Physiologische Belastung bei jungen Erwachsenen während einer simulierten Hitzewelle

Experimental: Tagelange extreme Hitzeeinwirkung

Junge Erwachsene, die den ganzen Tag über einer Überhitzung in Innenräumen ausgesetzt sind, die mit einem extremen Hitzeereignis einhergeht, das eine zehnstündige Exposition tagsüber bei 36 °C (45 % relative Luftfeuchtigkeit) und eine anschließende 14-stündige Exposition nachts bei 31 °C (45 % relative Luftfeuchtigkeit) über drei Jahre hinweg umfasst aufeinanderfolgende Tage mit nur einer Tagesbelichtung am letzten Tag.

Sonstiges: Simulierte Überhitzung in Innenräumen

Junge Erwachsene, die einem mehrtägigen extremen Hitzeereignis ausgesetzt waren

Kerntemperatur (Höchstwert) tagsüber

Maximale rektale Temperatur (15-Minuten-Durchschnitt) während der Exposition. Die rektale Temperatur wird während der gesamten Tagesperiode der simulierten Hitzewelle kontinuierlich gemessen.

Kerntemperatur (AUC) tagsüber

Fläche unter der Kurve der Rektaltemperatur (in Gradstunden)

Kerntemperatur am Ende der Tagesexposition

Rektaltemperatur gemessen zur 10. Stunde jeder Tagesexposition gegenüber einer simulierten Hitzewelle (15-Minuten-Durchschnitt)

Höhepunkt der Hitzeentwicklung tagsüber

Herzfrequenz während jeder Tagesexposition gegenüber einer simulierten Hitzewelle (15-Minuten-Durchschnitt)

Wärmerate AUC tagsüber

Herzfrequenz gemessen während jeder Tagesexposition gegenüber einer simulierten Hitzewelle (15-Minuten-Durchschnitt)

Herzreaktion auf das Stehen aus der Rückenlage (Verhältnis 30:15) tagsüber

Die kardiale Reaktion auf das Stehen wird als Verhältnis zwischen dem höchsten R-Zacken-R-Zacken-Intervall (niedrigste Herzfrequenz), gemessen beim 30. Herzschlag nach dem Stehen aus der Rückenlage (+/- 5 Schläge), und dem niedrigsten R-Zacken-zu-R-Zacken-Intervall (niedrigste Herzfrequenz) bewertet. Wellenintervall (höchste Herzfrequenz), gemessen beim 15. Herzschlag nach dem Stehen (+/- 5 Schläge). Die kardiale Reaktion auf das Stehen wird zweimal während zweier Liege-Steh-Tests (getrennt durch 10 Minuten Rückenlage) bewertet. Die Beurteilung erfolgt morgens vor (und nach der Tagesexposition).

Kognitive Funktion tagsüber

Den Teilnehmern wird ein Tablet-Gerät mit der mobilen Testplattform (Sway Medical) zur Verfügung gestellt. Die Teilnehmer absolvieren die folgenden kognitiven Tests:

Reaktionszeit: Die Teilnehmer werden gebeten, als Reaktion auf einen visuellen Hinweis eine Bewegung des Geräts einzuleiten.

Impulskontrolle: Die Teilnehmer werden gebeten, sowohl auf visuelle „Go“- als auch auf „No-Go“-Hinweise zu reagieren. Als Reaktion auf den „Los“-Hinweis veranlassen die Teilnehmer eine Bewegung des Geräts.

Gedächtnis: Die Teilnehmer absolvieren sowohl einen verzögerten Erinnerungstest als auch einen Arbeitsgedächtnistest.

Exekutivfunktion: Die Teilnehmer absolvieren den Cued-Stroop-Test, bei dem ihnen eine Abfolge von kongruenten, neutralen und inkongruenten Farbwortaufgaben präsentiert wird.

Haltungsstabilität tagsüber

Das Gleichgewicht wird auf zwei Arten beurteilt:

Methode 1: CDC 4-Stufen-Balance-Test. Die Teilnehmer halten ein Tablet an ihre Brust, dann führen akustische Hinweise die Teilnehmer durch vier aufeinanderfolgende Positionen: Füße nebeneinander, der Rist eines Fußes berührt den großen Zeh des anderen Fußes, Tandemstand mit einem Fuß vor dem anderen, Ferse berührt den Zeh , und stehe auf einem Bein. Die Gleichgewichtsbewertung wird anhand der Bewegung ausgewertet, die von einem Beschleunigungsmesser erkannt wird, der in die Hardware des Tablet-Geräts (Sway Medical Inc.) integriert ist.

Methode 2: Die Teilnehmer werden gebeten, mit schulterbreit gespreizten Füßen, der Hand in der Hüfte und geschlossenen Augen auf einer Kraftmessplatte von BTracks zu stehen. Die Bewertung umfasst vier Versuche (einen Übungsversuch) mit einer Länge von 20 Sekunden und 20 Sekunden Abstand zwischen den Versuchen. Die Vektordaten des Druckmittelpunkts (COP) entlang der vertikalen (y) und horizontalen (x) Achse werden für die gesamte Pfadauslenkungslänge (cm) während jedes Versuchs summiert.

Systolische Reaktion auf das Stehen aus der Rückenlage tagsüber

Die systolische Blutdruckreaktion beim Stehen wurde als Blutdruckunterschied zwischen Stehen und Rückenlage bewertet. Der systolische Blutdruck im Stehen wird als der niedrigste Wert der Werte angenommen, die nach 60 und 120 Sekunden Stehen gemessen werden. Die systolische Reaktion auf das Stehen wird zweimal während zweier Liege-Steh-Tests (getrennt durch 10 Minuten Rückenlage) bewertet.

Systolischer Blutdruck tagsüber

Systolischer Blutdruck in dreifacher Ausfertigung mittels automatisierter Oszillometrie gemessen (~60 Sekunden zwischen den Messungen)

Diastolischer Blutdruck tagsüber

Diastolischer Blutdruck in dreifacher Ausfertigung mittels automatischer Oszillometrie gemessen (ca. 60 Sekunden zwischen den Messungen)

Bewerten Sie das Druckprodukt tagsüber

Frequenzdruckprodukt, ein Index der Myokardarbeit und -belastung, berechnet als systolischer Blutdruck x Herzfrequenz.

Herzfrequenzvariabilität: SDNN tagsüber

Standardabweichung der normalen R-Wellen-zu-R-Wellen-Intervalle (SDNN), gemessen während 5 Minuten stimulierter Atmung (15 Atemzüge/Minute) bei Teilnehmern in sitzender Position. SDNN wird zweimal während zweier Atemphasen ausgewertet (getrennt durch 4 Minuten Sitzruhe).

Herzfrequenzvariabilität: RMSSD tagsüber

Mittlere quadratische Standardabweichung der normalen R-Wellen-zu-R-Wellen-Intervalle (RMSSD), gemessen während 5 Minuten stimulierter Atmung (15 Atemzüge/Minute) bei Teilnehmern in sitzender Position. RMSSD wird zweimal während zweier Atemphasen ausgewertet (getrennt durch 4 Minuten Sitzruhe).

Flüssigkeitsaufnahme tagsüber

Durchschnittlicher stündlicher Flüssigkeitsverbrauch, berechnet durch Abwägen der Wasseraufnahme der Teilnehmer zu Beginn und am Ende jeder Expositionsstunde (normalisiert auf die Expositionsdauer).

Flüssigkeitsverlust tagsüber

Der Flüssigkeitsverlust wird als Veränderung der Körpermasse während jeder Exposition berechnet, dargestellt als Prozentsatz der Grundkörpermasse (korrigiert um die Nahrungsaufnahme).

Änderung des Plasmavolumens während des Tages

Änderung des Plasmavolumens gegenüber den Ausgangswerten, berechnet aus doppelten Messungen von Hämoglobin und Hämatokrit zu Beginn und am Ende jeder Exposition unter Verwendung der Technik von Dill und Costill

Skala für thermische Behaglichkeit tagsüber

Der thermische Komfort wird anhand einer visuellen Analogskala bewertet („Wie angenehm fühlt sich Ihre Körpertemperatur an?“), die von „extrem unangenehm“ bis „extrem angenehm“ reicht (Mittelpunkt: neutral).

Wärmeempfindungsskala tagsüber

Das Wärmeempfinden wird anhand einer visuellen Analogskala („Wie heiß fühlen Sie sich?“) bewertet, die von „extrem heiß“ bis „neutral“ reicht (Mittelwert: heiß).

Durstgefühlsskala tagsüber

Durstgefühlsskala, bewertet über eine visuelle Analogskala („Wie durstig sind Sie?“) von „Sehr, sehr durstig“ bis „überhaupt nicht durstig“ (Mittelpunkt: mäßiger Durst).

Erregungsskala tagsüber

Skala der gefühlten Erregung, bewertet anhand einer visuellen Analogskala („Wie aufgeregt sind Sie?“) von „hohe Erregung“ bis „geringe Erregung“.

Beurteilung der Symptome einer orthostatischen Unverträglichkeit tagsüber

Kumulierte Summe der Ergebnisse von 6 Fragen, bei denen der Teilnehmer gebeten wurde, die mit orthostatischer Intoleranz verbundenen Symptome während der Liege- und Stehtests einzustufen. Alle Symptome wurden auf einer Skala von 0 (keine) bis 10 (am schlimmsten möglich) bewertet und umfassen Gefühle wie: (1) „Schwindel, Benommenheit, Ohnmachtsgefühl oder das Gefühl, ohnmächtig zu werden“; (2) „Probleme mit dem Sehen (Unschärfe, Sehflecken, Tunnelblick usw.)“; (3) „Schwäche“; (4) „Müdigkeit“; (5) „Konzentrationsschwierigkeiten“; und (6) „Kopf- und Nackenbeschwerden“.

Kerntemperatur (Höchstwert) während der Nacht

Maximale rektale Temperatur (15-Minuten-Durchschnitt) während der Exposition. Die rektale Temperatur wird während der gesamten Tagesperiode der simulierten Hitzewelle kontinuierlich gemessen.

Kerntemperatur (AUC) während der Nacht

Fläche unter der Kurve der Rektaltemperatur (in Gradstunden)

Kerntemperatur am Ende der Nacht

Rektaltemperatur gemessen zur 10. Stunde jeder Tagesexposition gegenüber einer simulierten Hitzewelle (15-Minuten-Durchschnitt)

Höhepunkt der Hitzeentwicklung in der Nacht

Herzfrequenz während jeder Tagesexposition gegenüber einer simulierten Hitzewelle (15-Minuten-Durchschnitt)

Wärmerate AUC während der Nacht

Herzfrequenz gemessen während jeder Tagesexposition gegenüber einer simulierten Hitzewelle (15-Minuten-Durchschnitt)

Herzfrequenzvariabilität: SDNN während der Nacht

Standardabweichung der normalen R-Wellen-zu-R-Wellen-Intervalle (SDNN), gemessen während 5 Minuten stimulierter Atmung (15 Atemzüge/Minute) bei Teilnehmern in sitzender Position. SDNN wird zweimal während zweier Atemphasen ausgewertet (getrennt durch 4 Minuten Sitzruhe).

Herzfrequenzvariabilität: RMSSD während der Nacht

Mittlere quadratische Standardabweichung der normalen R-Wellen-zu-R-Wellen-Intervalle (RMSSD), gemessen während 5 Minuten stimulierter Atmung (15 Atemzüge/Minute) bei Teilnehmern in sitzender Position. RMSSD wird zweimal während zweier Atemphasen ausgewertet (getrennt durch 4 Minuten Sitzruhe).

Muskelsauerstoff während einer Reihe von Herz-Kreislauf-, Haltungs- und kognitiven Tests tagsüber

Die Teilnehmer werden mit zwei Sonden ausgestattet, um die Sauerstoffversorgung des Gewebes an zwei Stellen mit einem nicht-invasiven Werkzeug zu messen: der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS). Das Gerät (Portalite, Artinis Medical, Niederlande) wird auf dem linken präfrontalen Kortex und Muskelbauch des Vastus lateralis platziert. Es misst lokale Änderungen der Oxy-, Desoxy- und Gesamthämoglobinkonzentration sowie den Gewebesättigungsindex (TSI) an der spezifischen Stelle des menschlichen Körpers und liefert wertvolle Erkenntnisse bei einer Vielzahl von Tests.

Profile der Stimmungszustände (POMS) während des Tages

Mögliche Stimmungsschwankungen (7 Stimmungsunterskalen: Anspannung, Wut, Depression, Müdigkeit, Verwirrung, Vitalität und wertschätzungsbedingter Affekt). Der POMS-40 ist ein validierter, selbst auszufüllender Fragebogen, der sieben verschiedene Aspekte des Stimmungszustands anhand von zwei positiven Subskalen (Wertschätzungsbedingter Affekt und Kraft) und fünf negativen Subskalen (Müdigkeit, Anspannung, Verwirrung, Wut und Depression) untersucht. die durch 40 verschiedene Adjektive beschrieben werden (Referenz). Für jedes einzelne Item wurden die Teilnehmer gebeten, anhand einer 5-stufigen Likert-Skala zu beschreiben, „wie Sie sich gerade fühlen“ (0 = „überhaupt nicht“, 1 = „ein wenig“, 2 = „mäßig“, 3 =). „ziemlich viel“ oder 4 = „extrem“). Die Werte von Elementen, die einer bestimmten Subskala (z. B. Müdigkeit) zugeordnet sind, wurden summiert, um deren Punktzahl zu berechnen.

Fragebogen zu Umweltsymptomen (ESQ)

Selbstberichtete Umweltreaktionen und medizinische Symptome im Zusammenhang mit längerer Hitzeeinwirkung. Der ESQ-IV ist ein validierter, selbst auszufüllender Fragebogen mit 68 Punkten, der erfolgreich zur Identifizierung von Symptomen bei Exposition gegenüber einer Vielzahl von Umweltbedingungen, einschließlich Hitzeexposition, eingesetzt wurde [24, 25]. Die Teilnehmer werden gebeten, zu beurteilen und zu beschreiben, „wie Sie sich heute gefühlt haben“, indem sie auf jedes Item auf einer 6-stufigen Likert-Skala antworten (0 = „Überhaupt nicht“, 1 = „Leicht“, 2 = „Eher“, 3 =). „Mäßig“, 4 = „ziemlich“ oder 5 = „extrem“). Der Gesamtsymptom-Score wurde aus diesen Daten berechnet, indem die Summe der Intensitätsbewertungen aller 68 einzelnen Items unter Verwendung umgekehrter Scores für die drei positiven Items aus der Liste („Ich fühlte mich gut“, „Ich fühlte mich aufmerksam“ und „Ich fühlte mich breit“) berechnet wurde Wach").

Schlafqualität und quantitative Beurteilung

Folgende Fragebögen werden ausgefüllt:

• Consensus Sleep Diary (CSD), um einen Überblick über die Schlafmenge und -qualität der vergangenen Nacht zu geben.
• Richards-Campbell-Schlaffragebogen zur Bewertung der Schlafwahrnehmung.
• Der Leeds-Fragebogen zur Schlafbewertung besteht aus einem subjektiven Fragebogen mit 10 Punkten, der darauf ausgelegt ist, Veränderungen der Schlafqualität im Verlauf der Intervention zu bewerten.

Schläfrigkeit tagsüber

Die folgenden Fragebögen werden ausgefüllt, um die Schläfrigkeit der Teilnehmer während der Tagesexpositionsperiode zu bewerten:

• Die Karolinska-Schläfrigkeitsskala misst den subjektiven Grad der Schläfrigkeit zu einer bestimmten Tageszeit.
• Die Stanford-Schläfrigkeitsskala besteht nur aus einem Punkt, bei dem der Teilnehmer eine von sieben Aussagen identifizieren muss, die seinen Grad der wahrgenommenen Schläfrigkeit am besten widerspiegelt