Membranfunktion und Taucherausdauer

Die Ziele dieses Projekts sind: (1) Testen einer Methode, die die persönliche Ausdauer erhöhen und den übermäßigen Anstieg des Kohlendioxids im Blut während Unterwasserübungen bei Tauchern reduzieren könnte; und (2) die Mechanismen verstehen, durch die rote Blutkörperchen Sauerstoff und Kohlendioxid transportieren, und ihre möglichen Auswirkungen auf die Trainingskapazität. Während des Unterwassertrainings sind die persönliche Ausdauerkapazität und ein erhöhter PCO2-Wert im Blut Schlüsselparameter, die die Sicherheit und Leistung eines Tauchers beeinflussen. Im Gegensatz zu Übungen an Land tritt Hyperkapnie häufig während Tauchgängen auf und kann die kognitive Funktion beeinträchtigen und den Taucher für eine Sauerstofftoxizität des zentralen Nervensystems (ZNS) und Krämpfe unter Wasser prädisponieren. Einige Menschen haben von Natur aus eine geringe Chemosensitivität der Atemwege und entwickeln während eines Tauchgangs eher eine Hyperkapnie. Mangelnde Ausdauer kann auch eine einsatzkritische Variable sein, und sowohl die Ausdauer als auch die Fähigkeit, das Kohlendioxid im Blut zu kontrollieren, hängen von der Funktion der Atemmuskulatur (hauptsächlich des Zwerchfells) ab, für die die Ausdauerkapazität mit der Anzahl der Mitochondrien zusammenhängt. Frühere Studien aus unserem Labor haben eine erhöhte mitochondriale Biogenese mit Training gezeigt, während ein niedriger, subtoxischer (200 ppm) Kohlenmonoxidgehalt eingeatmet wurde. In dieser Studie werden wir die Wirkung des täglichen Atemmuskeltrainings mit und ohne Kohlenmonoxidzusatz auf die Atemmuskelkraft, die Zwerchfelldicke, die Atemmuskelausdauer und die Trainingsausdauer während eines anschließenden Tauchgangs in 50 Fuß Meerwasser testen. Arterielle PCO2- und Milchsäurewerte werden während Belastungstests vor und nach dem Training gemessen. Der Transport von O2 und CO2 durch Erythrozytenzellmembranen erfolgt hauptsächlich durch Kanäle. Erythrozyten von Freiwilligen in dieser Studie werden auf O2- und CO2-Durchlässigkeit getestet und um die Gastransporteffizienz mit der Trainingsleistung und dem Blut-PCO2 zu korrelieren.