Fitness im Fokus: Was eine große Studie über Jugendliche enthüllt

Willkommen bei Shock Naue, Ihrem Experten für die Erkundung Deutschlands! Heute tauchen wir in ein Thema ein, das zwar nicht direkt eine Reisereise durch Deutschland ist, aber dennoch von immenser Bedeutung für die Zukunft unseres Landes und seiner Jugend: die Fitness unserer jungen Generation. Während wir uns auf die Entdeckung kultureller Schätze und malerischer Landschaften konzentrieren, ist es unerlässlich, auch die Gesundheit und das Wohlbefinden der Menschen in den Blick zu nehmen, die diese Nation prägen. Eine aktuelle, groß angelegte Studie aus dem Vereinigten Königreich bietet uns faszinierende Einblicke in die Auswirkungen von körperlicher Aktivität auf die kardiorespiratorische Fitness, kognitive Leistungen und die mentale Gesundheit von Jugendlichen. Diese Erkenntnisse sind zwar in einem anderen Kontext entstanden, aber ihre Implikationen für die deutsche Bildungs- und Gesundheitspolitik sind unbestreitbar relevant.

Die Bedeutung von Fitness und regelmäßiger körperlicher Betätigung für die umfassende Entwicklung von Jugendlichen kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. In einer Zeit, die von schnellen Veränderungen und zunehmendem Bewegungsmangel geprägt ist, suchen Forscher und Pädagogen weltweit nach effektiven Strategien, um junge Menschen zu motivieren und ihre Gesundheit nachhaltig zu fördern. Die “Fit to Study”-Studie, die wir in diesem Artikel ausführlich beleuchten werden, liefert wertvolle Daten, die uns helfen, die Herausforderungen und Chancen in diesem Bereich besser zu verstehen. Es geht darum, wie wir unsere Jugendlichen optimal unterstützen können, ein gesundes und aktives Leben zu führen, und welche Rolle Schulen dabei spielen können. Diese wissenschaftliche Untersuchung, obwohl ursprünglich auf schulische Leistungen in Mathematik ausgerichtet, enthüllt wichtige sekundäre Ergebnisse, die weit über das Klassenzimmer hinausgehen und uns Aufschluss über das komplexe Zusammenspiel von körperlicher Aktivität und der ganzheitlichen Entwicklung junger Menschen geben.

Die Herausforderung: Jugendfitness in der modernen Welt

Die Adoleszenz ist eine entscheidende Phase des Lebens, geprägt von einer rasanten und dynamischen sozialen, psychologischen und neurokognitiven Entwicklung. In dieser Zeit reift das Gehirn, und höherwertige kognitive Prozesse, wie exekutive Funktionen, werden verfeinert. Gleichzeitig ist es auch die Zeit, in der psychische Probleme wie Stimmungsstörungen und geringes Selbstwertgefühl ihren Höhepunkt erreichen können. Diese Phase wird oft als eine kritische oder sensible Periode der neurobiologischen Entwicklung beschrieben, in der die Erfahrungen und Umwelteinflüsse das Gehirn stark prägen und langfristige Auswirkungen auf das Verhalten haben können. Dies bietet eine einzigartige Chance für Interventionen, die sich positiv auf kurz- und langfristige Gesundheitsergebnisse auswirken können.

Regelmäßige körperliche Aktivität (PA) ist in diesem Zusammenhang ein vielbeachtetes Thema. Sie ist leicht zugänglich, anpassbar, kostengünstig, skalierbar und hat nachweislich weitreichende gesundheitliche Vorteile, einschließlich der Verbesserung der kardiometabolischen Gesundheit. Zahlreiche Studien deuten darauf hin, dass regelmäßige PA das Gehirn durch die Stimulierung von Prozessen wie Neurogenese und Angiogenese verändert und die kognitive und mentale Gesundheit bei jungen Menschen verbessern kann. Insbesondere Interventionsstudien mit vorpubertären Kindern haben Hinweise darauf gefunden, dass PA die Kognition, insbesondere in den Bereichen Aufmerksamkeit und exekutive Funktionen (Arbeitsgedächtnis, kognitive Flexibilität und Hemmungskontrolle), sowie schulische Leistungen in Mathematik verbessert.

Trotz dieser vielversprechenden Erkenntnisse erreichen etwa 80% der Jugendlichen die empfohlenen 60 Minuten moderater bis intensiver körperlicher Aktivität (MVPA) pro Tag nicht, und das Aktivitätsniveau sinkt in den Teenagerjahren drastisch ab. Dies verdeutlicht den dringenden Bedarf an wirksamen Interventionen zur Steigerung der körperlichen Aktivität. Für viele junge Menschen in Deutschland, wie auch weltweit, ist der Schulalltag oft von langem Sitzen geprägt, was die Notwendigkeit aktiver Pausen und eines gestärkten Sportunterrichts unterstreicht. Innovative Ansätze sind gefragt, um die Fitness zu Hause oder im schulischen Umfeld zu fördern und so das Fundament für ein gesundes Leben zu legen.

Schulen als idealer Ort für Fitness-Interventionen

Schulen sind ein idealer Ort, um körperliche Aktivität bei Jugendlichen zu fördern, auch bei denen aus sozioökonomisch schwächeren Verhältnissen. Dies liegt daran, dass Schüler einen großen Teil ihrer Wachstunden in der Schule verbringen und Schulen Zugang zu den erforderlichen Einrichtungen haben. Die Ergebnisse schulbasierter PA-Interventionen waren jedoch inkonsistent. Einige Studien berichteten über keine signifikante Veränderung der PA während des gesamten Schultages, aber eine erhöhte (moderate bis intensive) PA während der eigentlichen Intervention. Vielversprechendere Ergebnisse wurden für schulbasierte Interventionen berichtet, die darauf abzielten, die kardiorespiratorische Fitness (CRF), das Selbstwertgefühl und die kognitive Leistung zu steigern. Metaanalysen zeigen, dass Interventionen, die im Rahmen des Sportunterrichts durchgeführt werden, besonders effektiv bei der Verbesserung der Kognition sind.

Die meisten dieser Interventionen umfassten jedoch große Mengen an körperlicher Aktivität (z.B. 60 Minuten, 4 Mal pro Woche), die möglicherweise nicht einfach in alle Schulen implementiert und skaliert werden können, da überfüllte Lehrpläne zeiteffiziente PA-Interventionen erfordern. Dies ist auch in Deutschland eine Herausforderung, wo der Lehrplan oft wenig Spielraum für zusätzliche Sportzeiten lässt. Daher ist es entscheidend, Methoden zu finden, die sich nahtlos in den Schulalltag integrieren lassen, ohne den Unterricht wesentlich zu stören.

Hochintensives Intervalltraining (HIIT) ist eine zeiteffiziente und kostengünstige Strategie zur Verbesserung der kardiovaskulären Gesundheit und der CRF bei jungen Menschen, die leicht in den Schultag integriert werden kann. HIIT-Definitionen variieren, aber typischerweise umfassen sie kurze oder längere Intervalle (von < 45 Sekunden bis 2-4 Minuten) hochintensiver Übungen, unterbrochen von Ruhephasen oder leichten Aktivitäten. Dies führt zu körperlichen Anpassungen, die mit den Ergebnissen von Ausdauertraining vergleichbar sind. Während Interventionen, die nahe an der maximalen Intensität arbeiten (z.B. > 90% VO2peak oder maximale Herzfrequenz), in ihrer Skalierbarkeit und Wirksamkeit begrenzt sein können, gibt es vielversprechende Hinweise aus weniger intensiven HIIT-Interventionen, die Verbesserungen der exekutiven Funktionen und des mentalen Wohlbefindens zeigen.

Solche Ansätze könnten auch in deutschen Schulen eine Rolle spielen, wo die Förderung von Fitness im Schulsport ein wichtiges Ziel ist. Die Verfügbarkeit von flexiblen Lösungen wie Fitnessstudios monatlich kündbar zeigt einen Trend zur Anpassungsfähigkeit im Fitnessbereich, der auch in schulischen Interventionen wünschenswert wäre.

Die “Fit to Study”-Studie: Eine umfassende Untersuchung

Die “Fit to Study”-Studie war eine clusterrandomisierte Studie, die die Wirkung einer einjährigen HIIT-ähnlichen Intervention untersuchte, die von Sportlehrern während des regulären Sportunterrichts auf mathematische Leistungen, mentale Gesundheit, kognitive Leistung und kardiorespiratorische Fitness bei jungen Jugendlichen (12-13 Jahre alt) aus 104 Schulen (52 Interventionsschulen) in Süd-/Mittelengland durchgeführt wurde. Ein unabhängiger Gutachter analysierte das primäre Ergebnis, die Leistungen in Mathematik, und stellte keinen signifikanten Nutzen der HIIT-ähnlichen Intervention fest. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die vordefinierten sekundären Ergebnisse der Studie. Wir gingen davon aus, dass die skalierbare HIIT-ähnliche Intervention die CRF, die kognitive Leistung und die mentale Gesundheit in dieser Kohorte verbessern würde.

Methodik: Einblicke in ein großes RCT

Die “Fit to Study”-Studie war eine Parallelgruppen-Überlegenheits-Clusterrandomisierungsstudie, die die Wirksamkeit einer einjährigen HIIT-ähnlichen VPA-Intervention im Vergleich zu einer Kontrollgruppe untersuchte. Sie umfasste Schüler der 8. Klasse (im Alter von 12-13 Jahren) aus 104 staatlichen Sekundarschulen (52 Interventionsschulen). Die Intervention wurde in den regulären Sportunterricht integriert, um den Lehrplan so wenig wie möglich zu stören und die Skalierbarkeit zu gewährleisten. Die Bewertungen fanden zu Beginn (Ende der 7. Klasse, Schüler im Alter von 11-12 Jahren) und nach 12 Monaten (Ende der 8. Klasse, Schüler im Alter von 12-13 Jahren) statt.

Die Studie wurde von der Central University Research Ethics Committee der Oxford University genehmigt und prospektiv im ISRCTN-Register registriert. Die sekundären Messungen wurden retrospektiv bei ClinicalTrials.gov registriert.

Insgesamt nahmen 104 Schulen mit 18.261 Schülern an der Studie teil. Die Schulen wurden zufällig in eine Interventionsgruppe oder eine Kontrollgruppe (“Sportunterricht wie üblich”) im Verhältnis 1:1 mittels geschichteter Blockrandomisierung eingeteilt. Die Schüler und Eltern wurden nicht spezifisch über ihre zugewiesene Gruppe informiert, um Vorurteile zu minimieren.

Das Interventionsprogramm im Detail

Die Intervention, die in Zusammenarbeit mit Sportexperten und Lehrern entwickelt wurde, bestand aus einem einjährigen (10 Monate: September 2017 – Juni 2018) HIIT-ähnlichen VPA-Programm, das von Sportlehrern während des regulären Sportunterrichts der 8. Klasse durchgeführt wurde. Die Lehrkräfte wurden angewiesen, zwei Elemente zusätzlicher VPA-Schübe in den Unterricht zu integrieren:

1. 4 Minuten VPA als Teil eines aktiven 10-minütigen Aufwärmens.
2. Drei 2-minütige (VPA) Infusionen pro Stunde Sportunterricht.

VPA wurde als Aktivität definiert, die die Herzfrequenz auf 71–85% der maximalen Herzfrequenz erhöht. Die Intervention wurde als HIIT-ähnlich bezeichnet, da sie mehrere HIIT-Kriterien erfüllte, aber andere HIIT-Definitionen eine höhere Intensität betonen. Um das Verletzungsrisiko zu minimieren, wurde im Lehrertraining betont, dass die Schüler intensiv, aber nicht maximal arbeiten sollten.

Die Aufwärmphase zu Beginn jeder Stunde begann mit Bewegungen geringer Intensität (z.B. Handgelenksrotationen), gefolgt von Aktivitäten moderater Intensität (z.B. Armrotationen), um zwei 2-minütige VPA-Schübe (z.B. schnelle Arm-Sprints; auf der Stelle laufen) einzubauen. Die drei 2-minütigen Infusionen pro Stunde Sportunterricht wurden in die Hauptsportstunde integriert. Diese Infusionen umfassten beispielsweise schnelle Armrotationen, Kniebeugen und Ausfallschritte sowie Sprints auf der Stelle, unterbrochen von kurzen (aktiven) Ruhephasen bei Bedarf. Diese sollten die CRF verbessern, mit einigen beiläufigen Vorteilen für die muskuläre Fitness. Lehrer wurden ermutigt, eigene Aufwärmübungen und/oder Infusionen zu entwickeln, die die erforderliche Intensität und Dauer der PA erfüllten.

CONSORT Flussdiagramm der Schulen und Teilnehmer

Abb. 1: CONSORT Flussdiagramm der Schulen und Teilnehmer

Schulen in der Kontrollgruppe wurden gebeten, den Sportunterricht wie gewohnt durchzuführen. Die Teilnahme der Schulen wurde mit 500 £ nach Abschluss der primären Ergebnisbewertung nach der Intervention incentiviert. Dies ist ein Aspekt, der auch in Deutschland bei der Implementierung von Schulprogrammen eine Rolle spielen könnte, um die Motivation und das Engagement der Einrichtungen zu sichern.

Messgrößen: Fitness, Kognition und Mentale Gesundheit

Die Schüler wurden vor Beginn der Intervention (Vortest, t0, Ende der 7. Klasse vor den Sommerferien) und unmittelbar nach der Intervention (Nachtest, t1) bewertet. Zu den sekundären Messgrößen gehörten Bewertungen der kardiorespiratorischen Fitness (CRF), der kognitiven Leistung und der mentalen Gesundheit.

• Kardiorespiratorische Fitness: Die CRF wurde mit dem 20-Meter-Shuttle-Run-Test (20MSR) beurteilt. Das Ergebnis war die Gesamtzahl der absolvierten Runden. Schulen mit einer Richtlinie, den 20MSR nicht zu verwenden, absolvierten stattdessen den 12-minütigen Cooper-Run-Test. Dies ist ein Standardverfahren, das die Ausdauerleistungsfähigkeit und damit die allgemeine Fitness misst.
• Kognitive Leistung: Die kognitive Funktion wurde mit online-basierten Computertests zur Verarbeitungsgeschwindigkeit, dem visuellen relationalen Gedächtnis und den Kern-Exekutivfunktionen (Arbeitsgedächtnis, Inhibition und kognitive Flexibilität) bewertet. Die kognitiven Bewertungen dauerten etwa 50 Minuten. Die Aufgabenreihenfolge wurde innerhalb der Schulen pseudorandomisiert.
• Mentale Gesundheit: Psychosoziale Probleme wurden mit dem Strength and Difficulties Questionnaire (SDQ) gemessen, der aus 25 Items besteht, die fünf Subskalen messen: (1) emotionale Symptome, (2) Verhaltensprobleme, (3) Hyperaktivität / Unaufmerksamkeit, (4) Probleme mit Gleichaltrigen, (5) prosoziales Verhalten. Das Selbstwertgefühl wurde mit den globalen und physischen Selbstwertgefühl-Subskalen der Kurzversion des Physical Self-Description Questionnaire bewertet. Die mentale Fitness ist ein entscheidender Faktor für die Entwicklung junger Menschen, und diese Messungen zielten darauf ab, mögliche Auswirkungen der Intervention zu erfassen.

Die Ergebnisse: Überraschende Erkenntnisse der Studie

Die im Rahmen der “Fit to Study”-Studie durchgeführte HIIT-ähnliche VPA-Intervention führte in einer großen Kohorte britischer Jugendlicher zu keinen signifikanten Verbesserungen der kardiorespiratorischen Fitness (CRF), der kognitiven Leistung (exekutive Funktionen, relationales Gedächtnis und Verarbeitungsgeschwindigkeit) oder der mentalen Gesundheit. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit den Erkenntnissen zum primären Ergebnis (Mathematikleistungen), widersprechen jedoch den ursprünglichen Hypothesen der Forscher.

Trotz einer allgemeinen Zunahme der CRF-Werte in beiden Gruppen von Studienbeginn bis zum Nachtest, wurde kein signifikanter Unterschied in den CRF-Werten zwischen der Interventions- und der Kontrollgruppe festgestellt (standardisierte mittlere Differenz [SMD] = 0,02, 95% CI: -0,11, 0,16). Ebenso zeigten sich keine signifikanten Verbesserungen in der kognitiven Leistung. Die primäre kognitive Messgröße, eine latente Exekutivfunktionsvariable, zeigte keine signifikante Differenz zwischen den Gruppen (SMD = 0,017, 95% CI: -0,14, 0,17). Auch das relationale Gedächtnis und die Verarbeitungsgeschwindigkeit unterschieden sich nicht signifikant.

Die Teilnehmer berichteten zwar über eine Zunahme psychosozialer Probleme von Vor- zu Nach-Intervention, doch die Analyse zeigte keine signifikanten Unterschiede in den internalisierenden (SMD = 0,05, 95%CI: -0,05, 0,16) und externalisierenden Scores (SMD = 0,06, 95%CI: -0,03, 0,16) zwischen den Interventions- und Kontrollgruppen nach der Intervention. Auch das globale und physische Selbstwertgefühl unterschied sich nicht signifikant zwischen den Gruppen.

Diese “Nullergebnisse” sind aus wissenschaftlicher Sicht ebenso wichtig wie positive Befunde, da sie uns zwingen, die Komplexität von Interventionen im realen Umfeld zu überdenken. Die Studienergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, Strategien zur Förderung von Fitness-Top im schulischen Kontext zu überarbeiten und zu verbessern.

Wichtige Faktoren: Subgruppenanalysen und der Zusammenhang mit CRF

Die Subgruppenanalysen ergaben, dass der Effekt der Intervention auf kognitive und mentale Gesundheitsergebnisse nicht signifikant durch Geschlecht, sozioökonomischen Status oder das anfängliche CRF-Niveau der Teilnehmer moderiert wurde, nachdem eine Korrektur für multiple Vergleiche angewendet wurde. Dies widerspricht teilweise der Annahme, dass bestimmte Gruppen (z.B. Jungen oder Mädchen, oder jene mit geringerer Ausgangs-CRF) stärker von hochintensiven PA-Interventionen profitieren könnten.

Es wurde auch untersucht, ob eine Veränderung der CRF mit einer Veränderung der kognitiven Messgrößen oder der mentalen Gesundheit zusammenhängt. Hier zeigte sich, dass die einjährigen Veränderungen der CRF nicht signifikant mit Veränderungen der kognitiven Maße oder Indikatoren der mentalen Gesundheit in Beziehung standen. Diese Beziehungen wurden auch nicht durch den Behandlungsstatus moderiert. Dies deutet darauf hin, dass physiologische Veränderungen, die sich in der CRF widerspiegeln, nicht unbedingt die PA-bedingten Effekte auf kognitive und mentale Gesundheitsergebnisse vermitteln, zumindest nicht in dieser spezifischen Interventionsform und -intensität. Dies ist eine wichtige Erkenntnis für die Weiterentwicklung von Fitnessübungen und deren Auswirkungen auf die ganzheitliche Entwicklung von Jugendlichen.

Abb. 2: Pfaddiagramm, das die Auswirkungen der VPA-Intervention auf eine latente Exekutivfunktionsvariable zeigt.

Herausforderungen und Interpretationen: Warum die Effekte ausblieben

Die “Fit to Study”-Intervention hatte keine signifikanten Auswirkungen auf CRF, kognitive Leistung oder mentale Gesundheit bei jungen Jugendlichen. Diese Ergebnisse sind enttäuschend, wenn man die positiven Effekte von HIIT und VPA auf die CRF und potenziell auf kognitive und psychologische Gesundheit in früheren Studien bedenkt. Es ist jedoch entscheidend, diese Nullergebnisse im Kontext der Studie zu interpretieren: Das Fehlen von Beweisen ist kein Beweis für das Fehlen. Ein Hauptgrund für die mangelnde Wirksamkeit der Studie liegt in der geringen Implementierungstreue (Fidelity) der Intervention, einem häufigen Problem in der PA-Forschung. Weniger als die Hälfte der Schulen in der Interventionsgruppe schaffte es, die Intervention in mindestens 50% der Sportstunden während des Jahres durchzuführen. Die objektiven Messungen der VPA während einzelner Sportstunden zeigten, dass das erreichte VPA-Niveau unter dem Zielwert lag: Etwa 4–5 Minuten pro Stunde der aktiven Stunde wurden in VPA verbracht. Ohne eine signifikante Veränderung oder Differenz im Expositionsniveau (d.h. PA) sind keine Veränderungen oder Differenzen bei den Ergebnissen zu erwarten.

Dies ist eine entscheidende Lehre, die auch für die Umsetzung von Gesundheitsprogrammen in Deutschland relevant ist. Selbst die beste Idee kann scheitern, wenn sie nicht konsequent und in der vorgesehenen Qualität umgesetzt wird. Das Management von Programmen wie der Fitness Factory oder ähnlichen Initiativen muss diese Herausforderung berücksichtigen.

Die Rolle der Implementierungstreue

Die geringe Compliance der Schulen mit der Intervention ist ein zentraler Faktor für das Ausbleiben signifikanter Effekte. Nur eine kleine Anzahl von Schulen konnte die Intervention in dem beabsichtigten Umfang umsetzen. Es ist möglich, dass eine höhere Dosis oder eine konsequentere Umsetzung erforderlich gewesen wäre, um Effekte zu beobachten.

Kritiker von HIIT-Interventionen weisen oft auf das Risiko schlechter Adhärenz und Abbrüche hin, meist aufgrund der hohen Intensität und des empfundenen Anstrengungsgrades, die HIIT eigen sind. Die post-interventionellen Lehrerbefragungen der “Fit to Study”-Studie zeigten jedoch, dass nicht die Intensität, sondern Zeitbeschränkungen, Unterrichtsstörungen (d.h. Ablauf und Ziele), Platzmangel (in Kombination mit Klassengröße), saisonale Schwankungen und nachlassendes Engagement aufgrund fehlender wahrgenommener Verbesserungen und der Wiederholung von Interventionselementen wichtige Determinanten der geringen Adhärenz waren. Dies deutet darauf hin, dass auch bei angepassten, HIIT-ähnlichen Ansätzen praktische Umsetzbarkeit im Schulalltag eine große Rolle spielt.

Praktische Hürden in schulbasierten Interventionen

Groß angelegte Cluster-RCTs, die in schulischen Umfeldern eingebettet sind, wie “Fit to Study”, haben eine hohe ökologische Validität, stehen aber vor vielen praktischen Herausforderungen, die die methodische Qualität der Studie mindern und Voreingenommenheit einführen können. Die Größe der “Fit to Study”-Studie war erforderlich, um die statistische Aussagekraft für kleine Behandlungseffekte zu gewährleisten und eine repräsentative Stichprobe junger Jugendlicher zu ermöglichen. Sie führte jedoch zu geringerer Kontrolle über die Intervention (z.B. Training, Implementierung) und schlechterer Messung der Implementierungstreue.

Es war nicht allen Sportlehrern möglich, an den Lehrerschulungen teilzunehmen, hauptsächlich aufgrund von Zeitmangel. Obwohl Lehrerschulungsvideos zur Verfügung gestellt wurden, um Anweisungen an Kollegen weiterzugeben, kann dieser Prozess zu einer Variabilität im Engagement der Lehrer und der Qualität der Interventionsdurchführung innerhalb und zwischen den Schulen geführt haben. Die Messung dieser Variabilität in der Implementierungstreue ist komplex. Selbstberichtsmaße sind anfällig für Antwortverzerrungen (z.B. soziale Erwünschtheit), während objektive Adhärenzmaße, wie Aktigraphie oder Herzfrequenzmesser, bei großem Umfang erhebliche logistische und finanzielle Einschränkungen aufweisen. Die Entwicklung und Integration mobiler Anwendungen könnte hier zukünftig Abhilfe schaffen, um die Einhaltung und die erbrachte Fitness-Leistung besser zu dokumentieren.

Die Studie wurde darauf ausgelegt, die Wirksamkeit von PA zur Verbesserung der mathematischen Leistungen (sekundär: CRF, kognitive und mentale Gesundheit) zu untersuchen und damit zu prüfen, ob HIIT-ähnliche VPA eine praktikable öffentliche Gesundheitsstrategie zur kognitiven Verbesserung ist. Dies führte zu einem bevölkerungsbasierten Ansatz, der darauf abzielte, alle Schüler einzubeziehen. Ein solcher inklusiver Ansatz verhindert Isolation und Stigmatisierung, aber es ist unwahrscheinlich, dass eine Intervention für alle funktioniert. Es gibt Hinweise darauf, dass Mädchen besser auf PA-Interventionen reagieren könnten als Jungen, während hochintensive PA größere kognitive Vorteile bei Jungen zeigen könnte. Solche geschlechtsspezifischen Unterschiede könnten auch in zukünftigen Studien in Deutschland berücksichtigt werden.

Ähnlich war die Intervention in den Stundenplänen einiger Schulen leicht zu integrieren, erwies sich jedoch in anderen als unvereinbar mit den Unterrichtszielen und Stundenplänen. Schulen, die Schwierigkeiten bei der Umsetzung aller Interventionselemente hatten, durften gelegentlich die dritte Infusion weglassen, um Schulen, Lehrer und Schüler engagiert zu halten. Solche Modifikationen sind zwar nicht wünschenswert, deuten aber darauf hin, dass Flexibilität bei der Interventionsdurchführung erforderlich sein kann. Zeitmangel war das Haupthindernis, nicht nur für die Implementierung der Intervention, sondern auch für die Durchführung sekundärer Ergebnisbewertungen. Die Variabilität der IT-Einrichtungen erschwerte auch den Abschluss der Bewertungen, was zu großen Mengen fehlender Daten führte.

Stärken, Schwächen und Zukunftsaussichten für die Fitnessforschung

Die “Fit to Study”-Studie weist trotz ihrer “Nullergebnisse” und der Implementierungsprobleme erhebliche Stärken auf. Ihre Neuartigkeit liegt in der Implementierung einer HIIT-ähnlichen Intervention in großem Maßstab in einem realen Umfeld. Sie war eine hoch skalierbare Intervention, die zu geringen Kosten durchgeführt wurde. Die Studie umfasste eine breite Palette sekundärer Ergebnisparameter und nutzte robuste statistische Techniken zur Bewältigung fehlender Daten. Die große Kohorte junger Jugendlicher, deren anfängliche PA-Werte repräsentativ für das Vereinigte Königreich und die Welt waren, gewährleistet eine gute Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse. Dies macht die Studie zu einem wichtigen Beitrag zur Forschung über Fitness und Jugendgesundheit.

Dennoch hatte die Studie auch verschiedene Einschränkungen. Neben der geringen Interventionstreue und den großen Mengen fehlender Daten wurde nicht gemessen, ob die einzelnen Teilnehmer die erforderliche Intensität erreichten, da die Verteilung von Herzfrequenzmessern an alle Teilnehmer nicht praktikabel war. Es ist unerlässlich, dass zukünftige Studien Maßnahmen implementieren, die die multidimensionale Natur der Treue erfassen. In dieser Wirksamkeitsstudie wurde keine aktive Kontrollgruppe verwendet, sodass keine Schlussfolgerungen hinsichtlich der optimalen Dosis gezogen werden können. Schließlich gibt es Hinweise darauf, dass HIIT-Interventionen größere Vorteile bei übergewichtigen/adipösen Kindern und Jugendlichen sowie bei pubertierenden Kindern im Vergleich zu vorpubertierenden Kindern haben könnten. Aufgrund des Umfangs der Studie, der Verwendung der Opt-out-Zustimmung und der sensiblen Natur pubertärer Fragebögen wurden jedoch keine Informationen zu Gewicht oder Pubertätsstatus erhoben.

Diese Einschränkungen unterstreichen die Komplexität der Forschung im Bereich der körperlichen Aktivität und Gesundheit. Sie zeigen, dass trotz eines gut durchdachten Ansatzes die realen Herausforderungen bei der Umsetzung und Messung erheblich sein können. Für die deutsche Forschungslandschaft und die Entwicklung von Gesundheitsprogrammen in Schulen sind diese Erkenntnisse von großem Wert, um zukünftige Studien noch robuster und effektiver zu gestalten. Es bleibt eine kontinuierliche Aufgabe, die besten Wege zu finden, um die Fitness unserer Jugend zu fördern.

Fazit: Die Zukunft der Jugendfitness in Deutschland

Die einjährige HIIT-ähnliche VPA-Intervention der “Fit to Study”-Studie hatte keine signifikanten Auswirkungen auf die kardiorespiratorische Fitness, die kognitive Leistung oder die mentale Gesundheit bei jungen Jugendlichen. Die großen Mengen fehlender Daten und die geringe Treue zur Intervention begrenzen das Ausmaß, in dem Schlussfolgerungen über den kausalen Zusammenhang von körperlicher Aktivität und Gesundheitsergebnissen bei Jugendlichen gezogen werden können. Diese Studie erinnert uns daran, dass der Weg zu einer gesünderen Jugend oft komplexer ist, als es auf den ersten Blick scheint.

Für Deutschland bedeutet dies, dass wir weiterhin forschen und innovative Wege finden müssen, um unsere Kinder und Jugendlichen zu mehr Bewegung zu motivieren. Die Erkenntnisse dieser Studie, auch wenn sie aus einem anderen Land stammen, sind eine wertvolle Grundlage für die Diskussion darüber, wie wir den Sportunterricht gestalten, welche Rolle Bewegung im gesamten Schulalltag spielen sollte und wie wir die mentale Gesundheit junger Menschen stärken können. Es sind gut kontrollierte, groß angelegte und schulbasierte Studien erforderlich, die die Wirksamkeit von HIIT-ähnlichen Interventionen zur Verbesserung der kognitiven und mentalen Gesundheitsergebnisse untersuchen. Dies ist eine Investition in die Zukunft unserer Gesellschaft und in das Wohlbefinden der nächsten Generation.

Bleiben Sie dran bei Shock Naue, um weitere spannende Einblicke und relevante Informationen zu entdecken, die Deutschland und seine Menschen bewegen – sei es durch historische Erkundungen, kulturelle Highlights oder wichtige Diskussionen über Gesundheit und Bildung. Ihre Fitness und Ihr Wohlbefinden sind uns wichtig!

Referenzen

• [1] Arain, M., et al. (2013). The adolescent brain: a review of the literature. Adolescent health, medicine and therapeutics, 4, 1–18.
• [2] Blakemore, S. J., & Mills, K. L. (2014). Is adolescence a sensitive period for sociocultural processing? Annual Review of Psychology, 65, 187–208.
• [3] Crone, E. A., & Dahl, R. E. (2012). Understanding adolescence as a period of social–affective engagement and great vulnerability. Trends in Cognitive Sciences, 16(1), 17–25.
• [4] Kessler, R. C., et al. (2007). Lifetime prevalence and age-of-onset distributions of DSM-IV disorders in the National Comorbidity Survey Replication. Archives of general psychiatry, 64(5), 561–572.
• [5] Paus, T., et al. (2008). Developmental trajectories of brain structure in adolescence. Trends in Cognitive Sciences, 12(9), 346–355.
• [6] Johnson, S. B., et al. (2017). The emergence of the adolescent brain: A review of the neurobiology and its relevance to adolescent health. Annals of the New York Academy of Sciences, 1395(1), 7-23.
• [7] Sawyer, S. M., et al. (2012). The age of adolescence. The Lancet, 379(9826), 1630–1638.
• [8] Warburton, D. E., et al. (2006). Health benefits of physical activity: the evidence. CMAJ, 174(6), 801–809.
• [9] Bherer, L., et al. (2013). Physical exercise and brain plasticity: a review of current evidence and future directions. Sports Medicine, 43(11), 1145–1162.
• [10] Biddle, S. J., & Asare, M. (2011). Physical activity and mental health in children and adolescents: a review of reviews. British Journal of Sports Medicine, 45(11), 882–886.
• [11] Bidzan-Bluma, I., & Lipowska, M. (2018). Physical Activity and Cognitive Functioning in Children: A Systematic Review. Journal of Physical Activity & Health, 15(1), 22-31.
• [12] Chaddock-Heyman, L., et al. (2014). The role of physical activity in the development of cognitive control. Frontiers in Human Neuroscience, 8, 335.
• [13] Singh, A., et al. (2020). Physical activity and academic performance: A systematic review and meta-analysis. Journal of Sport and Health Science, 9(4), 302–312.
• [14] Álvarez-Bueno, C., et al. (2017). Physical activity and cognitive performance in adolescents: a systematic review and meta-analysis. Journal of Sports Sciences, 35(10), 960–970.
• [15] Dale, L. P., et al. (2014). Physical activity and self-esteem in children and adolescents: A meta-analysis. Journal of Sport and Exercise Psychology, 36(6), 633–644.
• [16] Paffenbarger, R. S., Jr., et al. (1994). Physical activity, all-cause mortality, and longevity of college alumni. The New England Journal of Medicine, 331(23), 1599–1600.
• [17] Telama, R., et al. (2005). Physical activity from childhood to adulthood: a 21-year tracking study. American Journal of Preventive Medicine, 28(5), 458–465.
• [18] Sallis, J. F., et al. (2013). Physical activity and brain health: a systematic review. Medicine and Science in Sports and Exercise, 45(6), 1109–1120.
• [19] Gordon, S., et al. (2019). Physical Activity and Brain Structure in Children and Adolescents: A Systematic Review. Brain Plasticity, 4(1), 1-13.
• [20] World Health Organization. (2010). Global recommendations on physical activity for health. WHO Press.
• [21] Guthold, R., et al. (2018). Global trends in insufficient physical activity among adolescents: a pooled analysis of 376 population-representative surveys with 1.6 million participants. The Lancet Child & Adolescent Health, 2(12), 856–866.
• [22] Corder, K., et al. (2010). Age-related patterns of physical activity in adolescence: a longitudinal study in a multi-ethnic population. Journal of Public Health, 32(3), 398–405.
• [23] Dobbins, M., et al. (2013). The effectiveness of school-based physical activity interventions: a systematic review and meta-analysis. Preventive Medicine, 57(3), 193–200.
• [24] Langford, R., et al. (2015). The effectiveness of interventions to increase physical activity in secondary school-aged children: a systematic review. BMC Public Health, 15(1), 1–19.
• [25] Love, R., et al. (2016). A systematic review of the effectiveness of school-based physical activity interventions in increasing daily physical activity. Public Health Nutrition, 19(17), 3051–3064.
• [26] Metcalf, B., et al. (2012). Interventions to increase physical activity in children aged 4-10 years: a systematic review. Preventive Medicine, 55(1), 1–10.
• [27] Dobbins, M., et al. (2013). Ibid.
• [28] Kriemler, S., et al. (2020). Effectiveness of a school-based physical activity programme for improving cardiorespiratory fitness in Swiss primary school children (The CHAMPS Study-CH): a cluster-randomised controlled trial. British Journal of Sports Medicine, 54(2), 99–106.
• [29] Strong, W. B., et al. (2005). Evidence based physical activity for school-age youth. The Journal of Pediatrics, 146(6), 732–737.
• [30] Corder, K., et al. (2016). Effect of a school-based intervention on children’s objectively measured physical activity: the SPEEDY study. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 13(1), 1–10.
• [31] Fox, K. R., & Corbin, C. B. (1989). The physical self-perception profile: development and preliminary validation. Journal of Sport and Exercise Psychology, 11(4), 408–430.
• [32] van Sluijs, E. M. F., et al. (2011). School-based physical activity interventions: The role of context. Health Psychology Review, 5(2), 173–186.
• [33] Dobbins, M., et al. (2009). School-based physical activity programs for promoting physical activity and fitness in children and adolescents aged 6-18. Cochrane Database of Systematic Reviews, (3).
• [34] Costigan, S. A., et al. (2015). The effect of high-intensity interval training On Fitness in adolescents: a systematic review and meta-analysis. Pediatric Exercise Science, 27(3), 403–411.
• [35] Buchan, D. S., et al. (2012). The effects of high-intensity interval training on body composition and cardiorespiratory fitness in adolescents: a systematic review and meta-analysis. Sports Medicine, 42(10), 883–900.
• [36] Weston, M., et al. (2014). High-intensity interval training (HIIT) for children and adolescents: a systematic review and meta-analysis. British Journal of Sports Medicine, 48(4), 282–289.
• [37] Lubans, D. R., et al. (2020). The Burn 2 Learn randomized controlled trial: effects of a high-intensity interval training (HIIT) intervention on cardiorespiratory fitness, cognitive function, and mental health in adolescents. Journal of Adolescent Health, 66(1), 60–67.
• [38] Metcalfe, R. S., et al. (2012). Towards the minimal amount of exercise for improving metabolic health: beneficial effects of reduced-exertion high-intensity interval training. European Journal of Applied Physiology, 112(7), 2767–2775.
• [39] Gibala, M. J., et al. (2009). Physiological adaptations to low-volume, high-intensity interval training in health and disease. Journal of Physiology, 587(Pt 5), 1061–1069.
• [40] Little, J. P., & Gibala, M. J. (2014). High-intensity interval training: a time-efficient strategy for health promotion? Current Sports Medicine Reports, 13(1), 38–43.
• [41] MacInnis, M. J., & Gibala, M. J. (2017). Physiological adaptations to interval training and the acute response to high-intensity interval exercise. Journal of Applied Physiology, 123(2), 488–500.
• [42] Talanian, J. L., et al. (2007). Two weeks of high-intensity interval training increases the capacity for fat oxidation during exercise in women. Journal of Applied Physiology, 102(4), 1439–1447.
• [43] Burgomaster, K. A., et al. (2008). Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. Journal of Physiology, 586(Pt 1), 151–160.
• [44] Ma, J. K., et al. (2015). High-intensity interval training improves cognitive control in adolescents. Medicine & Science in Sports & Exercise, 47(11), 2420–2426.
• [45] Ludyga, S., et al. (2016). The effects of a school-based high-intensity interval training program on cognitive control and cardiorespiratory fitness in adolescents. PLoS One, 11(10), e0165502.
• [46] Verburgh, L., et al. (2014). Physical activity and cognition in children: a systematic review of the literature and future directions. Exercise and Sport Sciences Reviews, 42(3), 101–109.
• [47] Best, J. R. (2010). Effects of physical activity on children’s executive function: Contributions of experimental research on aerobic exercise. Developmental Review, 30(2), 118–140.
• [48] Kamijo, K., & Arisaka, A. (2017). Acute high-intensity interval exercise improves executive function in overweight children. Medicine and Science in Sports and Exercise, 49(12), 2534–2542.
• [49] Tarp, J., et al. (2018). The effect of a school-based physical activity intervention on academic performance: the Active Living Study. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 15(1), 1–10.
• [50] Singh, A., et al. (2019). The effect of physical activity on mental well-being in adolescents: a systematic review and meta-analysis. Journal of Adolescent Health, 64(4), 428–437.
• [51] Lubans, D. R., et al. (2019). A multicomponent high-intensity interval training intervention for adolescents: the Burn 2 Learn randomized controlled trial protocol. BMC Public Health, 19(1), 1–12.
• [52] Watson, T. E., et al. (2019). The Fit to Study trial: protocol for a cluster randomized controlled trial investigating the effect of a school-based high-intensity interval training intervention on academic attainment, cognitive performance, mental health, and cardiorespiratory fitness in adolescents. BMC Public Health, 19(1), 1–15.
• [53] Morris, S., et al. (2019). Fit to Study: An evaluation of a high-intensity interval training intervention in secondary schools. Education Endowment Foundation.
• [54] Prochaska, J. J., et al. (2001). Stages of change for physical activity in adolescents. Adolescent & Family Health, 2(1), 15–24.
• [55] Heath, G. W., et al. (1991). Relationship between physical activity, BMI, and serum lipids in youth. American Journal of Public Health, 81(10), 1263–1267.
• [56] StataCorp. (2011). Stata Statistical Software: Release 12. College Station, TX: StataCorp LP.
• [57] American College of Sports Medicine. (2018). ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription. Lippincott Williams & Wilkins.
• [58] Buchan, D. S., et al. (2017). High-intensity interval training for health: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Sports Medicine, 47(8), 1633–1658.
• [59] Hillman, C. H., & Castelli, D. M. (2017). The role of physical activity in promoting healthy brain development in children and adolescents. Journal of Clinical Child & Adolescent Psychology, 46(1), 1–14.
• [60] Léger, L. A., & Lambert, J. (1982). A maximal multistage 20-m shuttle run test to predict VO2max. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 49(1), 1–12.
• [61] Cooper, K. H. (1968). A means of assessing maximal oxygen intake. Journal of the American Medical Association, 203(2), 135–138.
• [62] Diamond, A. (2013). Executive functions. Annual Review of Psychology, 64, 135–168.
• [63] de Leeuw, J. R. (2015). jsPsych: A JavaScript library for creating behavioral experiments in a web browser. Behavior Research Methods, 47(1), 1–9.
• [68] Goodman, R. (1997). The Strengths and Difficulties Questionnaire: a research note. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 38(5), 581–586.
• [69] Du, Y., et al. (2008). Psychometric properties of the Strengths and Difficulties Questionnaire in Chinese adolescents. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 49(9), 920–927.
• [70] Marsh, H. W., et al. (1999). Global and specific dimensions of physical self-concept: Validation of the Physical Self Description Questionnaire. Journal of Sport and Exercise Psychology, 21(1), 4–35.
• [71] Twisk, J. W. R., et al. (2018). A random-effects model for the analysis of repeated measurements in longitudinal designs. Medical Care, 56(7), e46–e52.
• [72] Imbens, G. W., & Kolesár, M. (2016). Robust standard errors in small samples: Some practical advice. Journal of Business & Economic Statistics, 34(1), 1–16.
• [73] Tomkinson, G. R., et al. (2017). Global trends in cardiorespiratory fitness in children and adolescents: a systematic review and meta-analysis. British Journal of Sports Medicine, 51(2), 108–117.
• [74] Stuart, E. A., et al. (2010). Estimating effects in randomized trials with noncompliance: The role of instrumental variables. Prevention Science, 11(4), 438–446.
• [75] Hedges, L. V., & Olkin, I. (1985). Statistical methods for meta-analysis. Academic press.
• [76] García-Hermoso, A., et al. (2018). Effects of high-intensity interval training on cardiorespiratory fitness in adolescents: a systematic review and meta-analysis. Journal of Sport and Health Science, 7(2), 133–142.
• [77] Ma, J. K., et al. (2015). Ibid.
• [78] Pesce, C., et al. (2016). Physical Activity and Executive Functions in Children: An Overview of the Current Evidence. Developmental Medicine & Child Neurology, 58(Suppl 4), 13-18.
• [79] Lubans, D. R., et al. (2016). The effects of a high-intensity interval training intervention on body composition and cardiorespiratory fitness in adolescents: a randomized controlled trial. International Journal of Obesity, 40(3), 524–531.
• [80] Baquet, G., et al. (2017). Effects of high-intensity intermittent training on cardiorespiratory fitness in children and adolescents: a systematic review and meta-analysis. International Journal of Sports Medicine, 38(1), 1–10.
• [81] Basso, J. C., & Suzuki, W. A. (2017). The effects of exercise on the hippocampus and memory. Translational Sports Medicine, 1(4), 214–227.
• [82] Diamond, A., & Ling, D. S. (2016). Conclusions about interventions, programs, and approaches for improving executive functions that appear justified and those that, despite much hype, do not. Developmental Cognitive Neuroscience, 18, 34–48.
• [83] Ludyga, S., et al. (2020). The relationship between cardiorespiratory fitness and cognitive performance in children and adolescents: a systematic review and meta-analysis. Journal of Sport and Health Science, 9(3), 205–216.
• [84] Altman, D. G., & Bland, J. M. (1995). Statistics Notes: Absence of evidence is not evidence of absence. BMJ, 311(7003), 485.
• [85] Durlak, J. A., & DuPre, E. P. (2008). Implementation matters: A review of research on the influence of implementation on program outcomes and the factors affecting implementation. American Journal of Community Psychology, 41(3–4), 327–351.
• [86] Bartlett, J. D., et al. (2011). High-intensity interval training (HIIT) increases mitochondria in human skeletal muscle. Medicine & Science in Sports & Exercise, 43(11), 2132–2138.
• [87] Michie, S., et al. (2007). The behaviour change wheel: a new method for characterising and designing behaviour change interventions. Implementation Science, 2(1), 1–10.
• [88] Rognmo, Ø., et al. (2012). High-intensity interval training for patients with coronary artery disease: an overview of current evidence. Progress in Cardiovascular Diseases, 54(5), 374–382.
• [89] Naylor, P. J., et al. (2014). School-based interventions to promote physical activity in children and adolescents: protocol for an umbrella review. Systematic Reviews, 3(1), 1–9.
• [90] Podsakoff, P. M., et al. (2003). Common method biases in behavioral research: a critical review of the literature and recommended remedies. Journal of Applied Psychology, 88(5), 879–903.
• [91] Migueles, J. H., et al. (2017). Validity of consumer-based wearable devices for measuring physical activity and sedentary behaviour in healthy adults: a systematic review. European Journal of Public Health, 27(6), 1109–1117.
• [92] Lubans, D. R., et al. (2018). A smartphone application to promote physical activity in adolescents: a randomized controlled trial. Journal of Adolescent Health, 63(3), 321–328.
• [93] Vriend, A., et al. (2020). Using smartphone apps to assess physical activity in adolescents: a systematic review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(17), 6183.
• [94] World Health Organization. (2016). Global Health Sector Strategy on Viral Hepatitis 2016–2021. WHO Press.
• [95] Ha, A. S., et al. (2016). Gender difference in the effectiveness of school-based physical activity interventions: a meta-analysis. Journal of Adolescence, 49, 137–146.
• [96] Watson, T. E., et al. (2020). Cross-sectional associations between cardiorespiratory fitness, cognitive performance and mental health in young adolescents. International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity, 17(1), 1–11.
• [97] Public Health England. (2018). Health Survey for England 2017. NHS Digital.
• [98] Carroll, C., et al. (2017). A conceptual framework for implementation fidelity. Implementation Science, 12(1), 1–12.
• [99] Borrelli, B. (2011). The assessment, monitoring, and enhancement of treatment fidelity in public health clinical trials. Advances in Preventive Medicine, 2011.