Porovnání podmínek dvou prostředí během pracovní činnosti (COBRA)

Každý účastník provede 5 studijních návštěv: 1) základní testování a čtyři studie.

Čísla účastníků budou přidělena náhodně. Čtyři studie pro muže (extrémní chlad, EC; střední chlad, MoC; mírný chlad, MiC; extrémní teplo, EH) a čtyři studie pro ženy (EC-folikulární fáze, EC-F; EC-luteální fáze, EC-L; EH -F; EH-F) bude objednáno s generátorem náhodných čísel a přiřazeno k číslu účastníka. Tyto příkazy budou mezi účastníky vyváženy, aby se zajistilo, že nedojde k účinku příkazu. Účastníci budou přiděleni po udělení lékařské prověrky. 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.

Základní testování (návštěva 1)

Účastníci, kteří budou schváleni k účasti, budou naplánováni na základní linii a VO2max

testovací den. Po příjezdu do laboratoře poskytnou subjekty 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. Účastníkům bude povoleno pouze pokračovat

test VO2max, pokud jsou splněna euhydratovaná kritéria specifické hmotnosti 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. Před sběrem antropometrických údajů účastníci vyplní spánkový deník Karolinska (příloha I). Ženy vyplní dotazník o anamnéze menstruace (příloha K). Výška bude měřena svinovacím metrem. 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. Pro účely seznámení výzkumníci vloží a okamžitě vyjmou jícnovou sondu. Účastníci budou také požádáni, aby dokončili test maximálního příjmu kyslíku (VO2max) na běžeckém pásu v termoneutrálním prostředí. Tento test poskytne úroveň aerobní zdatnosti účastníků. Po testování VO2max vědci vyhodnotí 6 míst, kde se budou během zkušebních dnů provádět analýzy průtoku krve (popsáno v části se závislými proměnnými). To účastníka seznámí s procesem průtoku krve a umožní výzkumníkům optimálně lokalizovat každou tepnu zájmu před testovacími dny. Výzkumníci mohou také použít ostří nebo pauzovací papír k označení anatomických orientačních bodů, které pomohou s identifikací tepny během zkušebních dnů. Tato návštěva zabere přibližně 1-2 hodiny.

Podstudie č. 1 Muži a ženy v extrémním chladu a horku

Tato dílčí studie bude mít dvě návštěvy pro muže a čtyři návštěvy pro ženy (obrázek níže).

Účastníci provedou 30 minut odpočinku mimo klimakomoru, jednu hodinu odpočinku uvnitř klimatické komory a 2 hodiny cyklů práce do odpočinku v klimatické komoře.

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 zkoušku dokončit. Návštěva účastníka bude přeložena, pokud má horečku, aktuální onemocnění nebo užívá léky ovlivňující tělesnou teplotu. Obě zkoušky budou probíhat v samostatných dnech s odstupem alespoň 3 dnů. Ženy určí svou fázi svého menstruačního cyklu na základě vlastního hlášení a dotazníku o anamnéze menstruace vyplněného během základní návštěvy (příloha K). EC a EH studie ve folikulární fázi budou shromažďovány 14 dní po začátku menstruace a luteální fáze nastane mezi 14 a ~30 dny cyklu.

Po příjezdu do laboratoře poskytnou subjekty vzorek moči v čistém kelímku na moč. Bude hodnocena specifická hmotnost moči a barva moči. Zaznamená se 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. Účastníkům bude povoleno pokračovat ve studii 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 se zajistil správný stav hydratace. Účastníci dostanou při předchozí návštěvě instrukce, jak získat požadovaný stav hydratace pro nadcházející zkoušku.

Po příjezdu do laboratoře budou účastníci také požádáni, aby uvedli, zda za posledních 24 hodin požili alkohol nebo kofein za posledních 12 hodin. Nebudou požádáni, aby přesně upřesnili, co snědli, ale pokud poskytnou pozitivní indikaci, jejich soud bude přeložen na jiný den. Klíčový personál studie vloží jícnovou sondu k měření teploty jícnu (postup je popsán níže). Žádný vysokoškolský student, který je uveden jako klíčový personál, nezavede jícnovou sondu. Účastníci si soukromě vloží rektální teploměr 15 cm za anální svěrač a nasadí si pásek na monitor srdečního tepu. Kromě toho budou účastníci nosit senzory teploty pokožky na 14 místech (Biopac). Výzkumníci aplikují snímače teploty kůže s lékařskou páskou na špičku prstu a spodní část prstu, hřbet ruky, předloktí, stehno, lýtko, hřbet chodidel, palec u nohy, nos, tvář, špičku ucha, bradu a čelo. Účastníci budou mít také 4 snímače teploty pokožky iButton umístěné na čtyřech místech (rameno, hrudník, lýtko, stehno) pro měření průměrné teploty kůže. Účastníci budou také požádáni, aby po příjezdu do laboratoře vyplnili subjektivní spánkový dotazník. účastníci budou mít na nedominantní paži chytré hodinky Samsung Gear S3 a hrudní pás Polar. Tato zařízení by byla spárována se smartphonem Samsung Galaxy Note 4, který provozuje algoritmus 2B-Cool pro odhad teploty jádra pomocí dat z chytrých hodinek. Tato zařízení by BHSAI poskytla University of Connecticut.n Kromě zařízení poskytovaných BHSAI budou účastníci nosit hodinky Apple a hodinky Garmin na druhé ruce. Obě tato zařízení budou validována podle hodnocení zlatého standardu (tabulka 2). Každá závislá proměnná pocházející ze zařízení Apple a Garmin z vlastních aplikací výrobce. Všechna měření budou prováděna počínaje obdobím termoneutrální expozice (před expozicí), aby zahrnovala základní záznamy. Během odpočinku (před cvičením a během přestávek na odpočinek) bude pomocí Triplex ultrazvuku odebírán průtok krve z a. brachialis, arteria radialis a ulnaris, arteria femoralis povrchní, arteria tibialis anterior a arteria tibialis posterior. Bude použita stejná sekvence pro místa měření u subjektů, např. 1) radiální, 2) ulnární, 3) brachiální, 4) femorální, 5) přední tibiální a 6) zadní tibiální. Pulzní oxymetr bude také připnut na prst účastníka a měřen každých 10 minut během každé doby odpočinku. Laktát v krvi bude hodnocen ze vzorku krve z prstu (0,7μ1) během zátěžových zkoušek a po cvičení. Údaje o VO2 budou také hodnoceny pro sběr metabolické produkce tepla. Po termoneutrální expozici 30 minut budou účastníci hodinu odpočívat v lehátku a poté provedou 2 hodiny mírného cvičení s přestávkami na odpočinek. Všechny výše uvedené závislé proměnné budou shromažďovány během období cvičení v různých časových bodech. Účastníci budou během cvičení pít ad libitum. Účastníci budou požádáni, aby si vedli dietní záznamy (pomocí My Fitness Pal), aby mohli sledovat jejich příjem jídla a tekutin během zkušebního období.

Extrémní studená zkouška

Během EC trialu budou mít účastníci na sobě tričko, šortky, mikrofleecovou čepici a lehkou kuklu. Účastníci budou mít také ponožky po kotníky (bez bot během odpočinku). Účastníci budou spočívat vzpřímeně na židli s nohama nad zemí a rukama na područkách židle (vystaveni vzduchu). Účastník zůstane sedět až 1 hodinu. Pro větší bezpečnost účastníků bude experiment ukončen, pokud tělesná teplota klesne pod 35 °C. Účastníci budou mít na sobě tričko, šortky, mikrofleecovou čepici a boty pro cvičební složku protokolu. Zkouška bude provedena mimo komoru (~20C) a v klimatické komoře s okolní teplotou nižší než <8°C a relativní vlhkostí přibližně 30%.

Extrémní horka Trial

Během EH trialu budou účastníci během odpočinku nosit tričko a šortky, mikrofleecovou čepici a lehkou kuklu. Účastníci budou mít také ponožky po kotníky (bez bot během odpočinku). Účastníci si před cvičením sundají čepici a kuklu. Během odpočinku budou účastníci spočívat vzpřímeně na židli s nohama nad zemí a rukama na područkách židle (vystaveni vzduchu). Účastník zůstane sedět až 1 hodinu. Pro větší bezpečnost účastníků bude experiment ukončen, pokud tělesná teplota překročí 40C. Účastníci budou mít na sobě tričko, šortky, mikrofleecovou čepici a boty pro cvičební složku protokolu. Zkouška bude provedena mimo komoru (~20C) a v klimatické komoře s okolní teplotou mezi 30-42C a relativní vlhkostí přibližně 30-60%. Účastníci také vyplní dotazník environmentálních symptomů (ESQ).

Podstudie č. 2 Muži střední a mírný chladový stres v klidu

Účastníci provedou 30 minut odpočinku mimo klimakomoru a dvě hodiny odpočinku uvnitř klimatické komory při mírném vs. mírném chladu (obrázek 3). Postupy sběru dat jsou shrnuty níže a na obrázku 3. Subjekty budou pouze muži a stejní jedinci mužského pohlaví účastnící se dílčí studie č. 1.

Procedury zkušebního dne (střední a mírné nachlazení).

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 zkoušku dokončit. Návštěva účastníka bude přeložena, pokud má horečku, aktuální onemocnění nebo užívá léky ovlivňující tělesnou teplotu. Obě zkoušky budou probíhat v samostatných dnech s odstupem alespoň 3 dnů. Po příjezdu do laboratoře poskytnou subjekty vzorek moči v čistém kelímku na moč. Bude hodnocena specifická hmotnost moči a barva moči. Zaznamená se 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. Účastníkům bude povoleno pokračovat ve studii 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.

Po příjezdu do laboratoře budou účastníci také požádáni, aby uvedli, zda za posledních 24 hodin požili alkohol nebo kofein za posledních 12 hodin. Nebudou požádáni, aby přesně upřesnili, co snědli, ale pokud poskytnou pozitivní indikaci, jejich soud bude přeložen na jiný den. Klíčový personál studie vloží jícnovou sondu k měření teploty jícnu (postup je popsán níže). Žádný vysokoškolský student, který je uveden jako klíčový personál, nezavede jícnovou sondu. Účastníci si soukromě vloží rektální teploměr 15 cm za anální svěrač a nasadí si pásek na monitor srdečního tepu. Kromě toho budou účastníci nosit senzory teploty pokožky na 14 místech. Výzkumníci aplikují snímače teploty kůže s lékařskou páskou na špičku prstu a spodní část prstu, hřbet ruky, předloktí, stehno, lýtko, hřbet chodidel, palec u nohy, nos, tvář, špičku ucha, bradu a čelo. Účastníci budou mít na sobě 3svodový EKG přístroj. Účastníci budou také požádáni, aby po příjezdu do laboratoře vyplnili subjektivní spánkový dotazník. účastníci budou mít na nedominantní paži chytré hodinky Samsung Gear S3 a hrudní pás Polar. Tato zařízení by byla spárována se smartphonem Samsung Galaxy Note 4, který provozuje algoritmus 2B-Cool pro odhad teploty jádra pomocí dat z chytrých hodinek. Tato zařízení by BHSAI poskytla University of Connecticut. Všechna měření budou prováděna počínaje obdobím termoneutrální expozice (před expozicí), aby zahrnovala základní záznamy. Během odpočinku (před cvičením a během přestávek na odpočinek) bude pomocí Triplex ultrazvuku odebírán průtok krve z a. brachialis, arteria radialis a ulnaris, arteria femoralis povrchní, arteria tibialis anterior a arteria tibialis posterior. Bude použita stejná sekvence pro místa měření u subjektů, např. 1) radiální, 2) ulnární, 3) brachiální, 4) femorální, 5) přední tibiální a 6) zadní tibiální. Údaje o VO2 budou také hodnoceny pro sběr metabolické produkce tepla. Pulzní oxymetr bude také připnut na prst účastníka a měřen každých 10 minut během každé doby odpočinku. Laktát v krvi bude zpočátku hodnocen pomocí vzorku krve z prstu (0,7 μ1) během základního období (termoneutrální). Po termoneutrální expozici 30 minut budou účastníci dvě hodiny odpočívat v lehátku. Všechny výše uvedené závislé proměnné budou shromažďovány během období cvičení v různých časových bodech. Účastníci budou během cvičení pít ad libitum. Účastníci budou požádáni, aby si vedli dietní záznamy (pomocí My Fitness Pal), aby mohli sledovat jejich příjem jídla a tekutin během zkušebního období. Účastníci budou mít na sobě tričko, šortky a mikrofleecovou čepici. Účastníci budou mít také ponožky po kotníky (bez bot). Účastníci budou spočívat vzpřímeně na židli s nohama nad zemí a rukama na područkách židle (vystaveni vzduchu). Účastník zůstane sedět až dvě hodiny. Pro větší bezpečnost účastníků bude experiment ukončen, pokud tělesná teplota klesne pod 36 °C. Zkouška bude provedena mimo komoru (~20C) a v klimatické komoře pro mírné chladnutí bude mít okolní teplotu mezi 8-10°C a mírnou bude 10-15C (relativní vlhkost přibližně 30% pro oba).