"Ansigtsmaskebrug under højintensiv intervaltræning i tempererede og varme omgivelser"

Maskebrug i offentlige omgivelser anbefales for at begrænse spredningen af ​​alvorligt akut respiratorisk syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), der forårsager sygdommen kendt som COVID-19 og godkendt af Centers for Disease Control and Prevention (CDC) og verden Sundhedsorganisationen (WHO). At bære en maske under træning kan have konsekvenser for rekreative motionister og atleter, der træner og konkurrerer med høje træningsintensiteter, da det har vist sig at begrænse ventilationen (VE) og øge end-tidal CO2 sammenlignet med en maskefri kontrol. For eksempel er N95-masker designet til at passe tættere omkring næse og mund end andre typer masker og har vist sig at reducere markører for maksimal træningspræstation sammenlignet med en maskefri kontrol for personer, der udfører en inkrementel rampeprotokol på et cykelergometer .

I modsætning til N95-masker, der er forbeholdt sundhedspersonale, er kirurgiske masker certificeret af National Institute for Occupational Safety and Health let tilgængelige at bære under træning for at reducere risikoen for spredning af COVID-19. Faktisk passede disse masker mere løst end N95, men reducerede ikke maksimal effekt (Pmax), relativ iltforbrug (ml/kg/min) eller testvarighed i to undersøgelser, hvor deltagerne udførte en progressiv maksimal træningstest på et cykelergometer . Ydermere ændrede brug af kirurgisk maske under en progressiv maksimal cykeltræningsprotokol ikke kardiovaskulære, metaboliske og pulmonale målinger sammenlignet med en tilstand uden maske hos raske personer, med undtagelse af et fald i maksimal hjertefrekvens (HRmax). En anden nylig undersøgelse, der brugte en progressiv maksimal cyklingsprotokol, viste ingen ændring i (HRmax) ved brug af cyklusergometri, når brug af kirurgisk maske blev sammenlignet med en tilstand uden maske. Selvom denne type af progressiv maksimal træningstest ofte bruges til kliniske og laboratoriemæssige indstillinger for at vurdere kardiovaskulære, pulmonale og metaboliske markører, anvendes denne type træningsprotokol ikke ofte af atleter, der søger at forbedre præstationen, eller af fritidsmotionister, der griber ind for at forbedre konditionen. Fordi denne træningsprotokol ikke bruges af atleter eller fritidsmotionister til at træne, er det vanskeligt at oversætte resultaterne af maskebrug under progressive maksimale træningstests til almindeligt anvendte træningsformer. Faktisk konkluderer en nylig metaanalyse, at det at bære en maske fremkalder en minimal indvirkning på kardiovaskulære, respiratoriske eller metaboliske variabler på tværs af en bred vifte af træningsintensiteter og -modaliteter, men højintensitetsintervaltræning (HIIE) var ikke inkluderet i denne analyse , og det var heller ikke varme miljøtemperaturer. Således er de fysiologiske eller metaboliske reaktioner, mens du bærer en kirurgisk maske af medicinsk kvalitet, endnu ikke kendt med HIIE i både tempererede og varme omgivelser.

Højintensiv intervaltræning er en populær tidseffektiv træningsmetode, der involverer korte højintensitetskampe efterfulgt af enten aktive (lav/moderat intensitetstræning) eller passive (ingen træning) hvilepas. Intervaltræning med høj intensitet har vist sig at være en sikker og effektiv måde at øge den fysiske kondition eller ydeevne på i en mangfoldig befolkning, der inkluderer motionister i rekreative, konkurrencedygtige og kliniske omgivelser. Da HIIE desuden kan udføres i enten et indendørs eller udendørs miljø, og brug af en maske kan øge den fysiologiske og perceptuelle belastning af træningen afhængigt af temperatur og fugtighed. I et varmt miljø (40°C og 20 % luftfugtighed) blev der ikke fundet nogen forskel i hudtemperaturen under eller uden for en KN95-maske hos raske mænd, der udførte 45-minutters fysisk aktivitet med moderat intensitet, der efterlignede bevægelser, der kræves i arbejdsmiljøer. Der blev heller ikke fundet nogen forskel i termisk ubehag i hele kroppen, og en stigning i opfattet åndenød på 36 % blev observeret. Derudover øgede brugen af ​​kirurgisk maske under 30 minutters mild træning op ad bakke ikke risikoen for hedeslag i et varmt og fugtigt miljø. Til dato har ingen forskningsundersøgelse undersøgt virkningerne af kirurgisk maskebrug under HIIE under forskellige miljøforhold.

Derfor var formålet med denne undersøgelse at undersøge virkningerne af kirurgisk maskebrug under HIIE på kardiovaskulære, metaboliske, termoregulerende og perceptuelle reaktioner i tempererede og varme omgivelser.

Metoderː På en randomiseret måde gennemførte ti raske deltagere to HIIE-sessioner i en 36°C varm (HIIE-HOT) og to HIIE-sessioner i et 23°C tempereret miljø (HIIE-TEMP), mens de var iført (MASK) og ikke iført en kirurgisk maske (CON).

Procedurer Antropometri og målinger af maksimal iltoptagelse Før de eksperimentelle forsøg besøgte deltagerne Exercise Physiology-laboratorierne for antropometri og VO2max-måling. Kropshøjden blev målt ved hjælp af et stadiometer (SECA, seca 216, Chino, CA, USA), og vægten blev målt ved hjælp af en digital vægt (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO). Derefter gennemførte deltagerne en 5-minutters opvarmning med en selvvalgt træningsintensitet forud for VO2max-testen på et elektrisk bremset cykelergometer (Lode, Excalibur Sport, Groningen, Holland). Under VO2max-testen blev HR målt ved hjælp af en Polar HR-monitor (Polar, Polar H10, USA) med hver test designet til at vare mellem 10 og 12 minutter. Startmodstanden og den kontinuerlige stigning i modstanden (mellem 20-40 watt) gennem testen var baseret på deltagernes selvrapporterede kondition. Afslutning af VO2max-testen skete ved frivillig træthed, eller når deltageren ikke længere kunne opretholde en cykelkadence på 60 omdrejninger i minuttet eller højere. Gasudveksling blev målt ved hjælp af en metabolisk analysator (Parvo Medics Inc, TrueOne 2400, Salt Lake City, UT), og data blev analyseret ved hjælp af et 11-vejs rullende gennemsnit20. Primære kriterier for en VO2max blev kategoriseret som et observeret plateau, der varierede med mindre end 150 mlO2/min21. For at bestemme et plateau ved hjælp af primære kriterier blev middelværdien af ​​den absolutte forskel fra hvert tilstødende datapunkt i de sidste 30 sekunder af det 11-vejs rullende gennemsnit af VO2 sammenlignet med 150 mlO2/min21; hvis gennemsnitsværdien var mindre, blev testen kategoriseret som en VO2max. I fravær af et plateau blev en VO2max bekræftet, hvis to af de tre sekundære kriterier var opfyldt: 1) en RPE ≥17, 2) et respiratorisk udvekslingsforhold (RER) på 1,1 eller større, og 3) en HR inden for 10 slag af estimeret pulsmaks ved brug af Jones et al. ligning (202 - 0,72 x alder). Den højeste effekt, der blev registreret fra VO2max-testen, blev brugt til at beregne den høje intensitet og de aktive restitutionskampe for HIIE-sessionerne.

Træningsforsøg med høj intensitet Interval Før alle HIIE-sessioner blev deltagerens hydreringsstatus vurderet ved måling af urinspecifik vægtfylde (USG) ved hjælp af et håndholdt refraktometer (Cole-Parmer, RSA-BR90A, Vernon Hills, IL). En USG-måling lavere end 1.020 g/cc gav deltagerne mulighed for at fortsætte til HIIE-sessionerne. Hvis USG var større end 1.020 g/cc, indtog deltagerne 500 ml vand og blev revurderet efter 30 minutter. Denne vandtilførsel blev kun gentaget to gange, hvis USG forblev over 1,020 g/cc.

Et randomiseret design af kryds over gentagne mål blev brugt til at sammenligne kardiovaskulære, termoregulatoriske, metaboliske og opfattede responser før og under HIIE på tværs af fire eksperimentelle forsøg udført under to besøg. For hvert besøg, som var adskilt med minimum 72 timer, gennemførte deltagerne to HIIE-sessioner adskilt af 3 timers hvile. Hvert HIIE-anfald bestod af 10 anfald af 30 sekunders varighed udført ved 85 % Pmax efterfulgt af 90 sekunders aktiv restitution ved 30 % Pmax. HIIE-sessionerne blev udført i et tempereret miljø (23°C, 25% relativ luftfugtighed) med (TEMP/MASK) og uden en kirurgisk maske (TEMP/CON) og i et varmt miljø (36°C, 14% relativ luftfugtighed) ) med (HOT/MASK) og uden en kirurgisk maske (HOT/CON). Under træningsprotokollen fik deltagerne lov til at drikke vand.

Under HIIE-sessioner med en maske blev alle deltagere instrueret i at bære den kirurgiske maske tæt over deres næse og mund. Deltagerne anbragte den fleksible metalplade i den kirurgiske maske over næseryggen og havde bunden af ​​maskedækslet under hagen. I løbet af den 3-timers hvileperiode fik deltagerne et måltid på 350 kalorier (7 g fedt; 64 g kulhydrat; 9 g protein) og vand ad libitum.

Kardiovaskulære målinger Før hvert HIIE-forsøg og efter 5-minutters siddende hvile, blev hvileblodtrykket målt ved hjælp af et blodtryksmåler og stetoskop. En hjerteimpedansanordning (PhysioFlow®, NeuMeDex, Bristol, PA) kalibreret i henhold til producentens retningslinjer blev brugt til indirekte at måle hjerteoutput (CO), slagvolumen (SV) og HR. Disse målinger blev taget kontinuerligt ved hjælp af 10-sekunders gennemsnit leveret af PhysioFlow®-softwaren under hver HIIE-session.

Metaboliske målinger En nær infrarød spektroskopi (NIRS) enhed (Moxy, Moxy Monitor System, MN, USA) blev brugt til at måle muskelvævsiltning hvert sekund under hver HIIE session. Den højeste muskelvævsiltningsværdi fra hver aktiv hvileperiode (MTO aktiv hvile %) blev beregnet som gennemsnit for hver HIIE-session. Derudover blev den laveste muskelvævsiltningsværdi (MTO under HIIE %) pr. højintensitetskamp registreret og gennemsnittet beregnet fra hver HIIE-session. Forskellen mellem den gennemsnitlige MTO aktiv hvile % og MTO under HIIE % blev brugt til at beregne muskelvævsiltningsforskellen (MTO forskel %). Alle MTO-målinger blev taget på det dominerende ben på et markeret sted på vastus lateralis, der ville tillade bevægelse uden interferens fra NIRS-enheden. Et pulsoximeter (Caretaker, Caretaker Medical, USA) blev brugt til at måle SpO2 under HIIE. Blodlaktatmålinger (Lactate Plus, NOVA Biomedical, MA) blev taget i to eksemplarer ved øreflippen umiddelbart før og 5 minutter efter HIIE.

Perceptuel måling før og under HIIE Borgs vurdering af opfattet anstrengelse (6 hvile til 20 maksimal indsats) skala (RPE) og termisk fornemmelse (0 meget koldt til 8 meget varmt) blev målt umiddelbart før og hvert fjerde minut i HIIE. En åndenødsskala (0 mm ingen åndenød til 200 mm maksimal åndenød) blev brugt umiddelbart før, efter 10 minutter og umiddelbart efter træning til at registrere subjektiv ændring i åndedrætsbesvær. De højeste målinger for både RPE (peak RPE) og termisk sensation (peak termisk sensation) blev registreret pr. HIIE-session udført. Derudover blev gennemsnittet af RPE (RPE-avg) og dyspnø-score over tid for hver HIIE-session.

Termiske belastnings- og hydreringsmålinger Under hver HIIE træningssession blev der foretaget kontinuerlige kernetemperaturmålinger ved hjælp af rektale termistorer (niveau 1 esophageal/rektal temperatursonde, Smiths Medical, Minneapolis, MN, USA) forbundet til et termometer (Precision 4000, YSI Incorporated, Yellow Springs , OH, USA) og overvåges for at sikre deltagernes sikkerhed. Derudover blev ∆ kernetemperatur (dvs. forskellen mellem peak core temperatur og core temperatur før start af træning) og peak core temperatur registreret for hver HIIE session. Svedhastighed og dehydrering blev beregnet ud fra nøgenvægt før træning, nøgenvægt efter træning, vandindtagelse og urinproduktion efter træning27. Deltagerne blev bedt om at måle og rapportere deres nøgenvægt før træning og efter træning ved hjælp af en digital vægt (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO) i et privat rum.