Effekt af træning i normobarisk hypoxi på hjertemarkører (HYPO-CARDIAC)

Målet med dette interventionsforsøg er at bestemme ændringer i koncentrationen af ​​hjertebiomarkører i blod som respons på træning, der udføres, indtil de var frivilligt udmattelse: (1) efter en enkelt eksponering for normoxia og normobariske hypoxiske tilstande med forskellige niveauer af den hypoxiske stimulus, i trænede og utrættede mænd; (2) efter 3 ugers udholdenhedstræning i normobarisk hypoxi hos cyklister (excentrisk hypertrofi); (3) Efter 3 ugers resistenstræning i normobarisk hypoxi hos styrkeatleter (koncentrisk hypertrofi).

Forskningsprojektet involverer vurdering af myokardiets fysiologiske tilstand efter akut og kronisk eksponering for normobarisk hypoxi hos atleter med excentriske og koncentriske hjertehypertrofi ved at måle udvalgte hjertebiomarkører i blodserum: Cardiac Troponins I og T (CTNI og CTNT), Myoglobin (MyO) og den kreatin kinasiske MYOCARD fraktion (CK-MB), Natriuretisk peptid af B-type (NT-PROBNP), N-terminal pro-hormon af BNP (H-FABP) og iskæmi-modificeret albumin (IMA). Derudover observeres niveauerne af følgende markører: hypoxia-inducerbar faktor-1 (HIF-la), vaskulær endotelvækstfaktor A (VEGF-A), nitriter og nitrater (ingen sammenbrudsprodukter).

Undersøgelsen består af tre faser. Trin 1 (er afsluttet). Alle deltagere har udført to på hinanden følgende ergocyklusforsøg (den klassificerede træningstest GXT og konstant-workload-træningstest CXT med 10 minutters aktiv gendannelsesbrud i forskellige miljøer (S1-Normoxia, S2-2000 M A.S.L., S3- 3000 M A.S.L.). Fraktionen af ​​inspireret ilt (FiO2) er som følger: S1 (Normoxia) = 20,9%; S2 (2000 m a.s.l.) = 16,5%; S3 (3000 m a.s.l.) = 14,4%. Det hypoxiske miljø blev opretholdt ved hjælp af Airzone Climate Technology (Airsport).

I trin 2 i undersøgelsen vil ændringer i blodniveauerne for hjertebiomarkører i 36 mandlige cyklister som svar på 3 ugers udholdenhedstræning i hypoxia (3000 m) blive undersøgt. Deltagerne tildeles tilfældigt til tre grupper: (1) LHTL "Live High, Train Low"; (2) IHT "intermitterende hypoxisk træning"; (3) Kontrolgruppen (C) - Normoxisk træning.

Eksperimentet vil bestå af to serier af test: S1 (baseline -test) og S2 (test efter tre ugers træning og efter 3 dages hvile).

Alle atleter trænes på et professionelt træningscenter, der leverer nok hypoxiske hotelværelser og træningskamre. Deltagerne får standardiserede måltider og snacks. Uddannelsesbelastningen registreres ved hjælp af strømmålerne (Vector, Garmin), og de opnåede data analyseres med softwaren WKO5 (TrainingPeaks). Alle atleter vil følge det samme træningsregime i tre uger (tre grundlæggende mikrocykler og tre dages bedring). Træningsintensitet justeres individuelt i henhold til den laktatgrænse arbejdsbyrde (WRLT) for hver atlet. I hver træningsmikrocykel udfører alle deltagere tre intervaltræningssessioner under laboratorieforhold (et hypoxisk kammer). Hver intervaltræning starter med en 15-minutters opvarmning efterfulgt af 50-60 minutter af hovedøvelsen og en 10-minutters nedkøling. Opvarmningen udføres ved intensiteten af ​​60-80% WRLT/WRLTHYP. I hoveddelen vil deltagerne udføre 4-5 intervaller, der varer 4-5 minutter med en arbejdsbyrde på 110% WRLT/WRLTHYP. Gendannelsesperioden mellem intervaller varer 6-8 minutter med en arbejdsbyrde på 70% WRLT/WRLTHYP. Cooldown -fasen vil bestå af 10 minutters kontinuerlig træning med en arbejdsbyrde på 60% af WRLT/WRLTHYP.

Trin 3 Ændringer i blodniveauer af hjertebiomarkører hos 28 mænds styrkeatleter som svar på 3 ugers modstandstræning i hypoxia (3000 m) vil blive undersøgt. Deltagerne vil blive randomiseret i to lige grupper: Hypoxic Resistance Training (HRT) og Normoxic Resistance Training (NRT). Deltagerne i HRT -gruppen vil udføre resistensuddannelse i normobarisk hypoxi (FiO2 = 14,4%, 3000 m a.s.l.), mens deltagerne i NRT -gruppen vil udføre den samme træning, men i Normoxia. Eksperimentet i trin 3 vil bestå af to serier af test (S1 og S2), udført i et laboratorium. Hver forskningsserie vil bestå af tre måledage. På den første dag vil alle deltagere udføre to på hinanden følgende ergocyklusforsøg med 10 minutters aktiv gendannelsesbrud i Normoxia -miljøet. Testprotokollen og blodprøvetagningen vil være den samme som i den første og anden fase af forskningen. Efter 72 timers hvile gentager deltagerne hele testprotokollen under hypoxiske forhold. Rækkefølgen af ​​betingelserne (Hypoxia vs. Normoxia) vil blive randomiseret på tværs af alle deltagere. Efter næste 72 timers hvile vil alle deltagere fået deres muskelstyrke vurderet ved hjælp af en-gentagelsesmaksimum (1RM) -testen i Normoxia-miljøet. Testene vil blive udført i to øvelser: en barbell bænkpresse og en barbell squat. Maksimal muskelstyrke måles ved hjælp af følgende protokol: 10 min. Opvarmning, 1RM-testen- maksimalt fire på hinanden følgende forsøg med stigende arbejdsbelastning og en fem minutters hvileperiode mellem forsøg, valg af den første arbejdsbyrde- 70% af deltagerens påtog styrkekapacitet. Vægten øges gradvist med ca. 2,5-20 kg, indtil deltageren ikke er i stand til at afslutte gentagelsen. Deltagerens sidste 1RM er den sidste-undtagelses arbejdsbyrde, der udføres i fuld rækkevidde og med konstant hastighed.

Begge grupper (HRT og NRT) følger den samme træningsprotokol. Alle træningssessioner vil blive udført i et normobarisk hypoxisk kammer, og deltagerne vil ikke blive informeret om forholdene i kammeret. Modstandstræningen vil bestå af tre træningssessioner om ugen. Hver enhed består af en 15-minutters opvarmning og en 50-minutters hoveddel. I hoveddelen vil deltagerne udføre barbell bænkpresser og barbell squats. For hver øvelse vil de udføre otte sæt på 10 gentagelser med en arbejdsbyrde på 70% 1RM. Den passive gendannelsesperiode mellem sætene vil være tre minutter. I alle grupper øges arbejdsbyrden individuelt med 5 kg, hvis deltageren udfører alle planlagte gentagelser to gange i træk (160).

For hver deltager i alle serier af test (trin 1, 2 og 3) vil blodprøver blive taget på fem tidspunkter i hver række af undersøgelsen: før og umiddelbart efter den klassificerede træningstest (GXT) og konstant-workload træningstest (CXT) -test, efter 2, 6 og 24 timer. Rækkefølgen af ​​betingelser (Normoxia vs. Hypoxia) i alle serier af test vil blive randomiseret på tværs af alle deltagere, og alle serier af test- og træningssessioner vil blive udført i et Normobarisk hypoxisk kammer (Airzone, Airsport). Deltagerne vil ikke blive informeret om forholdene. I hele forskningsprojektet vil alle deltagere være på en kontrolleret blandet diæt og vil ikke blive suppleret.

Testprotokol i alle faser af forskningsprojektet i alle række af test, før morgenmad, kropsmasse og kropssammensætning vil blive taget mellem 7 og 7:30. Kropshøjde måles ved hjælp af et antropometer med en nøjagtighed på 0,5 cm, og kropssammensætning estimeres ved hjælp af bioelektrisk impedansanalyse (INBODY 220, BIOSPACE).

Derefter to timer efter forbruget af et let blandet måltid (5 kcal/1 kg kropsvægt; 50% kulhydrater, 30% fedt, 20% protein), udfører alle deltagere to på hinanden følgende ergocyklusforsøg med 10 minutters aktiv gendannelsespause. Alle tests udføres på et cyklus ergometer (Excalibur Sport, Lode BV) justeret individuelt til hver deltager.

Den første test vil blive inkluderet den graderede træningstest (GXT) indtil den frivillige udmattelse. Øvelsen starter med en arbejdsbelastning på 90 W med trin på 30 W hvert tredje minut, indtil den er en forgribet udmattelse. At rest (3 minutes before the test) and during the GXT, continuous recording of heart rate (HR) and minute ventilation (VE), breathing frequency (BF), oxygen uptake (VO2) and expired carbon dioxide (VCO2), and end-tidal oxygen tension (PETO2) and end-tidal carbon dioxide tension (PETCO2) will be performed by means of a fast gas analyser (MetaLyzer 3b, cortex) ved hjælp af den åndedræt-for-åndedrætsmetode. Følgende kriterier vil blive brugt til at vurdere VO2max: (1) stabilisering af VO2 på trods af en yderligere stigning i belastning (ΔVO2 <150 ml/min), (2) gradvis fald i spids VO2 under maksimal belastning. Derudover i hvile og under GXT måles kontinuerlig registrering af blodoxygenmætning (SPO2) (Wristox2, Nonin Medical Inc.).

I tilfælde af det sidste ukomplicerede trin beregnes maksimal arbejdsbelastning (WRMAX) ud fra følgende formel: WRMAX = WRK+ (T/T X WRP), hvor WRK = tidligere arbejdsbelastning, T = træningsvarighed med arbejdsbelastning, indtil for tidlig svigt, t = varigheden af ​​hver arbejdsbelastning, WRP = arbejdsbeløbet, ved hjælp af hvilken træningsintensitet steg under testen. Hjerteudgang (Q) vil estimere af VO2max og beregnes med følgende formel: Q = 100 x VO2/(5.72 + 10.5 x VO2/VO2max) ved hjælp af Metasoft Studio (Cortex, Tyskland). Slagvolumen (SV) beregnes som følger: SV = Q/HR ved afslutningen af ​​hver belastning (sidste 15 sek) kapillærblodprøver opnås fra fingerspidser for at bestemme blodlaktatniveauer (LA; Super GL2, Dr. Müller Gerätebau GmbH). Disse data vil blive brugt til at analysere kinetikken for LA -koncentration i blod, evaluere individuel anaerob tærskel baseret på Dmax -metoden. Før og umiddelbart efter afslutningen af ​​GXT opnås kapillærblod fra fingerspidsen for at bestemme syre-basebalancen og for at analysere valgte gasudvekslingsindikatorer: iltmætning (SAO2), delvist tryk af ilt (PO2) og delvis tryk af carbondioxid (PCO2) i blodet (opti CCA-ts2 blodgas og elektrolyte analyse, opti). Dette vil blive efterfulgt af en 10-minutters aktiv hvilepause (30% af den maksimale arbejdsbelastning, der er nået under testen, indtil den var frivillig udmattelse, WRMAX).

Derefter udfører deltagerne konstant-workload træningstest (CXT) ved den individuelle laktatgrænse arbejdsbelastning (WRLT) indtil frivillig udmattelse. Under CXT får deltagerne lov til at drikke vand ad libitum. Før og umiddelbart efter afslutningen af ​​CXT opnås kapillærblod fra fingerspidsen for at bestemme LA-koncentrationen og syre-basebalancen. Derudover måles kontinuerlig registrering af HR og SPO2 i hvile og under CXT (Wristox2, Nonin Medical Inc.). I alle serier af prøvesmagning i hvert trin i forskningsprojektet vil deltagerne gennemgå 2 komplette transthoraciske ekkokardiografi (TTE) -undersøgelser ved hjælp af et GE Medical System Vivid 7 med en 2,5 MHz transducer af den samme efterforsker. M-mode, to-dimensionel billeddannelse og Doppler-teknikker udføres.

For hver deltager vil blodprøver af 8 ml blive taget fra antecubital vene på seks tidspunkter under hver serie af undersøgelsen: før og umiddelbart efter GXT+CXT -test, efter 2, 6 og 24 timer. Blodmorfologi vil blive vurderet i EDTA-antikoaguleret venøs blod på en automatiseret hæmatologianalysator (Model Advia 60). Niveauerne af CTNI og CTNT, NT-PROBNP, H-FABP, IMA, HIF-1a, VEGF-A vil blive bestemt ved hjælp af kommercielt tilgængelige ELISA-sæt i henhold til producentens instruktion. Serumaktiviteter af CK-MB måles kalorimetrisk med brugen af ​​kommercielle sæt. Serum NO2- og/eller NO3-niveauer bestemmes kalorimetrisk ved anvendelse af kommercielle sæt, der anvender Griess-metoden, med og uden enzymatisk omdannelse af NO3- til NO2-.