Forskellige træningsprogrammer (aerobe, modstandsdygtige eller blandede) fysiske programmer påvirker fysiologiske reaktioner (TRÆNING 2014) (TRAINING2014)

Studiet af kardiovaskulær og kardiorespiratorisk kobling (CVRC) er et varmt emne i den medicinske litteratur fokuseret på at anerkende de synergier, der er til stede i sund fysiologi [7, 8]. Adskillige virkninger som aldring [9], sygdomme [8] eller mentale tilstandsinterventioner [10] på kardiorespiratorisk kobling er blevet undersøgt, men selvom dens potentielle interesse er, er der ingen undersøgelser af effekterne af træningsprogrammer og aftræning.

To hovedtyper af træningsprogrammer (aerobic-AT og modstand-RT) er blevet undersøgt bredt ud fra deres vigtige og forskellige fysiologiske effekter [11]. Dets kombination (AT+RT) er for nylig blevet anbefalet med sundhedsmæssige formål til omfattende befolkningstyper [12-14].

De fysiologiske virkninger af aerobe træningsprogrammer er traditionelt blevet evalueret gennem den kardiorespiratoriske reserve og påvisningen af ​​maksimale eller tærskelvariable undersystemvariabler [1]. Som et komplekst adaptivt system (CAS) fungerer den menneskelige organisme som en udelelig og integreret helhed, der ikke kan reduceres til summen af ​​dens delsystemers funktioner [2]. I dette CAS er de kardiovaskulære og kardiorespiratoriske subsystemer indbyrdes afhængige og interagerer på en dynamisk og ikke-lineær måde, dvs. ikke-proportional, som skal tilgås gennem ikke-lineære modeller [3], studiet af tidsserier og komplekse systemer (CS) metoder [4 ]. Når CAS går ind i enhver ny situation med et eksisterende sæt af kapaciteter [5] og udveksler løbende information med deres omgivelser, er hendes/hans adfærd unik og uventet på kort sigt (uger, måneder) [6], den sædvanlige varighed af fælles træningsprogrammer .

For at studere koblinger og koordination mellem flere variable i CAS, foreslår CS-tilgange detektering af de såkaldte ordensparametre, kollektive eller koordinative variable, fordi de fanger rækkefølgen eller koordineringen af ​​systemet [3, 15]. Hovedkomponentanalysen (PC) er en almindelig statistisk teknik, der er blevet brugt til at genkende sådanne koordinative variabler i et stort område af biologiske forskningsfelter som: motorisk kontrol [16], hjernedynamik [17], DNA-replikation [18] eller protein foldning [19]. PC-analysen reducerer datadimensionen af ​​stærkt koblede systemer, der udtrækker det mindste antal komponenter, der tegner sig for det meste af variationen i de originale multivariate data og opsummerer det med lidt tab af information. Pc'er udtrækkes i faldende betydningsrækkefølge, så den første pc står for så meget af variationen som muligt, og hver efterfølgende komponent står for lidt mindre [20]. Antallet af pc'er afspejler systemets dimensionalitet, idet det er et fald i antallet af pc'er, der indikerer en større kobling (mindre dimensioner) og omvendt. Antallet af pc'er ændres, når systemet undergår en ikke-lineær ændring, dvs. en kvalitativ eller koordinativ rekonfiguration. PC-teknikken anvendt på kinematiske variabler er med succes blevet brugt til at studere effekterne af motoriske læreprocesser [16], men er endnu ikke blevet anvendt til at studere træningseffekter på fysiologiske variable.

Formålet med denne forskning var at undersøge de dimensionelle ændringer af CVCRC før og efter en periode på 6 uger med forskellige træningsmodaliteter (AT, RT og AT+RT) og 3 uger efter detraining hos raske unge mænd.

Materiale og metoder Deltagere. For at bestemme prøvestørrelsen blev der udført en effektanalyse. Ved at bruge en effektstørrelse på d = 0,80, alfa <.05, effekt (1 - beta) = 0,95, med tre gentagne vinduer estimerede vi en stikprøvestørrelse = 32 [21]. 32 sunde fysisk aktive mænd, idrætsstuderende (alder 21,2 ± 2,4 år, højde på 177,1 ± 0,66 cm, gennemsnitlig kropsmasse 71,0 ± 5,1 kg og gennemsnitlig kropsmasseindeks 22,6 ± 1,7 kg·m-2) uden nogen sportsspecialisering, men engageret i en bred vifte af aerobe aktiviteter mindst tre gange om ugen meldte sig frivilligt til at deltage i denne undersøgelse. Efter baseline-testene blev de fordelt i fire randomiserede grupper i de 6 ugers træning: aerob (AT), modstand (RT), aerob+modstand (AT+RT) og kontrol (C).

Procedure. Deltagerne udfyldte et standard medicinsk spørgeskema for at bekræfte deres sunde status og underskrev en informeret samtykkeformular. Alle eksperimentelle procedurer blev godkendt af den lokale bio-etiske komité og blev udført i overensstemmelse med de etiske retningslinjer fastlagt i Helsinki-deklarationen. Efter baseline kardiorespiratoriske test og maksimal styrke- og krafttest (se nedenfor) fulgte de 3 gange om ugen deres tildelte specifikke træningsprogram:

1. AT-gruppe (n = 8): de pedalerede 60 minutter ved 60 % af deres individuelle maksimale arbejdsbelastning (60 % Wmax). Denne arbejdsbyrde blev øget med 5 % ugentligt, medmindre deltageren ikke var i stand til at holde tempoet under hele sessionen. Pulsen blev overvåget under alle sessionerne.
2. RT-gruppe (n = 8): de udførte to gange et 30 min styrkekredsløb[14]. Fyrre procent af 1RM for overkroppen (dvs. squat, brystpres, skulderpres, triceps extension, biceps curl, pull-down [øvre ryg]) og 60 % for underkroppen (quadriceps extension, benpres, ben krøller [hamstrings] og kalvehævning) blev brugt som startvægte. De tillod deltagerne maksimalt 12 gentagelser, som inkluderede en langsom kontrolleret bevægelse (2s op og 4s ned). Hvileperioden mellem øvelserne var 2 min. Arbejdsbelastningen blev justeret ugentligt, hvor modstanden blev øget efter behov (typisk 5 op til 10%), hvis deltageren var i stand til at løfte vægten komfortabelt (dvs. mere end 12 gentagelser).
3. AT+RT-gruppe (n = 8): de pedalerede ved 60 % Wmax i 30 minutter og udførte én gang styrkekredsløbet (som R-gruppe).
4. C-gruppe (n = 8): fortsatte med deres sædvanlige aktiviteter uden nogen særlig træning.

Kardiorespiratorisk test. Den inkrementelle cykeltest (Excalibur, Lode, Groningen, Holland) startede ved 0W og arbejdsbelastningen steg 20W/min, indtil udmattelsesdeltagere ikke kunne holde den foreskrevne cykelfrekvens på 70rpm i mere end 5 på hinanden følgende sekunder. Alle test blev udført i et velventileret laboratorium; rumtemperaturen var 23ºC og den relative luftfugtighed 48%, med variationer på højst 1ºC i temperatur og 10% i relativ luftfugtighed. Under testen åndede forsøgspersonerne gennem en ventil (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA), og respiratorisk gasudveksling blev bestemt ved hjælp af et automatiseret åbent kredsløbssystem (Metasys, Brainware, La Valette, Frankrig). Ilt- og CO2-indhold og luftstrømshastighed blev registreret åndedræt for åndedræt. Før hvert forsøg blev systemet kalibreret med en blanding af O2 og CO2 af kendt sammensætning (O2 15%, CO2 5%, N2 balanceret) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Spanien) og med omgivende luft. Hæmodynamisk information fra deltagerne blev bestemt med ikke-invasiv fingermanchetteknologi (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Holland). Nexfin-enheden giver kontinuerlig blodtryksovervågning (BP) fra den resulterende pulstryksbølgeform og beregner: systolisk og diastolisk blodtryk (SBP og DBP). Deltagerne blev forbundet ved at vikle en oppustelig manchet omkring den midterste phalanx af fingeren. Fingerarteriens pulserende er 'fikseret' til et konstant volumen ved påføring af en ækvivalent ændring i trykket i forhold til blodtrykket, hvilket resulterer i en bølgeform af trykket (klemmevolumenmetoden). Elektrokardiogram (EKG) blev kontinuerligt overvåget (DMS Systems, DMS-BTT trådløs Bluetooth EKG-sender og -modtager, software DMS Version 4.0, Beijing, Kina). Testene blev udført mindst 3 timer efter et let måltid, og deltagerne blev instrueret i ikke at udføre nogen kraftig fysisk aktivitet i 72 timer før testen. Deltagerne gentog denne test efter 6 ugers træning og efter 3 ugers aftræning.

Maksimal styrke og krafttest. Maksimal styrke og maksimal kraft af henholdsvis øvre og nedre lemmer blev målt (Musclelab Power System, Porsgruun, Norge) hos hver deltager. Estimeret 1 RM-brystpres og 1RM-squat baseret på submaksimale belastninger blev beregnet. I brystpresøvelsen startede belastningen med 25 kg, og fortsatte med 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg osv. og i squatøvelsen startede de med 45 kg og fortsatte med 65 kg, 85 kg, 105 kg osv. indtil de ikke kunne udføre 1 gentagelse. Baseret på disse resultater blev den maksimale 1RM registreret, og kraft/hastighedsforholdet grafen blev plottet for at bestemme den maksimale effekt.

Alle træningstests blev udført mindst 3 timer efter et let måltid, og deltagerne blev instrueret i ikke at udføre nogen kraftig fysisk aktivitet i 72 timer før testen. Deltagerne gentog disse test efter 6 ugers træning og efter 3 ugers aftræning.

Dataanalyse Følgende maksimale værdier af præstations- og kardiorespiratoriske variabler blev registreret under testene: maksimal cykelbelastning (Wmax), maksimal iltoptagelse (VO2 max), maksimal ekspiratorisk ventilation pr. minut (VE max), maksimal hjertefrekvens (HR max), maksimal 1RM-squat og maksimal 1RM-bryst. Gruppemiddelværdierne i de forskellige forhold blev sammenlignet ved hjælp af den ikke-parametriske Friedman.

En PC-analyse af tidsserien af ​​følgende udvalgte kardiorespiratoriske variabler: udløbet fraktion af O2 (FeO2), udløbet fraktion af CO2 (FeCO2), ventilation (VE), systolisk blodtryk (SBP), diastolisk blodtryk (DBP) og hjerte rate (HR) blev udført for at opnå information om CVCRC i hver deltager. Medianen af ​​PC1 kongruenskoefficient blev opnået i hver gruppe og tilstand (før, efter træning og aftræning). Nulhypotesen om en konstant PC-kongruens median over kontrolgruppen og træningsgrupperne blev testet gennem ikke-parametrisk Kruskal-Wallis. Mann Whitney U matchede par testanalyse blev også udført for at vurdere statistisk signifikante forskelle mellem hvert par forskellige tilstande. Effektstørrelser (Cohens d) blev beregnet for at demonstrere størrelsen af ​​standardiserede medianforskelle, hvor effekter nåede p < 0,05 niveau.