Können Asthmamedikamente die Sprintleistung bei gesunden Ausdauersportlern verbessern?

Theoretischer Hintergrund:

Der Einsatz von Beta2-Agonisten im Sport ist aufgrund möglicher leistungssteigernder Wirkungen eingeschränkt. Die Verbotsliste der Welt-Anti-Doping-Agentur (WADA) vom 1. Januar 2020 verbietet jegliche Anwendung von Beta2-Agonisten mit Ausnahme von inhaliertem Salbutamol (maximal 1600 Mikrogramm über 24 Stunden in geteilten Dosen, nicht mehr als 800 Mikrogramm über 12 Stunden, ausgehend von jeder Dosis), inhalatives Formoterol (maximal abgegebene Dosis von 54 Mikrogramm über 24 Stunden) und inhaliertes Salmeterol (maximal 200 Mikrogramm über 24 Stunden).

Asthmatische Athleten haben während der Olympischen Spiele durchweg bessere Leistungen erbracht als nicht-asthmatische Athleten, und die Verwendung von inhalativen Beta2-Agonisten durch Athleten ist von Kontroversen umgeben, die in jüngsten Anti-Doping-Untersuchungen zu Beta2-Agonisten unter Beteiligung von Weltklasse-Athleten hervorgehoben wurden. Im Jahr 2020 haben Riiser et al. zwei systematische Übersichtsarbeiten mit Metaanalyse abgeschlossen, die auf die Wirkung von Beta2-Agonisten auf die aerobe (akzeptiert in BSJM März 2020) und anaerobe (derzeit in Überprüfung befindliche) Leistung abzielt. Es wurde keine Wirkung auf die aerobe Leistung festgestellt, jedoch wurde eine Wirkung auf die anaerobe Leistung berichtet. Diese Metaanalysen trennen jedoch die Auswirkungen entweder auf die aerobe oder die anaerobe Leistung, während viele Sportarten sowohl eine hohe aerobe als auch eine anaerobe Leistung erfordern, um erfolgreich zu sein. Beispielsweise geht die Entwicklung von Ausdauersportarten – wie Radsport und Langlauf – in eine Richtung, in der anaerobe Fähigkeiten an Bedeutung gewinnen, etwa beim Sprint in der Schlussphase eines Rennens, beim Aufholen von Lücken und beim Ausbrechen.

Wenn Beta2-Agonisten die Leistung im Ausdauersport durch ihre Wirkung auf die anaerobe Leistung verbessern könnten, sind Studien gerechtfertigt, die diesen Aspekt eines Ausdauerwettkampfs besser simulieren. Nach bestem Wissen des vorliegenden Forschers haben sich nur drei Studien mit diesem Aspekt befasst und sie ergaben widersprüchliche Ergebnisse. 1988 beschrieben Bedi et al. stellten fest, dass Wettkampfradfahrer nach 60 Minuten Radfahren mit einer einzigen Inhalation von Salbutamol vor der Fahrt länger sprinten (196 Sek. vs. 159 Sek.) im Vergleich zu Placebo. Darüber hinaus wurde während der Endspurts nach der Inhalation von Salbutamol von einer höheren Ermüdung berichtet, was auf eine bessere Fähigkeit hindeuten könnte, alle anaeroben Anstrengungen auszuführen. Altarawneh et al. (2016) fanden keine ergogene Wirkung von 1000 ug inhaliertem Salbutamol weder auf die kontinuierliche Leistung mit hoher Intensität (90 s bei 130 % V̇O2max) noch auf die Leistung bei mehreren Sprints (3 Sätze von 5 x 4 s Sprint mit 20 s Pause zwischen den Sprints und 4,5 min Serienpause) bei freizeitaktiven Männern. Es wurde vermutet, dass das Fitnessniveau die Wirkung von Beta2-Agonisten auf die körperliche Leistungsfähigkeit verfälscht, und nach unserem besten Wissen hat keine Studie die Wirkung einer von der WADA zugelassenen Dosis von inhaliertem Salbutamol auf Messungen wiederholter Anfälle anaerober Leistungsfähigkeit untersucht, die während längerer submaximal gemessen wurden Bewegung bei gut trainierten Sportlern. Aufgrund der potenziellen ergogenen Wirkung von inhalierten Beta2-Agonisten auf die anaerobe Leistung in Kombination mit der potenziell reduzierten VO2 bei submaximaler Arbeit, über die von Bedi et al. (1988) sollte die Kombination von anaerober Leistung und längerer submaximaler Ausdauerbelastung weiter untersucht werden.

Materialen und Methoden:

Die für die Studie in Frage kommenden Teilnehmer werden aus örtlichen Rad- und Triathlonvereinen und Sporthochschulen im Raum Oslo rekrutiert. Die Teilnehmer müssen mindestens 4 Wochen vor der Bewertung frei von Brustinfektionen sein; und dürfen keine Medikamente einnehmen und haben keine anderen gesundheitlichen oder medizinischen Widersprüche zu ihrer Teilnahme an der Studie, wie durch Informationen bestätigt, die auf einem Fragebogen zur Bereitschaft zu körperlicher Aktivität bereitgestellt werden.

Die Teilnehmer werden das Labor zu drei verschiedenen Gelegenheiten besuchen. Die Teilnehmer werden gebeten, sich auf jede Testsitzung auf ähnliche Weise vorzubereiten und 24 Stunden vor dem Experiment auf Koffein- und Alkoholkonsum sowie schwere körperliche Betätigung zu verzichten.

Experimentelle Verfahren:

Beim ersten Besuch im Labor werden Größe und Gewicht gemessen, und die Teilnehmer füllen vor dem Test einen Fragebogen zur Bereitschaft zur körperlichen Aktivität aus. Anschließend absolvieren die Teilnehmer einen inkrementellen Schrittübungstest auf einem Fahrradergometer (Lode, Groningen, Niederlande), um die Beziehung zwischen Arbeitsbelastung (W) und VO2 herzustellen. Nach einer Aufwärmphase erhöht sich die Belastung dann alle 5 Minuten um 25 Watt bei einer Trittfrequenz von 90 Umdrehungen pro Minute (U/min). Während der letzten 3 Minuten jedes Kampfes werden VO2 (Oxycon Pro, Jaeger GmbH, Höchberg, Deutschland) und die Herzfrequenz (HF) (Polar, Kempele, Finnland) gemessen. Eine Kapillarblutprobe wird aus einer Fingerbeere entnommen und auf Blutlaktatkonzentration [La-] (Biosen C-line, EKF diagnostic GmbH, Magdeburg, Deutschland) und Glukosekonzentration [Glu] (HemoCue Glucose 201+, Ängholm, Schweden) analysiert. nach jeweils 5 Minuten Radfahren. Der Test wird beendet, wenn die Teilnehmer einen [la-]-Wert von ≥1,5 mmolˑL-1 über dem Ausgangswert [La-] erreichen. Eine lineare Regressionsanalyse aus dem schrittweisen Belastungstest wird verwendet, um die Arbeitsbelastung zu bestimmen, die 70 % der VO2max für die Verwendung auf demselben Fahrradergometer in den nachfolgenden experimentellen Versuchen entspricht. Die Teilnehmer führen dann sofort einen inkrementellen Belastungstest durch, um VO2max zu bestimmen. Dieser Test beginnt mit der Arbeitsgeschwindigkeit (W) im vorletzten 5-Minuten-Kampf für jeden Teilnehmer und die Arbeitsgeschwindigkeit wird dann jede Minute um 25 W erhöht, bis zur Erschöpfung, definiert als die Unfähigkeit, die Trittfrequenz über 60 U / min aufrechtzuerhalten . Nach 20 Minuten Pause führen die Teilnehmer 30 Sekunden lange Wingate-Tests zur Eingewöhnung durch.

Um jeden Teilnehmer mit bestehender Lungenerkrankung oder Asthma auszuschließen, werden das forcierte Exspirationsvolumen in 1 s (FEV1) und die forcierte Vitalkapazität (FVC) durch Spirometrie unter Verwendung von Schleifen für das maximale exspiratorische Flussvolumen (Oxycon Pro, Jaeger GmbH, Höchberg, Deutschland) gemessen. nach europäischer Norm vor und 0, 3, 5 und 10 Minuten nach dem VO2max-Test. Darüber hinaus wird am 2. oder 3. Tag vor und 15 Minuten nach der Inhalation von Salbutamol eine Spirometrie gemessen, wodurch Personen mit einer Bronchokonstriktion identifiziert werden können (mit einem Grenzwert bei Δ FEV1 von ≥ 12 % und 200 ml).

An Tag 2 und 3 werden identische Protokolle in randomisierter Reihenfolge wie an anderer Stelle beschrieben durchgeführt.

Fragebögen Am 1. Tag füllen die Probanden einen Fragebogen zu Art, Dauer und Intensität des Trainings aus; belastungsbedingte allergische und infektiöse Symptome; soziale Gewohnheiten (Rauchen); Vorschriften zur Einnahme von Arzneimitteln und Nahrungsergänzungsmitteln und Antidoping (15). Nach jeder Studie (Tag 2 und 3) beantworten die Teilnehmer Fragen zu respiratorischen Symptomen, häufigen Nebenwirkungen, Gefühlen von Dyspnoe und Muskelermüdung und ob sie erraten können, welche Intervention sie erhalten haben (Salbutamol oder Placebo).

Statistische Analysen Die Stichprobengröße wird für das primäre Ergebnis „mittlere Leistung“ aus den Wingate-Tests bestimmt, wie von Dell, Holleran & Ramakrishnan (18) beschrieben. Die Effektgröße basiert auf der Studie von Collomp et al. (19), die einen Unterschied in der mittleren Leistung von 51 W nach Salbutamol (Mittelwert 585 +/- 27 W) vs. Placebo (534 +/- 35 W) berichteten. Berechnungen der Stichprobengröße mit einem Online-A-priori-Power-Rechner (https://clincalc.com/stats/samplesize.aspx) ergab, dass sieben Probanden in jeder Gruppe notwendig sind, um eine Power von 0,8 mit einem Signifikanzniveau von 0,05 zu erhalten, und. Mit dem Risiko von Dropouts und um eine hohe statistische Power mit einer geringeren Salbutamol-Dosis als in der Studie von Collomp et al. zu gewährleisten, werden 20 Teilnehmer eingeschlossen.

Zweiweg-Varianzanalysen (ANOVA) für wiederholte Messungen werden verwendet, um die statistische Signifikanz der gemessenen Variablen zu bewerten. Ein Tukey-Post-Hoc-Test wird verwendet, um Unterschiede im Laufe der Zeit zu erkennen. Es wird ein Signifikanzniveau (α) von 0,05 verwendet.

Ethische Erwägungen Die Studie wird in Übereinstimmung mit der Deklaration von Helsinki durchgeführt. Vor der Rekrutierung von Teilnehmern sollte die regionale Ethikkommission die Studie bewerten und genehmigen. Von den teilnehmenden Athleten wird eine schriftliche Einverständniserklärung zur Teilnahme eingeholt. Abgesehen von möglichen Beschwerden mit Tachykardie oder Zittern werden die Teilnehmer keine erwarteten Nebenwirkungen erfahren.

Mögliche Risiken und Vorteile Zu den Prüfärzten gehören gesunde, nicht-asthmatische Teilnehmer, die anhand ihrer Krankengeschichte, der Einnahme von Medikamenten und der vor und nach schwerer körperlicher Betätigung gemessenen Lungenfunktion auf Asthma vorab untersucht werden. Die Vorteile der Teilnahme bestehen darin, dass die Teilnehmer Messungen ihrer VO2max- und Blutlaktatkonzentration während submaximaler und maximaler Belastung erhalten, was nützliche Informationen für die Athleten in Bezug auf die Trainingsplanung sein wird. Die Teilnehmer können bekannte Nebenwirkungen von inhaliertem Salbutamol erfahren, darunter Zittern, Tachykardie, Mundtrockenheit, Kopfschmerzen und Muskelkrämpfe (17). Unerwünschte Ereignisse (AE) werden dem primären Prüfarzt gemeldet und die Standardroutinen der Institution werden befolgt. Dazu gehören alle Ereignisse, die auf einen Anwendungsfehler oder vorsätzlichen Missbrauch (nach ISO/FDIS 14155) zurückzuführen sind: alle unerwünschten medizinischen Ereignisse, unbeabsichtigten Krankheiten oder Verletzungen oder alle unerwünschten klinischen Anzeichen (einschließlich eines anormalen Laborbefunds) bei Teilnehmern oder anderen Personen , bezogen auf die beteiligten Verfahren (beliebiges Verfahren im Projektplan).

Projektverantwortung und Schlüsselrollen Das Projekt wird an der Norwegian School of Sport Sciences in Oslo durchgeführt, die die Institution mit akademischer Verantwortung sein wird. Die Masterstudenten Martine Gøransson und Sandra Viksjø werden die Tests unter der Aufsicht von PhD Julie Stang, PhD Olav Vikmoen und PhD Student Ove H Sollie durchführen. Prof. Thomas Halvorsen (MD) ist medizinisch verantwortlich für das Projekt. Professor Trine Stensrud und PhD Elisabeth Edvardsen sind assoziierte Forscher im Projekt.

Datenmanagement Verfahren für das Datenmanagement werden gemäß den Datenverarbeitungsroutinen an der Norwegischen Schule für Sportwissenschaften implementiert und gemäß den Standards von GCP durchgeführt. Während der Studie haben die Key Investigators Zugriff auf das Studienmaterial, das von einem Data Professional Officer (DPO) sichergestellt wird. Die Daten werden anonymisiert und in einer gesicherten Datenbank gespeichert. Eine Probandenidentifikationsliste mit Querverweis zwischen der Identifikationsnummer des Probanden in der Studie und den persönlichen Daten des Probanden wird zusammen mit der Studiendokumentation aufbewahrt. Nur die Schlüsselforscher haben Zugriff auf dieses Codebuch mit der Verknüpfung zwischen Teilnehmer-ID und Daten. Die Datenbankbereinigung und das Ausgeben von Datenabfragen werden mit Protokollen nachvollziehbar und transparent. Die Aufbewahrungsfrist für die Datenspeicherung beträgt 5 Jahre. Die teilnehmenden Ermittler sind für die Datenerfassung, Datenverarbeitung und das Verfassen von Berichten verantwortlich.