Kombinierte tDCS und pneumatische Kompression zur Erholung nach einem 10-km-Lauf

Das Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen einer kombinierten transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) und pneumatischen Kompression (PC) auf die Erholung bei männlichen Master-Läufern nach einem 10-Kilometer-Lauf zu untersuchen. Die Studie zielt auch darauf ab, zu prüfen, ob diese Interventionen die Erholungszeit verkürzen und einen Leistungsabfall nach längerer und intensiver körperlicher Betätigung verhindern können.

Diese Studie wird als randomisierte, kontrollierte Crossover-Studie mit einem gemischten experimentellen Design durchgeführt. Jeder Teilnehmer wird in randomisierter Reihenfolge vier verschiedene Erholungsprotokolle durchlaufen, wobei zwischen den Sitzungen ein einwöchiges Intervall liegt. Die Randomisierung wird mit Research Randomizer durchgeführt, wobei die Teilnehmer einer von vier Sequenzen zugewiesen werden (z.B. B-A-D-C). Die Teilnehmer werden nur durch numerische Codes identifiziert, um die Verblindung zu gewährleisten und die Vertraulichkeit zu wahren. Jeder Teilnehmer wird alle Protokolle durchlaufen, was innerhalb der Probanden Vergleiche ermöglicht und ordnungsbedingte Verzerrungen minimiert.

Die vier Erholungsprotokolle sind:

(A) tDCS-Gruppe: ausschließlich transkranielle Gleichstromstimulation (B) PC-Gruppe: ausschließlich pneumatische Kompression (PC) (C) tDCS + PC-Gruppe: gleichzeitige Anwendung von tDCS und PC (D) Kontrollgruppe: passive Ruhe ohne Intervention

Die tDCS- und PC-Interventionen stellen die unabhängigen Variablen dar, während abhängige Variablen den Well-being Questionnaire (WBQ), Total Quality Recovery (TQR), Herzfrequenzvariabilität (HRV), Stroop-Test-Leistung, vertikale Sprunghöhe und maximale willkürliche isometrische Kontraktion (MVIC) mit Elektromyographie (EMG)-Aufzeichnungen umfassen.

Teilnehmer werden 35 männliche Master-Langstreckenläufer im Alter von 40-55 Jahren sein, die in Bursa, Türkei, leben und mindestens fünf Jahre konsequentes Training vorweisen. Die Teilnehmer trainieren fünf Tage pro Woche für etwa 90 Minuten pro Tag und müssen die aeroben Fitnesskriterien des American College of Sports Medicine erfüllen, einschließlich der Teilnahme an einem offiziellen 10-Kilometer-Rennen unter 50 Minuten innerhalb der letzten sechs Monate und der Aufrechterhaltung eines wöchentlichen Laufvolumens von 60-80 Kilometern. Freiwillige werden aus der lokalen Langstreckenlauf-Community rekrutiert, die der Hauptuntersucherin Hilal Oruç Kaya bekannt ist.

Teilnehmer werden ausgeschlossen, wenn sie in den letzten sechs Monaten regelmäßig Medikamente eingenommen haben; Stimulanzien, Koffein oder Alkohol innerhalb von 24 Stunden vor dem Test konsumiert haben; rauchen; in den letzten sechs Monaten muskuloskelettale Verletzungen erlitten haben; derzeit Physiotherapie erhalten; neurologische Erkrankungen wie Epilepsie oder eine Vorgeschichte von Anfällen haben oder Herz-, Gehirn- oder andere elektronische Implantate besitzen. Weitere Ausschlusskriterien sind offene Wunden oder dermatologische Erkrankungen am Kopf, Durchblutungsstörungen wie tiefe Venenthrombose, periphere arterielle Verschlusskrankheit, schwere Krampfadern oder vorherige Exposition gegenüber tDCS- oder PC-Interventionen. Teilnehmer können freiwillig zurücktreten, Sitzungen verpassen oder entfernt werden, wenn kardiovaskuläre, neurologische oder orthopädische Komplikationen während der Übung oder Interventionen auftreten oder wenn sie übermäßige Beschwerden oder Nebenwirkungen durch die tDCS- oder PC-Prozeduren erfahren. Die schriftliche Einwilligungserklärung wird eingeholt, nachdem die Teilnehmer über den Zweck, die Verfahren, potenzielle Risiken und Vorteile der Studie informiert wurden.

Die Stichprobengröße wurde mit G*Power Version 3.1.9.7 für eine Varianzanalyse mit wiederholten Messungen und Within-Between-Interaktion berechnet, unter Annahme einer Effektgröße von f = 0,30, einem Alpha-Niveau von 0,05 und einer statistischen Power von 0,80, was eine erforderliche Stichprobengröße von 28 Teilnehmern ergab. Um potenzielle Ausfälle zu berücksichtigen, werden insgesamt 35 Teilnehmer rekrutiert.

Screening- und Eingewöhnungssitzung

Teilnehmer werden anthropometrische Messungen (Körpermasse, Körperfettanteil und Körpergröße) mit einem Tanita BC 418 MA Körperzusammensetzungsanalysator und einem Seca Stadiometer unterzogen. Die körperliche Fitness wird mit einem 12-minütigen Cooper-Test bewertet, der auf einer 400-Meter-Außenbahn unter kontrollierten Umweltbedingungen durchgeführt wird (Temperatur 20-24°C, relative Luftfeuchtigkeit 50-70%, Windgeschwindigkeit ≤10 km/h). Ein standardisiertes 20-minütiges Aufwärmprogramm, einschließlich Jogging, Beschleunigungen, Sprüngen und Dehnübungen, wird dem Test vorausgehen. Die Entfernungen werden mit einer Polar V3 Global Positioning System (GPS)-Uhr aufgezeichnet.

Teilnehmer werden auch eine Eingewöhnungssitzung mit dem 10-Kilometer-Laufkurs, tDCS- und PC-Geräten, dem Stroop-Test, MVIC-Verfahren und vertikalen Sprungbewertungen absolvieren, um das Verständnis aller Studienverfahren sicherzustellen.

Experimentelle Sitzungen

Messungen vor dem Lauf (T1): Teilnehmer werden den Well-being Questionnaire (WBQ) und die Total Quality Recovery (TQR)-Skalen ausfüllen. Herzfrequenz (HR) und Herzfrequenzvariabilität (HRV) werden für 10 Minuten mit einer Polar V3 GPS-Uhr und einem H10 Herzfrequenzmonitor aufgezeichnet. Die kognitive Leistung wird mit dem Stroop-Test bewertet, die vertikale Sprunghöhe wird gemessen und die MVIC der Quadrizepsmuskeln wird mit Elektromyographie (EMG) aufgezeichnet.

10-Kilometer-Lauf: Teilnehmer werden einen 10-Kilometer-Lauf bei 75% Belastungsintensität, berechnet mit der Karvonen-Formel, absolvieren. Die Belastungsintensität wird mit GPS- und HR-Daten überwacht. Die wahrgenommene Anstrengung wird mit der Borg 20-Punkte Rating of Perceived Exertion-Skala nach 5 Kilometern und unmittelbar nach Abschluss des Laufs bewertet.

Messungen nach dem Lauf (T2): Alle Messungen, die bei T1 durchgeführt wurden, werden unmittelbar nach dem 10-Kilometer-Lauf wiederholt.

Interventionen

Teilnehmer werden zufällig einem der vier Erholungsprotokolle zugewiesen:

tDCS: 20 Minuten 2 mA Stimulation, angewendet auf die F3- und F4-Regionen des dorsolateralen präfrontalen Kortex in halbliegender Position mit dem Brain Premier-Gerät

PC: 20 Minuten sequentielle pneumatische Kompression, angewendet auf die unteren Gliedmaßen mit dem Normatec pneumatischen Kompressionssystem, mit einem einstellbaren Kompressionsdruck zwischen 20 und 100 mmHg, gemäß standardisierten Druck- und Zeitprotokollen

tDCS + PC: gleichzeitige Anwendung beider Interventionen für 20 Minuten

Kontrolle: passive Ruhe in halbliegender Position für 20 Minuten

Teilnehmer in den tDCS-Bedingungen werden Empfindungen und wahrgenommene Intensität der Stimulation (z.B. Juckreiz, Brennen, Unbehagen) mit einem strukturierten Fragebogen melden.

Messungen nach der Intervention (T3): Alle Messungen, die bei T1 durchgeführt wurden, werden unmittelbar nach der Intervention wiederholt.

Ergebnisparameter

Subjektive Erholungsmaße: Well-being Questionnaire (WBQ) und Total Quality Recovery (TQR)

Autonome Maße: Herzfrequenzvariabilität (HRV) und GPS-abgeleitete Daten

Kognitive Leistung, bewertet mit dem Stroop-Test

Vertikale Sprunghöhe, bewertet mit der My Jump-Anwendung

MVIC der Quadrizepsmuskeln, aufgezeichnet mit Elektromyographie (EMG) gemäß den Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM)-Richtlinien

Statistische Analyse

Die Daten werden mit IBM SPSS Statistics Version 29 analysiert. Die Normalverteilung wird mit dem Shapiro-Wilk-Test, die Homogenität der Varianzen mit dem Levene-Test und die Sphärizität mit dem Mauchly-Test bewertet. Eine zweifaktorielle Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (4 Zeitpunkte × 4 Bedingungen) wird verwendet, um Interaktionseffekte zu bewerten, mit Bonferroni-korrigierten Post-hoc-Vergleichen, wenn angemessen. Effektgrößen werden mit partiell Eta-Quadrat (ηp²) berichtet, wobei Werte >0,01 als klein, >0,06 als mittel und >0,14 als groß angesehen werden. Statistische Signifikanz wird auf p < 0,05 festgelegt.