"Verwendung einer Gesichtsmaske während hochintensiver Intervallübungen in gemäßigten und heißen Umgebungen"

Die Verwendung von Masken in öffentlichen Einrichtungen wird empfohlen, um die Ausbreitung des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) zu begrenzen, das die Krankheit verursacht, die als COVID-19 bekannt ist und von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) und der Welt unterstützt wird Gesundheitsorganisation (WHO). Das Tragen einer Maske während des Trainings kann Auswirkungen auf Freizeitsportler und Sportler haben, die mit hohen Trainingsintensitäten trainieren und an Wettkämpfen teilnehmen, da sich gezeigt hat, dass dies die Ventilation (VE) einschränkt und das endtidale CO2 im Vergleich zu einer Kontrolle ohne Maske erhöht. Beispielsweise sind N95-Masken so konzipiert, dass sie fester um Nase und Mund sitzen als andere Maskentypen, und es wurde gezeigt, dass sie die Marker der maximalen Trainingsleistung im Vergleich zu einer Kontrolle ohne Maske für Personen reduzieren, die ein inkrementelles Rampenprotokoll auf einem Fahrradergometer durchführen .

Im Gegensatz zu N95-Masken, die Gesundheitspersonal vorbehalten sind, können vom National Institute for Occupational Safety and Health zertifizierte chirurgische Masken während des Trainings leicht getragen werden, um das Risiko einer Ausbreitung von COVID-19 zu verringern. Tatsächlich sitzen diese Masken lockerer als die N95, reduzierten jedoch nicht die maximale Leistung (Pmax), den relativen Sauerstoffverbrauch (ml/kg/min) oder die Testdauer in zwei Studien, in denen die Teilnehmer einen progressiven Maximalbelastungstest auf einem Fahrradergometer durchführten . Darüber hinaus veränderte die Verwendung einer chirurgischen Maske während eines progressiven maximalen Radfahrtrainingsprotokolls die kardiovaskulären, metabolischen und pulmonalen Messungen im Vergleich zu einem Zustand ohne Maske bei gesunden Personen nicht, mit Ausnahme einer Abnahme der maximalen Herzfrequenz (HFmax). Eine andere kürzlich durchgeführte Studie, die ein progressives maximales Fahrradtrainingsprotokoll verwendete, zeigte keine Änderung der (HFmax) unter Verwendung der Fahrradergometrie, wenn die Verwendung einer chirurgischen Maske mit einem Zustand ohne Maske verglichen wurde. Während diese Art von progressivem Maximalbelastungstest häufig für klinische und Laborumgebungen verwendet wird, um kardiovaskuläre, pulmonale und metabolische Marker zu bewerten, wird diese Art von Belastungsprotokoll nicht oft von Sportlern eingesetzt, die ihre Leistung verbessern möchten, oder von Freizeitsportlern, die Maßnahmen zur Verbesserung der Fitness ergreifen. Da dieses Übungsprotokoll nicht von Athleten oder Freizeitsportlern zum Trainieren verwendet wird, ist es schwierig, die Ergebnisse der Maskenverwendung während progressiver Maximalbelastungstests auf allgemein praktizierte Übungsformen zu übertragen. Tatsächlich kommt eine kürzlich durchgeführte Metaanalyse zu dem Schluss, dass das Tragen einer Maske bei einer Vielzahl von Trainingsintensitäten und -modalitäten nur minimale Auswirkungen auf kardiovaskuläre, respiratorische oder metabolische Variablen hat. Hochintensives Intervalltraining (HIIE) wurde jedoch nicht in diese Analyse einbezogen , noch waren heiße Umgebungstemperaturen. Daher sind die physiologischen oder metabolischen Reaktionen beim Tragen einer chirurgischen Maske medizinischer Qualität mit HIIE sowohl in gemäßigten als auch in heißen Umgebungen noch nicht bekannt.

Intervalltraining mit hoher Intensität ist eine beliebte zeiteffiziente Trainingsmethode, die kurze Trainingseinheiten mit hoher Intensität beinhaltet, gefolgt von entweder aktiven (Training mit geringer/mäßiger Intensität) oder passiven (kein Training) Ruhephasen. Es hat sich gezeigt, dass Intervalltraining mit hoher Intensität ein sicherer und effektiver Weg ist, um die körperliche Fitness oder Leistung in einer vielfältigen Population zu steigern, zu der Sportler in Freizeit-, Wettkampf- und klinischen Umgebungen gehören. Da HIIE sowohl im Innen- als auch im Außenbereich durchgeführt werden kann und die Verwendung einer Maske die physiologische und wahrnehmungsbezogene Belastung der Übung je nach Temperatur und Luftfeuchtigkeit erhöhen kann. In einer heißen Umgebung (40 °C und 20 % Luftfeuchtigkeit) wurde kein Unterschied in der Hauttemperatur unter oder außerhalb einer KN95-Maske bei gesunden Männern festgestellt, die eine 45-minütige körperliche Aktivität mit mäßiger Intensität durchführten, die Bewegungen nachahmte, die in beruflichen Umgebungen erforderlich sind. Auch wurde kein Unterschied im thermischen Unbehagen des ganzen Körpers festgestellt, und es wurde eine Zunahme der wahrgenommenen Atemnot um 36 % beobachtet. Darüber hinaus erhöhte die Verwendung einer chirurgischen Maske während einer 30-minütigen leichten Bergauf-Laufbandübung das Risiko eines Hitzschlags in einer heißen und feuchten Umgebung nicht. Bisher hat keine Forschungsstudie die Auswirkungen der Verwendung von chirurgischen Masken während des HIIE unter verschiedenen Umgebungsbedingungen untersucht.

Daher war der Zweck dieser Studie, die Auswirkungen der Verwendung von chirurgischen Masken während des HIIE auf kardiovaskuläre, metabolische, thermoregulatorische und Wahrnehmungsreaktionen in gemäßigten und heißen Umgebungen zu untersuchen.

Methodenː In randomisierter Weise absolvierten zehn gesunde Teilnehmer zwei HIIE-Sitzungen in einer 36 °C heißen Umgebung (HIIE-HOT) und zwei HIIE-Sitzungen in einer Umgebung mit 23 °C (HIIE-TEMP), während sie eine (MASKE) und keine OP-Maske trugen Maske (CON).

Verfahren Anthropometrie und Messungen der maximalen Sauerstoffaufnahme Vor den experimentellen Versuchen besuchten die Teilnehmer die Trainingsphysiologie-Labors für Anthropometrie und VO2max-Messung. Die Körpergröße wurde mit einem Stadiometer (SECA, seca 216, Chino, CA, USA) und das Gewicht mit einer Digitalwaage (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO) gemessen. Dann absolvierten die Teilnehmer vor dem VO2max-Test auf einem elektrisch gebremsten Fahrradergometer (Lode, Excalibur Sport, Groningen, Niederlande) ein 5-minütiges Aufwärmen bei einer selbstgewählten Trainingsintensität. Während des VO2max-Tests wurde die HF mit einem Polar HR-Monitor (Polar, Polar H10, USA) gemessen, wobei jeder Test auf eine Dauer zwischen 10 und 12 Minuten ausgelegt war. Der Anfangswiderstand und die kontinuierliche Widerstandssteigerung (zwischen 20-40 Watt) während des gesamten Tests basierten auf der selbstberichteten Fitness der Teilnehmer. Die Beendigung des VO2max-Tests erfolgte bei freiwilliger Erschöpfung oder wenn der Teilnehmer eine Fahrradkadenz von 60 Umdrehungen pro Minute oder höher nicht mehr aufrechterhalten konnte. Der Gasaustausch wurde mit einem Stoffwechselanalysegerät (Parvo Medics Inc, TrueOne 2400, Salt Lake City, UT) gemessen und die Daten wurden mit einem gleitenden Mittelwert von 11 Atemzügen analysiert20. Als primäres Kriterium für eine VO2max wurde ein beobachtetes Plateau kategorisiert, das um weniger als 150 mlO2/min variierte21. Um ein Plateau unter Verwendung von Primärkriterien zu bestimmen, wurde der Mittelwert der absoluten Differenz von jedem benachbarten Datenpunkt in den letzten 30 Sekunden des gleitenden VO2-Durchschnitts von 11 Atemzügen mit 150 mlO2/min21 verglichen; war der Durchschnittswert kleiner, wurde der Test als VO2max kategorisiert. In Abwesenheit eines Plateaus wurde eine VO2max bestätigt, wenn zwei der drei sekundären Kriterien erfüllt waren: 1) ein RPE ≥ 17, 2) ein Atemaustauschverhältnis (RER) von 1,1 oder mehr und 3) eine HF innerhalb von 10 Schlägen der geschätzten maximalen Herzfrequenz unter Verwendung des Jones et al. Gleichung (202 - 0,72 x Alter). Die höchste Leistungsabgabe, die beim VO2max-Test aufgezeichnet wurde, wurde verwendet, um die hochintensiven und aktiven Erholungskämpfe für die HIIE-Sitzungen zu berechnen.

Hochintensive Intervall-Übungsversuche Vor allen HIIE-Sitzungen wurde der Hydratationsstatus der Teilnehmer durch Messen des spezifischen Uringewichts (USG) unter Verwendung eines tragbaren Refraktometers (Cole-Parmer, RSA-BR90A, Vernon Hills, IL) bewertet. Eine USG-Messung von weniger als 1,020 g/cc ermöglichte es den Teilnehmern, mit den HIIE-Sitzungen fortzufahren. Wenn der USG größer als 1,020 g/cc war, tranken die Teilnehmer 500 ml Wasser und wurden nach 30 Minuten erneut bewertet. Diese Wasserzufuhr wurde nur zweimal wiederholt, wenn USG über 1,020 g/cc blieb.

Ein randomisiertes Cross-Over-Design mit wiederholten Messungen wurde verwendet, um kardiovaskuläre, thermoregulatorische, metabolische und wahrgenommene Reaktionen vor und während HIIE in vier experimentellen Studien zu vergleichen, die bei zwei Besuchen durchgeführt wurden. Für jeden Besuch, der durch mindestens 72 Stunden getrennt war, absolvierten die Teilnehmer zwei HIIE-Sitzungen, die durch 3 Stunden Pause getrennt waren. Jeder HIIE-Kampf bestand aus 10 Kämpfen, die 30 Sekunden dauerten und bei 85 % Pmax durchgeführt wurden, gefolgt von 90 Sekunden aktiver Erholung bei 30 % Pmax. Die HIIE-Sitzungen wurden in einer gemäßigten Umgebung (23 °C, 25 % relative Luftfeuchtigkeit) mit (TEMP/MASK) und ohne chirurgische Maske (TEMP/CON) und in einer heißen Umgebung (36 °C, 14 % relative Luftfeuchtigkeit) durchgeführt ) mit (HOT/MASK) und ohne OP-Maske (HOT/CON). Während des Übungsprotokolls durften die Teilnehmer Wasser trinken.

Während der HIIE-Sitzungen mit Maske wurden alle Teilnehmer angewiesen, die chirurgische Maske eng anliegend über Nase und Mund zu tragen. Die Teilnehmer passten die flexible Metallplatte innerhalb der chirurgischen Maske über den Nasenrücken an und hatten die Unterseite der Maskenabdeckung unter dem Kinn. Während der 3-stündigen Ruhezeit wurde den Teilnehmern eine 350-Kalorien-Mahlzeit (7 g Fett; 64 g Kohlenhydrate; 9 g Protein) und Wasser nach Belieben zur Verfügung gestellt.

Kardiovaskuläre Messungen Vor jedem HIIE-Versuch und nach 5-minütiger Ruhe im Sitzen wurde der Ruheblutdruck mit einem Blutdruckmessgerät und einem Stethoskop gemessen. Ein gemäß den Herstellerrichtlinien kalibriertes Herzimpedanzgerät (PhysioFlow®, NeuMeDex, Bristol, PA) wurde zur indirekten Messung des Herzzeitvolumens (CO), des Schlagvolumens (SV) und der HF verwendet. Diese Messungen wurden kontinuierlich unter Verwendung einer 10-Sekunden-Mittelung durchgeführt, die von der PhysioFlow®-Software während jeder HIIE-Sitzung bereitgestellt wurde.

Stoffwechselmessungen Ein Nahinfrarot-Spektroskopiegerät (NIRS) (Moxy, Moxy Monitor System, MN, USA) wurde verwendet, um während jeder HIIE-Sitzung jede Sekunde die Sauerstoffversorgung des Muskelgewebes zu messen. Der höchste Wert der Sauerstoffversorgung des Muskelgewebes aus jeder aktiven Ruhephase (MTO aktive Ruhe %) wurde für jede HIIE-Sitzung gemittelt. Zusätzlich wurde der niedrigste Wert der Sauerstoffversorgung des Muskelgewebes (MTO während HIIE %) pro Kampf mit hoher Intensität aufgezeichnet und aus jeder HIIE-Sitzung gemittelt. Die Differenz der durchschnittlichen MTO-Aktivruhe % und MTO während HIIE % wurde verwendet, um die Differenz der Muskelgewebeoxygenierung (MTO-Differenz %) zu berechnen. Alle MTO-Messungen wurden am dominanten Bein an einer markierten Stelle am Vastus lateralis durchgeführt, die eine Bewegung ohne Störung durch das NIRS-Gerät ermöglichen würde. Ein Pulsoximeter (Caretaker, Caretaker Medical, USA) wurde verwendet, um SpO2 während HIIE zu messen. Blutlactatmessungen (Lactate Plus, NOVA Biomedical, MA) wurden in doppelter Ausführung am Ohrläppchen unmittelbar vor und 5 Minuten nach HIIE durchgeführt.

Wahrnehmungsmessung vor und während HIIE Borgs Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (6 Ruhe bis 20 maximale Anstrengung) Skala (RPE) und thermische Empfindung (0 sehr kalt bis 8 sehr heiß) wurde unmittelbar vor und alle vier Minuten in HIIE gemessen. Eine Atemnotskala (0 mm keine Atemnot bis 200 mm maximale Atemnot) wurde unmittelbar vor, nach 10 Minuten und unmittelbar nach dem Training verwendet, um die subjektive Veränderung der Atembeschwerden aufzuzeichnen. Die höchsten Messwerte sowohl für RPE (Spitzen-RPE) als auch für die thermische Empfindung (Spitzenwärmeempfindung) wurden pro durchgeführter HIIE-Sitzung aufgezeichnet. Zusätzlich wurden RPE (RPE avg) und Dyspnoe-Scores über die Zeit für jede HIIE-Sitzung gemittelt.

Thermische Belastungs- und Hydratationsmessungen Während jeder HIIE-Übungssitzung wurden kontinuierliche Kerntemperaturmessungen unter Verwendung von rektalen Thermistoren (Ösophagus-/rektale Temperatursonde der Stufe 1, Smiths Medical, Minneapolis, MN, USA) durchgeführt, die mit einem Thermometer (Precision 4000, YSI Incorporated, Yellow Springs) verbunden waren , OH, USA) und überwacht, um die Sicherheit der Teilnehmer zu gewährleisten. Zusätzlich wurden für jede HIIE-Sitzung die ∆ Kerntemperatur (d. h. die Differenz zwischen der maximalen Kerntemperatur und der Kerntemperatur vor Beginn des Trainings) und die maximale Kerntemperatur aufgezeichnet. Schwitzrate und Dehydrierung wurden anhand des Nacktgewichts vor dem Training, des Nacktgewichts nach dem Training, der Wasseraufnahme und der Urinausscheidung nach dem Training berechnet27. Die Teilnehmer wurden gebeten, ihr Nacktgewicht vor und nach dem Training mit einer Digitalwaage (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO) in einem privaten Raum zu messen und anzugeben.