zur Trainingssteuerung und -effekten bei Trainierten und
Freizeitläufern (Driller et al., 2009; Garcia-Pinillos et al., 2017; Helgerud et al., 2007), als Modifi-
zierungsnachweis der Geschwindigkeit „an der Schwelle“ bei Trainierten (Esfarjani and Laursen,
2007; Helgerud, 1994) und bei Interventionen mit Athleten (Ni Cheilleachair et al., 2016) oder
im Monitoring der Laktatakkumulation (Sperlich et al., 2010).

Abb. 1 zeigt den Ablauf der Intervention. Beide Trainingsgruppen trainierten zeitversetzt gemäß
individualisierter Trainingsprotokolle über 16 Wochen. Insgesamt konnten während des Inter-
ventionszeitraumes maximal 49 TE absolviert werden. Die Reizintensität wurde nach dem oben
erläuterten Schwellen–Konzept (IANS) individuell mittels Trainingsplan vorgegeben.

 12

Abb. 1 Ablauf der PUSH- Studie

Um möglichst den isolierten Einfluss der Reizintensität auf unsere Endpunkte zu erfassen, wur-
den die Laufdauer der Trainingsprotokolle (HIIT vs. MICE) so angeglichen, dass die physikalische
Arbeit vergleichbar (isokalorisch) wurde.

 13

Hindawi
Journal of Sports Medicine
Volume 2018, Article ID 3158949, 10 pages
https://doi.org/10.1155/2018/3158949

Clinical Study
Stimulus Level during Endurance Training: Effects on
Lactate Kinetics in Untrained Men

 Michael Tuttor ,1,2 Simon von Stengel,2 Michael Hettchen,2 and Wolfgang Kemmler 2

 1
 German Rugby-Union, Deutscher Rugby-Verband e.V. (DRV), Ferdinand-Wilhelm-Fricke-Weg 10,
 30169 Hannover Rugby-Verband, Germany
 2
 Institute of Medical Physics, Friedrich-Alexander University Erlangen-Nürnberg, Erlangen, Henkestrasse 91,
 91052 Erlangen, Germany

 Correspondence should be addressed to Michael Tuttor; mtuttor@rugby-verband.de

 Academic Editor: Nancy J. Rehrer

 Copyright © 2018 Michael Tuttor et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License,
 which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

 Background/Objective. Not only but particularly due to their time efficiency, High-Intensity Interval Training (HIIT) is becoming
 increasingly popular in fitness-oriented endurance sports. The purpose of this study was to determine the effect of a HIIT running
 program versus a Moderate Intensity Continuous Exercise (MICE) training running program (16 weeks each) on lactate kinetics
 in untrained males. Methods. 65 healthy but untrained males (30-50 years, BMI: 27.2 ± 3.7kg/m2 ) were randomly assigned to either
 an HIIT (n=33) or a waiting-control/MICE group (n=32). HIIT consisted of intervals and intense continuous running bouts at
 or above the individual anaerobic threshold (IANS, 95-110% of IANS-HR), while MICE focused on continuous running at 70-
 82.5% IANS-HR. Both programs were adjusted for “total workload”. Study endpoints were time to IANS and time from IANS till
 “time to exhaustion” (TTE) as assessed by stepwise treadmill test. Results. In both exercise groups time to reach IANS (MICE:
 320 ± 160 s versus HIIT: 198 ± 118 s) increased significantly (p

2 Journal of Sports Medicine

Study showed a significantly more favorable development of the anaerobic threshold is reached, while (2) HIIT leads to
RE in MICE compared with the HIIT group. Corresponding a stronger increase in anaerobic performance, defined as
effects on lactate kinetics as a central aspect of anaerobic time (TUL) between reaching the anaerobic threshold and
capacity were not observed in the present study, but a positive aborting the physical activity (TTE).
influence of HIIT on ANC, especially for HIIT formats with
high/maximum stimulation and a load duration of between 2. Material and Methods
20 seconds and 5 minutes/interval, was ascertained [3, 9, 14,
15]. At this point at the latest, it should be noted that several The Running Strengthens the Heart (RUSH) study was a
intensity-oriented concepts are subsumed under the term controlled intervention study using a randomized two-group
HIIT, which may lead to significantly different adaptational design. We evaluated the effects of two 16-week running
reactions. Buchheit and Laursen distinguish between several training phases of varying intensity on endurance perfor-
HIIT formats [16] to which they assign different metabolic mance as well as on spirometric, metabolic, and cardiac
relevance. In addition to the classic HIIT of endurance- parameters. However, we also implemented a waiting-control
oriented sports [17], new HIIT concepts have been established group in order to estimate the overall effect of the exercise
under the terms “Repeated Sprint Interval Training” (RST) methods. Nevertheless, in this article we specifically focus
and “Sprint Interval Training” (SIT), which are mainly used in on the effects of a HIIT versus a MICE protocol on lactate
ball sports [18, 19]. Without going into the different formats, kinetics in the stress test. The study was conducted at the
HIIT is therefore to be seen as a relatively heterogeneous Institute of Medical Physics of the Friedrich-Alexander Uni-
interval training method, the interval duration of which
 versität Erlangen-Nürnberg (FAU). The study protocol was
varies between approx. 5 seconds and 8 minutes [15, 20]. The
 approved by the Ethics Committee of the FAU (application
applicability of HIIT to the untrained is not uncontroversial
 4463); all study participants gave their written consent. The
[21, 22].
 Within the RUSH Study, considering the status of our study is registered at www.clinicaltrials.gov (NCT01406730).
target group (untrained, healthy men 30-50 years; predomi-
nantly overweight), the load type (running), and the training 2.1. Study Endpoints
objective (10 km running competition), we regarded the
execution of a complex HIIT protocol including SIT and 2.1.1. Primary Endpoint
RST components as possibly too demanding, so we limited (i) Change of time under load (TUL) between reaching
ourselves mainly to interval training forms in the range of the anaerobic threshold and the point at which the
≥90 sec. load is aborted (TTE).
 Following the spiroergometric estimation of the perform-
ance-determining endurance components “maximum oxy-
 2.1.2. Secondary Endpoints
gen uptake” and “work economy” [8], it is the aim of this
paper to evaluate the effects of HIIT versus MICE on aerobic (i) Change in the duration of time under load (TUL)
and anaerobic “efficiency” by means of lactate kinetics. until the anaerobic threshold (IANS) is reached.
The “anaerobic threshold” (IANS), which is determined via
 (ii) Change in the IANS speed.
the “lactate performance test”, provides insights into the
metabolism [23–25]. Nevertheless, after exceeding the IANS, (iii) Change in maximum lactate concentration at the end
physical activity is not accompanied by purely anaerobic of the load.
energy supply (product of the capacity of the cardiorespira-
tory system to supply oxygen and the capacity of the skeletal 2.2. Participants. Figure 1 gives the participant flow of the
muscles to utilize oxygen [26]) (maximal amount of ATP study. Men aged 30-50 years living in the area of Erlangen-
resynthesis via anaerobic metabolism during a short duration Nürnberg (Germany) were contacted by personal mail. One
maximal exercise [27]) in the true sense of the word [25, 28]. hundred and twenty-one males responded and were assessed
In this article we equate the aerobic efficiency (AE) with for eligibility. Following our main inclusion criteria of (a)
the performance range up to reaching IANS, the anaerobic male, (b) 30-50 years old, (c) untrained status for longer
efficiency (ANE) with the performance range after reaching than 2 years (i.e., ≤1 endurance exercise sessions; ≤2 exercise
IANS up to the end of performance (TTE). Following this sessions/week in total), and the corresponding exclusion
premise, we investigated the extent to which a moderate HIIT criteria of (a) inflammatory diseases, (b) pathological changes
(in terms of stimulus intensity) compared with MICE leads to of the heart, (c) medication/diseases affecting cardiovascular
a “shift” of the IANS and thus to training-induced metabolic system and/or muscle, (d) severe obesity (Body Mass Index >
adjustments. In this context, we are not aware of any other 35 kg/m2 ), (e) very low physical capacity (

Journal of Sports Medicine 3

 April - July 2011: Newspaper and radio advertisement in Nuremberg / Erlangen / Fürth /
 Forchheim

 After telephone interview classified as suitable: n=121

 Total excluded by study protocol: n=24

 - Pathological changes of the heart: n=2
 - Acute inflammatory diseases: n=2
 - Medications/diseases of the cardiovascular system / muscle: n=5
 - Adipose (BMI>35kg/m2): n=2
 - 2 weeks absence during the intervention period: n=7
 - Contraindications in connection with MRI assessment: n=6

 Invited to information conference: n=97

 Abandonment of participation in the study: n=16

 Randomized allocation (stratified by age) to test groups: n=81

 HIIT Running group: n=40 Non-training / waiting group: n=41

 HIIT „Lost to follow-up“: n=7 Waiting group ,,Lost to follow-up“: n=0

 HIIT Included in analysis: n=33 Included in analysis: n=41

 MICE Running group: n=39

 MICE, Lost to follow-up“: n=7

 MICE: Included in analysis: n=32

 Figure 1: Flowchart of the “RUSH Study”.

 16

4 Journal of Sports Medicine

Table 1: Baseline characteristics of subject groups. 1 However, in five subjects each per group a plateau of oxygen consumption could not be
determined.
Characteristics HIIT (n=33) MICE (n=32)
Age (Y) 43.9 ± 5.0 42.9 ± 5.1
Height (cm) 181.1 ± 7.0 181.6 ± 5.3
Weight (kg) 91.5 ± 14.0 89.5 ± 12.3
Body fat (%) 25.4 ± 5.7 24.7 ± 6.2
Lean body mass (kg) 68.2 ± 8.0 68.6 ± 7.3
Energy Intake (kcal/d) 2595±738 2737±592
Activity (Index) 2.8 ± 1.3 2.7 ± 1.2
Activity (min/week) 32.2 ± 31.9 33.0 ± 36.3
 ̇ 2 max (ml/kg/min)1
Rel. VO 36.9 ± 5.6 39.3 ± 5.5

(HIIT) group and (b) waiting-control group/moderate inten- analysis. The diagnostic device used is based on enzymatic-
sity continuous exercise (MICE) group (Figure 1). amperometric chip-sensor technology (Biosen-5130, Gemar,
 Table 1 gives the baseline characteristics of the partici- Celle, Germany).
pants. Of importance, variables that may have impacted our
results did not vary between the groups. 2.3.3. Lactate Threshold Determination. The individual
 anaerobic threshold (IANS) was determined as minimum
2.3. Measurement. All examinations were carried out by lactate + 2.0 mmol/l as our research subject as well for
the same investigator, in identical sequence, on the same generating a reference value within the framework of
premises, at the same time (±1 h), with the same test device training planning. It is quite similar to the model of
(see below). The examiners were also forbidden to inquire Dickhuth et al. [29]. Speed, heart rate (HR), and lactate
about the status (HIIT or waiting group/MICE) of the test values at this threshold were calculated using the software
persons. “Threshold” (Wassermann, Bayreuth, Germany).

2.3.1. Anthropometric Data. Height (Holtain Ltd., Crymych, 2.3.4. Spirometry. Open spirometry (Viasys, Conshohocken,
GB) and perimeter values (Prym, Stollberg Germany) of USA) was used to continuously determine the VO ̇ 2 with
the test persons were measured with calibrated instruments. a breath-by-breath procedure. The data of the last 30 s of
Body weight (in kg), total and regional fat-free body mass (in each load level were included in the data analysis. Running
kg), and body fat (in %) were measured by means of mod- economy (RE) was assessed before and after intervention for
ern multifrequency bioimpedance measurement (Biospace the last 30 sec of the second stage of the test (5:30 to 6:00 min)
Inbody-230, Seoul, Korea). Intra Class Correlation (ICC, test- at identical running speed, which was consistently kept below
retest) of total fat-free body mass as assessed by the Inbody- the anaerobic threshold. Running Economy was calculated
230 was 0.88 for a comparable cohort of men 30-50 years old; using VO2 ∗ kg−0.75 ∗ min−1 .
ICC for percent body fat was comparably high (0.86). VO2max was considered as a plateau of oxygen consump-
 tion, defined as any 30 s period that was no more higher than
2.3.2. Endurance Capacity and Lactate Diagnostics. The the preceding 30 s period.
endurance capacity was measured by treadmill level test
(Technogym, Gambetolla, Italy) up to the subjective load. 2.3.5. Questionnaire/Influencing Factors/Nutrition. Among
As objective loading criteria, all tests carried out showed a other things, sociodemographic factors, dietary habits, ill-
maximum respiratory quotient of >1.05 and an O2 breath nesses, health risk factors, sports activities, and physical
equivalent of >30. activity were recorded via a validated questionnaire [30].
 The initial load was selected depending on the individual A final questionnaire captured changes that could have
performance capability and was consistent (base and control influenced our study endpoints (e.g. taking medication and
measurement) at 7 or 8 km/h for the individual test person sports activities).
to ensure a load duration of at least 9 minutes. The treadmill At the beginning and end of the study, the participants’
incline was 1%, every 3 minutes the speed was increased by nutrition was recorded and evaluated via a 4-day nutrition
1 km/h. protocol (Nutri-Science, Hausach, Germany).
 Heart rate monitors (Polar RS-400, Kempele, Finland) Figure 2 shows the design of the intervention. Both
were used to continuously record the heart rate. The heart rate training groups trained 16 weeks based on individualized
of the last 30 s of each exercise level was included in the data training protocols. These training plans, which included
analysis. intensity, extent, density, and frequency of stimulus, were
 At the end of each exercise stage, the blood lactate analyzed every 4 weeks to monitor the quantity and quality
concentration was determined. The blood collection at the of the training. The stimulation level was specified by the
earlobe was carried out via 20 L end-to-end plastic capil- HR. For this purpose, the participants were provided with
laries, which was then expelled into 1 mL reaction vessels for a heart rate monitor (Polar RS 400, Kempele, Finland). The

 17

Journal of Sports Medicine 5

 Figure 2: Study design of the RUSH Study.

participants’ heart rate monitors were randomly sampled 2.4.2. Moderate Intensity Continuous Exercise (MICE).
(each training session (TS) 15-20 datasets) to assess compli- Although the intensity of training varied somewhat more
ance with the training guidelines. The training volume was markedly (≈ 70-100% IANS-HR) than in the HIIT group
gradually increased in both training groups by extending over the intervention period as a whole, the training
the time under load per training unit (TS) (from initial 30- methodological emphasis was in the range of 70-82.5% of
35 min up to 90 min/TS) and the number of weekly training IANS-HR. Training mainly entailed an extensive endurance
units. During the first four weeks, 2 TS/week and during the element, i.e., extensive “Fartlek” (35-90 min) and only
second four-week period 2 to 3 TS/week were completed. sporadic loads in the area of the IANS (especially to verify
After this initial phase with progressively increasing volume, it, see above). Overall, the training components were
a nonlinear training protocol with 3-4 TS/week was imple- distributed as follows:
mented during the last 8 weeks of the intervention period.
 (1) Loads above the IANS (>102.5% of the IANS-HR): 0%
Participants were required to participate in a supervised TS
 of the total volume
at least once a week and were free to participate in further
joint TS. In total, a maximum of 49 TS could have been (2) Loads in the area of the IANS (95-102.5% of the IANS-
completed during the intervention period. The intensity of HR): 5% of the total volume
the stimulus was determined individually according to the (3) Loads below the IANS (82.5-95% IANS-HR): 10% of
threshold concept described above by means of a training the total volume
plan. In order to measure the isolated influence of the
 (4) Loads in the low-intensity range (70-82.5% IANS-
stimulus intensity on our endpoints, the duration of the
 HR): 85% total volume
training protocols (HIIT versus MICE) was adjusted such
that the physical work became comparable (isocaloric). Table 1 shows the base characteristics of the two training
 groups. No significant intergroup differences were recorded
2.4. Intervention: Training Groups for the given parameters.
2.4.1. High-Intensity Interval Training (HIIT). The stimulus 2.5. Statistical Procedures. The present study has a random-
intensity of the HIIT training varied mainly in the range of ized two-part design. The calculation of the formal number
95-110% IANS-HR. In addition to the interval method with of cases of the study is based on what is probably the “most
an interval duration of 90 s-12 min and a pause duration of critical” endpoint of the study, the end diastolic volume
1-3 min (70-75% IANS-HR), continuous loads (25-45 min) of Heart-MRI measurement, a quantity that is not further
were also used in the IANS zone (threshold runs). In total, addressed in this paper. The calculated number of cases of
the training components were distributed as follows: 40 persons per group generates a statistical power ( : 5%) of
 (1) Loads above the IANS (interval >102.5% of the IANS- 96%, based on the expected intergroup difference of 10 ± 12%
 HR): approx. 40% of the total volume. for the questions addressed. Furthermore, the hypotheses
 (2) Loads in the range of the IANS (interval/continuous cited above attribute this contribution primarily to the effect
 load 95-102.5% of the IANS-HR): approx. 35% of the of stimulus intensity, so that the control group data are no
 total volume. longer taken into account here. A “Completer Analysis” was
 carried out, in which all persons (independently of their
 (3) Low-intensive loads clearly below the IANS (70-75% “compliance”) who participated in the control (i.e., 16 week
 of the IANS-HR): approx. 25% of the total volume. follow-up) assessment were taken into account.
The training components of the “low-intensive” exercise After checking the normal distribution assumption by
zone consisted exclusively of the load contents “warm- means of graphical (boxplot, histogram) and statistical
up/running” and “active break” as well as (in total two) tests (Shapiro Wilks-Test) and, if necessary, corresponding
regenerative training units. log transformations of nonnormally distributed variables,

 18

6 Journal of Sports Medicine

 Table 2: Training characteristics HIIT versus MICE.

Characteristics HIIT MICE P
Frequency (TS/16 weeks) 40.5 ± 5.4 40.3 ± 5.9 .926
Volume (min/16 weeks) 2092 ± 298 2303 ± 352 .012
Work (kcal/16 weeks) 28966 ± 5228 30479 ± 6566 .317

Table 3: Results for the study endpoints. Mean values, standard deviations, and mean difference between the groups with 95% confidence
interval, as well as significance values of the intergroup comparison and corresponding effect size (ES). Numerical value in parentheses:
Significance value of the change within the groups between base and final (16-week measurement).

 HIIT MICE Absolute difference ES
 p
 MV ± SD MV±SD MV (95%-CI) d 
Time to reach IANS [s]
Baseline 482 ± 235 511 ± 264 ----- ----- -----
16 weeks 680 ± 228 831 ± 268 ----- ----- -----
Difference 198 ± 128 (p=.001) 320 ± 140 (p=.001) 122 (51 to 192) 0.001 0.91
Time from attainment of the IANS until load abort [s]
Baseline 351 ± 144 392 ± 152 ----- ----- -----
16 weeks 378 ± 147 333 ± 134 ----- ----- -----
Difference 27 ± 66 (p=.030) -59 ± 109 (p=.011) 86 (34 to 136) 0.003 0.95

changes within the groups were analyzed by means of a T-test the attendance rate. It was noticeable that the HIIT group
for dependent samples. Intergroup differences between HIIT preferred not to carry out the few intensive continuous power
and MICE were calculated by independent (Welch) T-Tests, units (n=9) in the anaerobic threshold range with the planned
based on absolute differences within the groups between training frequency (56% execution rate), while in the MICE
baseline and 16-week follow-up adjusted for baseline data. A group there was no tendency to favor the implementation of
significance level of 5% was set. All data were analyzed with any particular training content.
SPSS version 22.0 (SPSS INC, Chicago, USA).
 4. Study Outcome
3. Results
 In both groups, the duration until load abort increased
Thirty-three (33) participants of the HIIT (83%) and 32 comparable (p=. 297) and significantly (p

Journal of Sports Medicine 7

Table 4: Results for the secondary endpoints “velocity at anaerobic threshold” and “maximum lactate”. Mean values, standard deviations,
and mean difference between the groups with 95% confidence interval, as well as significance values of the intergroup comparison and
corresponding effect size (ES). Numerical value in parentheses: significance value of the change within the groups between base and final
(16-week measurement).

 HIIT MICE Absolute ES
 difference MV p
 MV ± SD MV ± SD d 
 (95%-CI)
Speed at IANS [km/h]
Baseline 9.68 ± 1.24 9.72 ± 1.47 ----- ----- -----
16 weeks 10.77 ± 1.33 11.50 ± 1.44 ----- ----- -----
Difference 1.10 ± 0.65 (p=.001) 1.78 ± 0.83 (p=.001) 0.69 (0.32 to 1.07) .001 .91
Maximum lactate (mmol/l)
Baseline 7.91 ± 2.22 7.64 ± 1.75 ----- ----- -----
16 weeks 8.33 ± 2.08 7.72 ± 1.47 ----- ----- -----
Difference 0.42 ± 1.27 (p=.067) 0.08 ± 0.90 (p=.616) 0.34 (-.21 to .89) .222 .31

HIIT group and significantly decline (-5.7 ± 9.3%, p=.005) in The HIIT stress protocol and the patient samples of the
the MICE group. Differences between the two groups were aforementioned (HIIT) interventions differ from the protocol
significant (p=.003). presented here, so that a cautious interpretation seems all the
 more appropriate. Nevertheless, the available knowledge is
4.1. Confounding Variables. Weight and skeletal muscle mass favorable.
changed relevantly with significant differences between the That HIIT causes an increase in the performance of fixed
training groups (weight: HIIT: −1.3 ± 2.5% versus MICE: lactate values among trained persons [5, 33] or at the “LT
−2.8 ± 2.7%, p=.028) (skeletal muscle mass: HIIT: +0.5 ± threshold” among athletes [34] mainly supports our result of
2.3% versus MICE: −1.3 ± 2.0%; p=.002). No significant HIIT raising the IANS in the case of untrained persons.
changes in lifestyle, diet, physical activity, or exercise were In general, however, the interpretation of workout-
recorded during the intervention period. The outcome effects induced lactate threshold modifications is always difficult and
are therefore primarily attributable to the intervention. we consider it plausible that stimulation level and extent of a
 workout have different effects on the threshold of untrained
5. Discussion persons compared with athletes [15].
 Moreover, the lack of standardization in threshold deter-
The intention of this article was to investigate a relatively mination is always critical. The large number of existing
moderate HIIT format [16], which is suitable for novice threshold concepts, inconsistent “stress protocols”, their inad-
runners, with regard to the training effect on aerobic and equate description, and the nonexistent terminology stan-
anaerobic performance as compared with MICE training. For dards in the field of medicine and sports science do not
better comparability, both training methods were “adjusted” permit a clear evaluation of the study situation and thus make
with respect to the workload, an approach that led to it difficult to classify the study results [23, 35].
relatively long HIIT intervals despite high intensity. In sum- Considering the change in the maximum lactate con-
mary, both training methods led to a comparable significant centration at the time of load abort, the HIIT group shows
increase in endurance performance (TUL: HIIT: 27.2 ± 17.7% a partial increase (p=.067) with no significant difference to
versus MICE: 29.0 ± 19.4%), defined as time to load abortion the MICE group, where there is no significant change in
but by significantly different paths. Although HIIT and MICE this value. The data of the available literature are rather
show significant improvements in aerobic performance (AE) inconsistent in this respect: while Sperlich et al. [36] and
defined as “time to reach IANS” (Table 3) or a significant Stoggl et al. [37] reported significant HIT-induced lactate
“shift to the right” of IANS (Table 4), both values show changes, Helgerud et al. [5] reported no significant changes
significantly better results for the MICE group. This finding, after two different HIIT formats. The same applies to MICE
that a HIIT is able to have a significant but less favorable protocols for which Sperlich et al. [36] reported a reduction
effect on AE than MICE, is at odds with the findings of after moderate-intensive high-volume training with 9-11-
several studies [9, 14, 31]. In contrast, (only) HIIT induces year-old performance swimmers.
an increase of the anaerobic performance (ANE), defined As a representative parameter of cardiorespiratory fitness,
as TUL between reaching the IANS and end of load. In VȮ 2 max is the usually applied performance parameter in the
essence, this corresponds to the improvement in AE and ANE research field [5, 38–40]. There is no question that endurance
demonstrated by Tabata et al. [6] and others [9, 14, 15, 32] capacity manifests itself in VO ̇ 2 max. However, it arises not
by a HIIT. Since spiroergometry data or other parameters only from the VO ̇ 2 max, but also from the determinants dis-
on the topic are usually available (see above), however, the cussed here, which come to light with a view to the submax-
classification of our results should be viewed with care. imal load situation (see above). Last but not least, despite the

 20

8 Journal of Sports Medicine

comparable increase in TUL, significantly higher VO ̇ 2 max results, because it has also been shown that untrained persons
absolute values were achieved through HIIT compared with prefer HIIT as a training variant [1, 44].
MICE [8]. Based on our results for the optimization of RE The main strengths of our study are (a) unlike many other
by MICE [8], we assumed that the observed effects are also studies [7, 11, 13, 32, 45] it offers a sufficiently high sample size
represented in lactate kinetics. The available results go some and long duration of intervention, which makes it possible to
way to confirming this. The spirometric variation of the RE is identify clinically relevant differences, (b) regular monitoring
also revealed to some extent in the correspondingly modified and adjustment of the load specifications via HR, (c) a
lactate threshold. With an increase of 320 ± 160 seconds training protocol that can be easily and safely incorporated
(versus HIIT: 198 ± 128 seconds), MICE has a more significant in the training routine, (d) the controlled randomized design
(p

Journal of Sports Medicine 9

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 untrainierter Männer – die RUSH-Studie,” Deutsche Zeitschrift
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TTE: Time to exhaustion intensity or high-volume training?” Scandinavian Journal of
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 ̇
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 but increased training inten- sity elevates muscle Na+-K+ pump
Data Availability alpha1-subunit and NHE1 expression as well as short-term work
 capacity in human,” American Journal of Physiology-Regulatory,
The anonymized data used to support the findings of this Integrative and Comparative Physiology, vol. 294, no. 3, pp.
study are available from the corresponding author upon R966–R974, 2008.
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 22