Fyziologické a termoregulační odezvy ochlazování těla během jízdy na kole v horkém prostředí (PYTHON)

Design

Studie bude dokončena v následujícím časovém horizontu:

Návštěva 1: Základní a VO2max Testování

Vist 2: Návštěva produkce metabolického tepla

Návštěva 3-6: Zkouška 1, 2, 3, 4

Informace specifické pro návštěvu jsou popsány níže, nicméně konkrétní protokoly sběru dat pro závislé proměnné a postupy jsou uvedeny pod popisem návrhu studie. Účastníci budou požádáni, aby podepsali formulář pro zveřejnění fotografií/videí (příloha H), který bude použit ve výzkumných projektech, vědeckých publikacích/konferencích a pro vzdělávací účely. Účastníci mohou být natáčeni nebo fotografováni při cvičení nebo odpočinku v ekologické komoře. Účastníci budou přiděleni po udělení lékařské prověrky.

Návštěva 1: Základní a VO2max Testování

Účastníci, kteří budou schváleni k účasti, budou naplánováni na základní a testovací den VO2max. Bazální metabolismus (BMR) bude měřen po příjezdu během základní návštěvy. Účastník bude ležet na zádech s větranou kapucí zakrývající hlavu a trup. Odvětrávaná digestoř bude připevněna k hadici připojené k metabolickému vozíku. Metabolický vozík bude nepřetržitě měřit poměr výměny dýchacích cest, spotřebu kyslíku a využití substrátu. Účastník zůstane pod kapotou přibližně 30 minut. Po dokončení BMR poskytnou účastníci vzorek moči v čistém kelímku na moč. Bude hodnocena specifická hmotnost moči a barva moči. Zaznamená se také hmotnost nahého těla. Soukromí bude poskytnuto každému účastníkovi při získávání měření tělesné hmotnosti měřením s účastníkem samotným v soukromé místnosti za pevnými, zavřenými dveřmi a výzkum odečítá stupnici mimo místnost. Účastníci budou moci pokračovat v testu VO2max pouze v případě, že budou splněna kritéria pro euhydratovanou specifickou hmotnost moči (USG) ≤1,025. Pokud účastník dorazí s USG mezi 1,020 a 1,025, bude subjekt požádán, aby vypil 500 ml vody, aby byl zajištěn správný stav hydratace. Pokud je USG větší než 1,025, bude subjekt přeplánován na jiný den. Výška bude měřena páskou při návštěvě 1. Procento tělesného tuku bude měřeno pomocí Air displacement pletysmografie (BodPod®; Cosmed, verze softwaru 4.2+, Concord, CA, USA). Dokončení bude trvat méně než ~5 minut. Tyto informace budou použity k popisu demografie předmětu. Účastníci budou také požádáni, aby dokončili test maximálního příjmu kyslíku (VO2max) na běžeckém pásu a na cyklovém ergometru v termoneutrálním prostředí s intervalem asi 30 minut až jedné hodiny. Tento test poskytne úrovně aerobní zdatnosti účastníků, které budou porovnány mezi dvěma cvičebními protokoly. Účastníci budou také dotázáni na jejich průměrnou týdenní fyzickou aktivitu (příloha K). Tato návštěva zabere přibližně 1-2 hodiny.

Návštěva 2: Návštěva produkce metabolického tepla

Aby bylo možné předepsat vhodnou intenzitu cvičení, musí být řízena produkce tepla. Produkce tepla bude předepsána pomocí stupňovaného zátěžového testu (3-5 minutové fáze) v horku (stejná teplota prostředí jako pokusy), který bude měřit metabolická data sběrem vydechovaného vzduchu pomocí dvoucestné nedýchající masky za účelem výpočtu tepla. výroby a vhodně volit intenzity cyklování pro srovnání mezi skupinami účastníků výzkumu. Tento test proběhne po základní návštěvě. Postupy studie budou napodobovat postupy zkoušek (popsaných níže), s výjimkou cvičebního protokolu. Vyplnění cvičebního protokolu zabere přibližně 20 minut. Bude zahrnovat 5 fází cvičení (stupňované fáze). Během této návštěvy bude účastník nosit ACU.

Návštěva 3-6: Zkoušky 1-4

Čísla účastníků budou náhodně přidělena a 4 pokusy (mlhový ventilátor, předloktí, pasivní chlazení, ledový ručník) budou objednány s generátorem náhodných čísel a přiřazeny k číslu účastníka.

Tyto příkazy budou mezi účastníky vyváženy, aby se zajistilo, že nedojde k účinku příkazu. Každý účastník absolvuje v rámci studie čtyři pokusy. Účastníci budou mít povolenou zkušební návštěvu make-upu, pokud jsou nemocní, utrpí zranění nebo nesplňují požadavky na hydrataci. Účastníci budou dotázáni, zda mají současnou nemoc nebo berou léky, aby zjistili, zda mohou dokončit zkoušku cvičení. Návštěva účastníka bude přeložena, pokud má horečku, aktuální onemocnění nebo užívá léky ovlivňující tělesnou teplotu. Účastníci absolvují čtyři pokusy ve čtyřech samostatných dnech.

zkušební číslo

Zásah chlazení

1

Pasivní chlazení

2

Chlazení mlhovým ventilátorem

3

Ponoření předloktí

4

Ledový ručník

Cvičební protokol a zotavovací části této studie budou prováděny v klimatické komoře s okolní teplotou přibližně 30-40 °C a relativní vlhkostí přibližně 30-70 %. Účastníci budou pít ad libitum po celou dobu cvičení.

Po příjezdu do laboratoře budou účastníci požádáni, aby uvedli, zda za posledních 24 hodin požili alkohol nebo kofein za posledních 12 hodin. Nebudou požádáni, aby přesně specifikovali, co snědli, ale pokud poskytnou pozitivní indikaci, jejich soud bude přeložen na jiný den. Účastníci poskytnou malý vzorek moči v čistém kelímku na moč a změří se hmotnost nahého těla. Po příjezdu do laboratoře bude stav hydratace hodnocen podle specifické hmotnosti moči, nahé tělesné hmotnosti a barvy moči. Účastníkům bude povoleno pokračovat ve cvičebním testu pouze v případě, že budou splněna kritéria pro euhydratovanou specifickou hmotnost moči (USG) ≤1,025. Pokud účastník dorazí s USG mezi 1,020 a 1,025, bude subjekt požádán, aby vypil 500 ml vody, aby byl zajištěn správný stav hydratace. Pokud je USG větší než 1,025, bude subjekt přeplánován na jiný den. Účastníci dostanou při předchozí návštěvě instrukce, jak získat požadovaný stav hydratace pro nadcházející zkoušku. Výzkumníci vloží jícnovou sondu. Zavádět jícnovou sondu smí pouze vyškolený personál (nebudou povoleni vysokoškoláci). Účastníci si vloží rektální sondu a nasadí si pásek na monitor srdečního tepu. Kromě toho budou účastníci nosit 9místný snímač teploty pokožky Biopac. Výzkumníci aplikují senzory kožní teploty pomocí lékařské pásky na hrudník, nadloktí, předloktí, stehno, krk, břicho, stehno, záda a lýtko (přední a zadní). Účastníci budou také nosit iButtons (bezdrátové snímače teploty pokožky) na hrudi, nadloktí, předloktí, stehně a lýtku (přední a zadní). Účastníci budou také požádáni, aby po příjezdu do laboratoře vyplnili subjektivní spánkový dotazník. Během cvičení budou účastníci nosit aktivní bojovou uniformu (ACU). Pro účastníky budou k dispozici tři velikosti ADU na halenku a kalhoty (malá, střední, velká). K zajištění správného usazení ACU bude použit pás. Účastníci si nebudou moci ponechat ACU-ADU budou umyty (podle pokynů výrobce) a znovu použity pro účastníky. Návod výrobce ADU je shodný se standardním pracím cyklem (mycí prostředek a sušení v pračce). ACU se zváží před a po použití, aby se změřil pot zachycený v oděvu. Během testování budou účastníci nosit zařízení na zápěstí (poskytovaná BHSAI) na své nedominantní paži. Pro přesné měření srdeční frekvence musí být zařízení na zápěstí umístěno přibližně 1 palec proximálně k zápěstí a musí být těsně nasazeno. Zařízení na zápěstí se používá k odhadu srdeční frekvence pomocí infračervené technologie. Odhady srdeční frekvence zápěstním zařízením budou porovnány s polárním monitorem srdeční frekvence (zlatý standard). Tělesný varovný systém využívá srdeční frekvenci ze zápěstního zařízení a okolní podmínky k odhadu tělesné teploty. Zadavatel studie použije rektální teplotu a 7-místné snímače teploty kůže ke změně algoritmu (ne v reálném čase – ze shromážděných dat), aby lépe odhadl tělesnou teplotu. Budoucím cílem je mít v hodinkách zabudovaný systém upozorňování na tělo. Účastníci budou nosit další zařízení založené na zápěstí (WHOOP) na paži, které nemá zařízení BHSAI. Zařízení WHOOP bude monitorovat variabilitu srdeční frekvence a spánek. Účastníci budou požádáni, aby toto zařízení nosili denně po dobu trvání studie.

Účastníci vstoupí do environmentální komory a budou sedět 30 minut, aby se dostali do rovnováhy. Komora prostředí bude nastavena na okolní teplotu 30-40°C, relativní vlhkost 30-70% Po základním měření srdeční frekvence a rektální teploty účastníci doplní percepční indexy. Účastníci také vyplní dotazník environmentálních symptomů (ESQ).

Zkouška se bude skládat ze dvou 40minutových intervalů cyklování od 7 W/kg do 15 W/kg. Po každém 40minutovém cvičebním bloku bude následovat přestávka na odpočinek, kde dojde k ochlazení. Účastníci budou moci pít ad libitum po celou dobu cvičení. Účastník bude chlazen po dobu přibližně 30 minut s přiděleným způsobem chlazení. Rektální a esofageální teplota, teplota kůže, srdeční frekvence, percepční míry a nálada (POMS, popsané níže) budou shromažďovány v různých časových bodech před, během a po cvičení a ochlazení. Produkce metabolického tepla bude měřena pomocí nepřímé kalorimetrie (maska ​​napojená na metabolický vozík) během všech čtyř pokusů.

Pasivní chlazení: Účastníci budou požádáni, aby se posadili do křesla v klimatické komoře pro pasivní chlazení.

Chlazení mlžným ventilátorem: Mlhový ventilátor bude umístěn vedle účastníka a během chlazení mlžným ventilátorem bude rozprašovat pouze jeho ruce a předloktí. Účastníci budou požádáni, aby si vyhrnuli rukávy ADU, aby se zvětšila plocha pokožky. Zaznamená se teplota mlhy a rychlost větru ventilátoru.

Ponoření předloktí: Během ponoření předloktí účastník položí předloktí do vody o teplotě přibližně 20 °C.

Ledový ručník: použije se ručník, který dokáže zadržet vodu po delší dobu, a ponoří se do směsi ledu a vody (~2 C). Výzkumníci ručník jemně zmáčknou, aby odstranili přebytečnou vodu (ale zůstali vodou nasycení), a poté je přiloží na obě předloktí a ruce tak, aby mezi ručníkem a končetinou nebyla žádná vzduchová mezera. Aplikujte 1-5 minut a poté jej vyměňte za jiný čerstvý, studený ručník. Tento krok by zajistil, že předloktí a ruce budou mít přibližně konstantní aplikační teplotu, protože ručník se během aplikace zahřeje. Proces se bude opakovat po celou dobu chlazení.

Sběr dat bude rozdělen do dvou samostatných fází. Nejprve bude provedena pilotní studie, ve které první dva účastníci absolvují všechny návštěvy studijní laboratoře. Údaje z těchto studií budou před pokračováním ve sběru dat sdíleny se zadavatelem ke kontrole. Účastníci projdou při pilotním testování stejnými procedurami jako při běžném testování. Data z pilotního testování budou zahrnuta do datové sady. Po schválení sponzorem bude sběr dat obnoven. Každá zkouška bude trvat přibližně 4 hodiny.

Všechna zařízení budou před použitím ostatními účastníky řádně vyčištěna podle pokynů výrobce.