Kan du indånde din vej til bedre helbred?

Undersøgelsesdesign:

Denne undersøgelse bruger et kvasi-randomiseret kontrolforsøgsdesign, hvor n = 36 vil blive tildelt tilfældigt i en af ​​tre grupper. Disse grupper vil bestå af Hig (n = 12), CHG (n = 12) og COG (n = 12). Hver deltager vil modtage et identifikationsnummer, når de tilmelder sig undersøgelsen og derefter vil blive kvasi-tilfældigt tildelt på en afbalanceret måde (med lige mænd og kvinder i hver gruppe) til en af ​​de tre grupper af en forsker, der ikke er direkte forbundet med undersøgelsen. Denne person vil bruge Excel -randomiseringsproceduren. En oversigt over undersøgelsen er vist i figur 1 nedenfor. Deltagerne vil blive tildelt tilfældigt i en af ​​de tre interventionsgrupper: 1) gruppe med høj intensitet (HIG, n = 12), 2) indånder tilbageholdelsesgruppe (CHG, n = 12), 3) kontrolgruppe (COG, n = 12).

Figur 1. Oversigt over studiebesøg

Figur 1: Undersøgelsesoversigt Denne undersøgelse vil bestå af tre interventionsgrupper, der er betegnet som HIG (HIIT -gruppe), BRG (åndedrætsopbevaringsgruppe) og COG (kontrolgruppe). Efter afslutningen af ​​besøgene for indsamling før intervention vil deltagerne blive placeret i en af ​​de tre interventionsgrupper ved hjælp af en kvasi-randomiseret rækkefølge. Forskere, der fører tilsyn med undersøgelsen, sikrede, at alle tre interventionsgrupper blev matchet efter bedste evne. I alt fire testbesøg, 2 præintervention og 2 post-interventioner. Den farvekodning, der bruges til ovenstående konturbesøg ovenfor, viser lighederne mellem dataindsamlingsbesøg. Lignende dataindsamlingsmetoder til besøg 1 og besøg 3 vil blive brugt såvel som besøg 2 og besøg 4 som beskrevet ovenfor.

Deltagere:

Sunde deltagere, der består af mænd og kvinder (n = 60, HIG = 20, BRG = 20, con = 20) over 18 år, er berettigede til denne undersøgelse. Deltagerne rekrutteres ved hjælp af flyers og mund til mund på University of Northern Colorado. Deltagernes aldersgruppe vil være fra 18 år til 50 år gamle. Deltagerne bliver forpligtet til at udfylde spørgeskemaet for fysisk aktivitetsberedskab (PAR-Q+) for at sikre sikkerhed under træning. Inkluderings- og ekskluderingskriterier er vist i tabel 1. For at vurdere effektiviteten af ​​interventionen til potentielt at reducere stress, vil deltagerne blive udelukket baseret på deres depression, angst og stressskala (DASS-21) underkategori-scoringer og skal opleve mild til ekstremt alvorlig depression, angst og stress3. Deltagerne skal score en 10 eller højere for depression, en 8 eller højere for angst og en 14 eller højere for stress på DASS-21.

Tabel 1: Inkluderings- og ekskluderingskriterier Inkluderingskriterier 18-50 år Køn mandlig og kvindelig informeret samtykke, evnen til at give skriftligt informeret samtykke, forstå ekskluderingskriterierne og til at acceptere den randomiserede gruppeopgave er påkrævet.

PAR-Q+, kapacitet og vilje til at udfylde spørgeskemaet for fysisk aktivitetsberedskab uden behov for medicinsk godkendelse.

Fysisk aktivitet skal deltagerne afstå fra regelmæssig HIIT og struktureret åndedrætspraksis i en måned før underkategoriscoring af underkategorier til deltagelse af depression og stressskala skal deltagerne score i den milde eller større kategori for depression, angst og stress. Depression ≥ 10, angst ≥ 8 og stress ≥ 14.

Ekskluderingskriterier:

Alder individer under 18 år og over 50 år betydelige åndedrætsbetingelser, herunder, men ikke begrænset til astma, kronisk obstruktiv lungesygdom, betydelig hjerte -kar -sygdom, deltagere med et kendt hjerte -kar -tilstand, såsom en tidligere myokardieinfarkt, kongestiv hjertesvigt, slagtilfælde eller forbigående iskæmiangreb, kardiomyopati, alvorlig arrymier, peripheral vaskulær sygdom, uovervåget iskæmi Hypertension signifikant muskuloskeletalsygdom, herunder men ikke begrænset til osteopeni, osteoporose, reumatoid arthritis og sarkopeni kognitiv og mental sundhed, herunder men ikke begrænset til ubehandlet angst, ubehandlet depression, post-traumatisk stresslid, selvmordstanker.

Besøg 1/Besøg 3 Undersøgelser Ved ankomsten til Gunter Hall 1610 vil emner få tid til at gennemgå samtykkeformularen på papir, der vil blive leveret på dette tidspunkt. Undersøgeren vil forklare den eksperimentelle protokol og invitere deltageren til at stille spørgsmål. Hvis emnet accepterer at deltage i undersøgelsen, underskriver emnet og forskeren to kopier af det informerede samtykke. En kopi leveres til deltageren, den anden kopi forbliver i efterforskningsregistret. Personer vil også blive underrettet om, at deres fulde navn og adresse vil blive indsamlet for at modtage kompensation i slutningen af ​​denne undersøgelse pr. Universitetspolitik.

Deltagerne bliver derefter bedt om at udfylde undersøgelser for at vurdere deltagernes sundhed, inden de starter interventionen. Undersøgelser inkluderer PAR-Q+, DASS-21, Pittsburg Sleep Quality Index (PSQI) og Wisconsin Upper Respiratory Symptom Survey (WURSS). Der findes en beskrivelse af undersøgelserne nedenfor. Disse undersøgelser vil blive leveret til hver deltager i både digital og fysisk form, og deltagerne vil gennemføre alle undersøgelsesspørgsmål. Efter afslutningen af ​​undersøgelserne vil forskerteamet indsamle en blodprøve fra deltageren via en venøs punktering af en trænet phlebotomist til immunfunktionsanalyse og hormonsammensætning. En online version af undersøgelserne genereres ved hjælp af Qualtrics (Qualtrics.com, Seattle, WA).

Spørgeskema for fysisk aktivitetsberedskab for alle (PAR-Q+): PAR-Q+ bruger ja eller ingen generaliserede sundhedsspørgsmål til at screene deltagere, der er interesseret i at deltage i et træningsprogram for behovet for medicinsk godkendelse og frigivelse af læge. Par-Q+ har 7 generelle sundhedsspørgsmål, der spænder fra "Føler du smerter i brystet i hvile, under dine daglige aktiviteter eller leve, eller når du laver fysisk aktivitet?" Til "Har din læge nogensinde sagt, at du kun skal udføre medicinsk overvåget fysisk aktivitet?" 4. Personer, der er berettigede til denne undersøgelse, kræver ingen yderligere medicinsk godkendelse inden de deltager i et træningsprogram og skal med sandhed besvare nej på hvert spørgsmål 4.

Depressionsangst og stressskala (DASS-21): DASS-21 består af 21 spørgsmål og udforsker deltagernes depression, angst og stress3,5. Spørgeskemaet vil anmode om, at deltageren reflekterer over den sidste uge, og hvert spørgsmål vil blive besvaret i en skala på 0-3, med 0, der betyder "overhovedet ikke anvendte mig" og 3, der betyder "anvendt mig meget det meste af tiden". Resultaterne af DASS-21 vil opdeles i tre underkategorier for parametre for mental sundhed med 7 spørgsmål, der specifikt bidrager til hver af kategorierne. Eksempler på spørgsmål, der er dækket af DASS-21, inkluderer "Jeg følte mig nedhjertet eller blå", "Jeg følte, at jeg var tæt på panik", og "Jeg følte, at jeg ikke var værd at være meget som en person" 3,5. Underkategorier scorer derefter for at bestemme sværhedsgraden af ​​depression, angst og stress i en fem-punkts skala fra "normal" til "ekstremt alvorlig" 3,5.

Pittsburg Sleep Quality Index (PSQI): PSQI består af 19 spørgsmål, der adresserer deltagerne subjektiv søvnkvalitet, søvnforsinkelse, søvnvarighed, effektivitet af sædvanlig søvn, forstyrrelse af søvn, brugen af ​​sovende medicin og dysfunktion på dagen.

Wisconsin Upper Respiratory Symptom Survey (WURSS-21): WURSSS er en sygdomsspecifik livskvalitetsmåling med det formål at vurdere virkningen af ​​den forkølelse (akut øvre luftvejsinfektion). WURSS-21 er sammensat af 21 spørgsmål, der undersøger opfattelsen af ​​sygdom, sværhedsgraden af ​​sygdomsrelaterede symptomer i løbet af de sidste 24 timer, i det omfang, sygdommen har hindret evnen til at tænke klart og udføre daglige opgaver i løbet af de sidste 24 timer, og sammenligningen af ​​sygdom med den dag prior7.

Diætvurdering: Deltagernes kostvaner vurderes med en 24-timers tilbagekaldelse af kosten. Hver deltager vil registrere, hvad de spiste, og drak i 24 timer før besøg 1 og vil blive bedt om at spise og drikke de samme fødevarer og drikkevarer på samme tidspunkter før besøg den 4. 24-timers diæt tilbagekaldelse vil blive omdannet til forskerteamet ved besøg 1 og besøg 4.

¬anthropomorfe vurderinger kropsvægt og højdevurdering: Deltagerne vil blive bedt om at fjerne deres sko, sokker og yderligere tøj end deres basislag inden vægt- og højdesvurderingen. Begge målinger opnås via et stadiometer SECA 220 (Chino, Californien, USA) og Detecto Standing Digital Scale (Webb City, Missouri, USA). Denne foranstaltning vil blive brugt til beskrivende formål og vil kun være komplet i besøg 1.

Luftfortrængning Plethysmography: Kropsammensætning vurderes via luftfortrængning Plethysmography gennem anvendelse af Bodpod (Cosmed USA Inc., Concord, CA). Målinger opnået inkluderer kropssammensætning, mager kropsmasse (LBM) og procentdel af kropsfedt (BF%). Deltagerne vil blive bedt om at fjerne deres sko, sokker, smykker og ethvert andet tøj bortset fra deres basislag. Deltagerne vil blive bedt om at bære en svømmehætte og en kropssammensætningsanalyse vil blive udført i henhold til producentens retningslinjer8. Denne foranstaltning vil blive brugt til beskrivende formål og vil kun være komplet i besøg 1.

Fysiologiske vurderinger Hydratiseringsvurdering: Efter at have afsluttet onlineinformt samtykke og undersøgelser, for besøg 1 og i begyndelsen af ​​besøg 2, vil besøg 3 og besøge 4 urinalyse afsluttet. Deltagerne vil blive bedt om at annullere deres blære i en prøveopsamlingscontainer. Den tillagte urinprøve analyseres for urinspecifik tyngdekraft ved hjælp af PAL-10'erne (4410) urinspecifikt tyngdekraft (ATAGO, Tokyo, Japan). En hydratisering afskåret med indstillingen til urinspecifik tyngdekraft (USG) <1,020. Deltagere ankommer i en dehydreret tilstand (USG> 1.020) vil blive bedt om at hydratere, hvis det ikke er muligt, vil deltageren blive omplanlagt og instrueret om at vende tilbage på et senere tidspunkt.

Fysisk aktivitet og søvnsporing: Whoop -stroppen 4.09. vil blive brugt til at indsamle disse data. Foranstaltninger opnået fra whoop -stroppen inkluderer kontinuerlig hjerterytmeovervågning, HRV, søvncyklus, søvnfase og fysiske aktivitetsdata. HRV-målingen fra whoop-stroppen sammenlignes derefter med HRV-analysen udført ved anvendelse af standardafvigelsen for normal-til-normal beat-metode. Denne rem vil blive båret i hele den 2 ugers interventionsperiode.

Immunologiske vurderinger Blodprøvetagning: Alle procedurer for indsamling af blod, der udføres i denne undersøgelse, vil blive udført af en trænet phlebotomist i et kontrolleret miljø. Blodtræk vil forekomme ved besøg 1 og besøg 3 på henholdsvis Pre Intervention og postintervention. Alle prøver indsamles med deltageren i en fastet tilstand mellem kl. 0600 - 1000. Deltagerne bliver bedt om at afsløre deres tidligere dage diætindtagelse og vil blive bedt om at forbruge den samme diæt i 24 timer før deres prøveudtagning efter intervention. Med hver blodtrækning vil deltageren donere cirka 40 ml blod via intravenøs blodprøve (ca. 2,5 spsk blod). Blod opsamles fra en armven ved hjælp af sikkerhedslokk sommerfugl nåle indsamlet i vacutainer-indsamlingshætteglas. Blodprøver evalueres for biomarkører for betændelse, hjernesundhed og stress samt bruges til at vurdere immunfunktionen.

Besøg 2/Besøg 4:

Hydratiseringsvurdering: Som beskrevet ovenfor. Hjertefrekvensvariabilitet: HRV måles både ved hjælp af whoop-stroppen (Whoop-Inc., Boston, MA) og valideret ved manuel vurdering9-11. Deltagerne vil blive knyttet til telemetri, og standardafvigelsen for normal-til-normal hjerteslagsmetode til HRV-vurdering vil blive brugt. HRV-måling udføres ved at fastgøre deltageren til et 12 blyelektrokardiogram (EKG), og en 5-minutters optagelse finder sted.11 Elektroder placeres i overensstemmelse med det normale 12 bly -EKG, herunder følgende ledninger: højre arm (RA), venstre arm (LA), højre ben (RL), venstre ben (LL), V1, V2, V3, V4, V5 og V6. Lead II vil blive brugt, og standardafvigelse for normal hjerteslag til normal hjerteslag vurderes og rapporteres i millisekunder (MS). Deltagerne vil derefter blive kategoriseret efter deres HRV-rækkevidde: HRV under 50 ms betragtes som usunde, 50-100ms har kompromitteret sundheden, og over 100ms betragtes som sund12. HRV vurderes som en klinisk indikator for systemisk stresstilstand og måles ved henholdsvis Pre Intervention og post -interventionstidspunkt. Den samlede tid til deltagerforberedelse og EKG -optagelse tager mindre end 10 minutter.

Vo¬¬ 2max¬: Denne foranstaltning vurderes på et cyklus ergometer (Monark Ergomedic 895E, Monark, Varberg, Sverige) ved hjælp af et TrueOne 2400 metabolisk målesystem (MMS-2400) (Parvomedics, Sandy, UT, USA) 13. Deltagerne vil være udstyret med en polær pulssensor H1 (Polar Electro Inc., Bethpage, NY, USA) og instrueret om at hvile i en siddende position stille med benene, der ikke er krydset i 5 minutter13. Efter den 5 minutters hvile, hvilende hjerterytme (RHR), hvilende blodlactat (RBL) via lactat plus (Nova Biomedical, USA) og hvilende blodtryk (RBP) ved hjælp af et Littman -stetoskop (3 m Centennial, CO, USA) og Sphygmomanometer (American Diagnostic Corp., HaUtpauge, Ny, USA) vil få opnået1. Efter at vitaliteter er opnået, vil cyklus -ergometeret være monteret på deltagernes specifikationer, og deltageren udfører en kort opvarmning med en modstand på 0,5 kp, en kadence på 60 o / min i 5 minutter13. Umiddelbart efter opvarmningen vil deltagerne blive bedt om at øge deres pedalkadence til 75-85 rpm for at begynde fase 113. I starten af ​​hver 3-minutters trin tilføjes derefter 0,5 kp modstand derefter til cyklus ergometervægtkurv13. I slutningen af ​​alle faser måles hjerterytmen (HR), blodtryk (BP), blodlactat (BL) og hastigheden for den opfattede anstrengelse (RPE) målt13. Når BL nåede indtræden af ​​laktatakkumulering (obla;> 4mmol), vil den trinvise arbejdsbyrde stige med 0,2 kp for at sikre maksimal ¬vo2max13. Afslutning af testen vil forekomme som respons på volitational træthed eller et fald i pedalkadence under 75 o / m14. Dette er en beskrivende foranstaltning og bestemmes kun i besøg 2.

Interventionsindsigt:

Øvelsesintervention: Under træningssessionen måles HR via polær hjerterytme (Kempele, Finland). Træningssessionerne vil bestå af seks, 90-sekunders højintensitetscykling (HIC) sprints udført på et cyklus ergometer (Monark Ergomedic 895E, Monark, Varberg, Sverige) ved 80-90% VO2max, efterfulgt af 180 sekunders cycling med lav intensitet (LIC) ved 50-60% af VO2max. Under både HIC- og LIC -intensiteter vil deltagerne blive spurgt RPE, som vil blive sammenlignet med deltagerne i hele træningssessionerne. Denne overvågede træningsprotokol kræver 9 minutters HIC på 80-90% VO2max og 18 minutters LIC på 50-60% VO2max. Cyklingsessionen begynder med en kort opvarmning og slutter med en afkøling i alt hele den overvågede træningssession i 30 minutter. Træningssessioner udføres 48 timer efter den tidligere træningssession i alt 3 gange om ugen på mandage, onsdage og fredage. Umiddelbart efter afslutningen af ​​den første og sjette træningssession vil HR Recovery (HRR) blive vurderet for standardiseret varighed på 5 minutter.

Åndedrætsintervention: Åndedrætsinterventionen vil bestå af en en gang daglig vejrtrækningspraksis, der varer ca. 5 til 10 minutter i 5 dage om ugen. Åndedrætspraksis er en form for cyklisk hyperventilation, der består af 30 åndedræt (inhalation og udånding) gentagelser efterfulgt af en udåndet åndedrætsopbevaring i 15 sekunder i løbet af den første uge og op til 30 sekunder i løbet af den anden uge. I alt 3 runder udføres af deltagerne. Deltagerne vil blive bedt om at udføre åndedrætsbesvær på en kontrolleret og konsekvent måde, mens de enten sidder eller ligger ned. Deltagerne vil modtage guidet instruktion via en video om åndedrætscykluskøer, der informerer deltagerne, hvornår de skal indåndes, udånder og hvornår de skal bevare vejret, mens de overvåges af forskerteamet via Zoom Call9. Efter afslutningen af ​​åndedrætsuddannelserne vil forskerteamet gennemføre en guidet nedkøling og tjekke ind med alle deltagere for at sikre, at de ikke føler nogen negative bivirkninger fra åndedrætsøvelsen. Den guidede cooldown vil bestå af et medlem af forskerteamet, der instruerer deltagerne om gradvist at vende tilbage til deres normale respirationsfrekvens efter afslutningen af ​​vejrtrækningsprotokollen gennem spørgsmål som nu, vil vi tage nogle afslappende dybe indåndinger, fuld inhalation gennem næsen, efterfulgt af fuld udånding gennem munden, mens vi gradvist øger varigheden af ​​både inhaler og exhale. Forekomsten af ​​ugunstige symptomer eller begivenheder, der er forbundet med interventionen, registreres. Alle deltagere vil blive mindet om, at deres engagement i træningsinterventionen er frivillig, og de kan trække sig tilbage til enhver tid. Umiddelbart efter afslutningen af ​​den første og tiende CHR -session vurderes HRR for en standardiseret varighed på 5 minutter.

Kontrolgruppe: Kontrolgruppen gennemgår de samme testprocedurer, der er beskrevet ovenfor, men de vil blive bedt om at opretholde deres nuværende aktivitetsniveau og normale daglige vaner i interventionens varighed.

ANALYSE:

Alle data indsamles og præsenteres som gruppemidler og standardafvigelse. Statistisk analyse vil blive udført for at afgøre, om der er signifikante forskelle mellem interventionsgrupper på det før-interventionstidspunkt. Alle data evalueres for uafhængighed af observationer, normal fordeling af prøver og varians blandt prøver. Derefter vil en 3 (gruppe) x 2 (timepoint) gentagne målinger ANOVA blive brugt til at vurdere statistisk betydning mellem og inden for deltagere i hver gruppe. Betydningen indstilles til P <0,05.