Různé tréninkové (aerobní, odporové nebo smíšené) fyzické programy ovlivňují fyziologické reakce (TRAINING2014) (TRAINING2014)

Studium kardiovaskulární a kardiorespirační vazby (CVRC) je horké téma v lékařské literatuře zaměřené na rozpoznání synergií, které jsou přítomny ve zdravé fyziologii [7, 8]. Bylo zkoumáno několik účinků, jako je stárnutí [9], nemoci [8] nebo zásahy do duševního stavu [10] na kardiorespirační spojení, ačkoliv je to potenciální zájem, neexistují žádné studie o účincích tréninkových programů a detréninku.

Dva hlavní typy tréninkových programů (aerobní-AT a rezistentní-RT) byly široce zkoumány pro jejich důležité a odlišné fyziologické účinky [11]. Jeho kombinace (AT+RT) byla nedávno doporučována se zdravotními účely pro rozsáhlé typy populace [12–14].

Fyziologické účinky aerobních tréninkových programů byly tradičně hodnoceny prostřednictvím kardiorespirační rezervy a detekcí maximálních nebo prahových subsystémových proměnných [1]. Jako komplexní adaptivní systém (CAS) se lidský organismus chová jako nedělitelný a integrovaný celek, který nelze redukovat na součet funkcí jeho subsystémů [2]. V tomto CAS jsou kardiovaskulární a kardiorespirační subsystémy na sobě závislé a interagují dynamickým a nelineárním způsobem, tedy neproporcionálně, k čemuž je třeba přistupovat prostřednictvím nelineárních modelů [3], studia časových řad a metodik komplexních systémů (CS) [4 ]. Vzhledem k tomu, že CAS vstupuje do každé nové situace se stávající sadou schopností [5] a neustále si vyměňuje informace se svým okolím, její chování je jedinečné a neočekávané v krátkém časovém horizontu (týdny, měsíce) [6], obvyklá délka běžných školicích programů .

Aby bylo možné studovat vazby a koordinaci mezi více proměnnými v CAS, CS přístupy navrhují detekci tzv. objednávkových parametrů, kolektivních nebo koordinačních proměnných, protože zachycují pořadí nebo koordinaci systému [3, 15]. Analýza hlavních komponent (PC) je běžná statistická technika, která se používá k rozpoznání takových koordinačních proměnných v rozsáhlé oblasti biologických výzkumných oborů, jako je: motorická kontrola [16], dynamika mozku [17], replikace DNA [18] nebo proteiny. skládací [19]. PC analýza redukuje datovou dimenzi vysoce propojených systémů extrahováním nejmenšího počtu komponent, které tvoří většinu variací v původních vícerozměrných datech, a shrnuje je s malou ztrátou informací. PC jsou extrahovány v klesajícím pořadí důležitosti tak, aby první PC představovalo co největší variaci a každá další komponenta představovala o něco méně [20]. Počet PC odráží rozměrnost systému, což je pokles počtu PC indikující hlavní vazbu (menší rozměry) a naopak. Počet PC se změní, když systém utrpí nelineární změnu, tj. kvalitativní nebo koordinační rekonfiguraci. Technika PC aplikovaná na kinematické proměnné byla úspěšně použita ke studiu účinků procesů motorického učení [16], ale dosud nebyla aplikována ke studiu účinků tréninku na fyziologické proměnné.

Cílem tohoto výzkumu bylo prozkoumat rozměrové změny CVCRC před a po období 6 týdnů různých tréninkových modalit (AT, RT a AT+RT) a 3 týdnů po tréninku u zdravých mladých mužů.

Materiál a metody Účastníci. Pro stanovení velikosti vzorku byla provedena analýza síly. Při použití velikosti efektu d = 0,80, alfa < 0,05, síla (1 – beta) = 0,95, se třemi opakovanými okny jsme odhadli velikost vzorku = 32 [21]. 32 zdravých fyzicky aktivních mužů, studentů tělesné výchovy (věk 21,2 ± 2,4 let, výška 177,1 ± 0,66 cm, průměrná hmotnost 71,0 ± 5,1 kg a průměrný index tělesné hmotnosti 22,6 ± 1,7 kg·m-2) bez se sportovní specializací, ale věnující se široké škále aerobních aktivit alespoň třikrát týdně se dobrovolně účastnili této studie. Po základních testech byly rozděleny do čtyř randomizovaných skupin po dobu 6 týdnů tréninku: aerobní (AT), odpor (RT), aerobní + odpor (AT + RT) a kontrolní (C).

Postup. Účastníci vyplnili standardní lékařský dotazník k potvrzení svého zdravotního stavu a podepsali informovaný souhlas. Všechny experimentální postupy byly schváleny místní bioetickou komisí a byly prováděny v souladu s etickými pokyny stanovenými v Helsinské deklaraci. Po základním kardiorespiračním testování a testech maximální síly a síly (viz níže) následovali 3x týdně jim přidělený specifický tréninkový program:

1. Skupina AT (n = 8): šlapali 60 minut při 60 % své individuální maximální pracovní zátěže (60 % Wmax). Toto pracovní zatížení se zvyšovalo o 5 % týdně, pokud účastník nebyl schopen udržet tempo během sezení. Během všech sezení byla sledována srdeční frekvence.
2. Skupina RT (n = 8): provedli dvakrát 30minutový silový okruh[14]. Čtyřicet procent z 1RM pro horní část těla (tj. dřep, tlak na hrudník, tlak na ramena, tricepsová extenze, bicepsové stočení, stahování [horní část zad]) a 60 % pro spodní část těla (extenze kvadricepsu, leg press, noha curls [hamstringy] a lýtka) byly použity jako počáteční závaží. Povolili účastníkům maximálně 12 opakování, která zahrnovala pomalý kontrolovaný pohyb (2s nahoru a 4s dolů). Doba odpočinku mezi cvičeními byla 2 minuty. Pracovní zátěž byla upravována týdně, přičemž odpor se podle potřeby zvyšoval (typicky 5 až 10 %), pokud byl účastník schopen pohodlně zvednout váhu (tj. více než 12 opakování).
3. Skupina AT+RT (n = 8): šlapali při 60 % Wmax po dobu 30 minut a provedli jednou silový okruh (jako skupina R).
4. Skupina C (n = 8): pokračovali ve svých obvyklých činnostech bez zvláštního školení.

Kardiorespirační vyšetření. Test inkrementálního cyklování (Excalibur, Lode, Groningen, Nizozemsko) začal na 0 W a pracovní zátěž se zvyšovala o 20 W/min, dokud účastníci vyčerpání nedokázali udržet předepsanou frekvenci cyklování 70 ot./min po dobu delší než 5 po sobě jdoucích sekund. Všechny testy byly provedeny v dobře větrané laboratoři; pokojová teplota byla 23ºC a relativní vlhkost 48%, s odchylkami ne více než 1ºC v teplotě a 10% v relativní vlhkosti. Během testu subjekty dýchaly ventilem (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA) a výměna dýchacích plynů byla stanovena pomocí automatizovaného systému s otevřeným okruhem (Metasys, Brainware, La Valette, Francie). Obsah kyslíku a CO2 a rychlost proudění vzduchu byly zaznamenávány dech po dechu. Před každým pokusem byl systém kalibrován směsí O2 a CO2 známého složení (O2 15 %, CO2 5 %, vyvážený N2) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Španělsko) a okolním vzduchem. Hemodynamické informace účastníků byly stanoveny neinvazivní technologií manžety na prsty (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Nizozemsko). Zařízení Nexfin zajišťuje nepřetržité monitorování krevního tlaku (BP) z výsledné křivky pulsního tlaku a vypočítává: systolický a diastolický krevní tlak (SBP a DBP). Účastníci byli spojeni omotáním nafukovací manžety kolem střední falangy prstu. Pulsování tepny prstu je „fixováno“ na konstantní objem aplikací ekvivalentní změny tlaku proti krevnímu tlaku, což má za následek tvar vlny tlaku (metoda objemu svorky). Elektrokardiogram (EKG) byl nepřetržitě monitorován (DMS Systems, bezdrátový Bluetooth EKG vysílač a přijímač DMS-BTT, software DMS verze 4.0, Peking, Čína). Testy byly provedeny nejméně 3 hodiny po lehkém jídle a účastníci byli instruováni, aby neprováděli žádnou intenzivní fyzickou aktivitu po dobu 72 hodin před testováním. Účastníci opakovali tento test po 6 týdnech školení a po 3 týdnech detrénování.

Testování maximální síly a síly. U každého účastníka byla měřena maximální síla a maximální síla horních a dolních končetin (Musclelab Power System, Porsgruun, Norsko). Byl vypočten odhadovaný 1 RM-tlak na hrudník a 1RM-dřep na základě submaximální zátěže. Ve cviku s tlakem na prsa se zátěž začínala 25 kg a pokračovala 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg atd. a ve cviku dřep začali se 45 kg a pokračovali 65 kg, 85 kg, 105 kg. atd. dokud nezvládli provést 1 opakování. Na základě těchto výsledků bylo registrováno maximální 1RM a byl vynesen graf vztahu síla/rychlost pro stanovení maximálního výkonu.

Všechny zátěžové testy byly provedeny nejméně 3 hodiny po lehkém jídle a účastníci byli instruováni, aby neprováděli žádnou intenzivní fyzickou aktivitu po dobu 72 hodin před testováním. Účastníci opakovali tyto testy po 6 týdnech školení a po 3 týdnech detrénování.

Analýza dat Během testů byly registrovány následující maximální hodnoty výkonnostních a kardiorespiračních proměnných: maximální zátěž při cyklování (Wmax), maximální spotřeba kyslíku (VO2 max), maximální výdechová ventilace za minutu (VE max), maximální srdeční frekvence (HR max), maximálně 1RM-dřep a maximálně 1RM-hrudník. Skupinové průměry v různých podmínkách byly porovnány pomocí neparametrického Friedmana.

PC analýza časové řady následujících vybraných kardiorespiračních proměnných: exspirovaná frakce O2 (FeO2), exspirovaná frakce CO2 (FeCO2), ventilace (VE), systolický krevní tlak (SBP), diastolický krevní tlak (DBP) a srdce byla provedena za účelem získání informací o CVCRC u každého účastníka. Medián PC1 koeficientu kongruence byl získán v každé skupině a stavu (před, po tréninku a detréninku). Nulová hypotéza konstantního mediánu kongruence PC nad kontrolní skupinou a tréninkovými skupinami byla testována pomocí neparametrického Kruskal-Wallis. Byla také provedena Mann Whitney U testová analýza shodných párů pro posouzení statisticky významných rozdílů mezi každým párem různých podmínek. Velikosti efektů (Cohenovo d) byly vypočteny, aby se demonstrovala velikost rozdílů standardizovaných mediánů, kde efekty dosáhly p < 0,05 úroveň.