Akutes Nierenversagen und Ultra-Ausdauerlauf

Die Studie ist ein Einzelgruppen-Design mit Vor- und Nachtest, bei dem die Teilnehmer vor Beginn des WSER, nach Abschluss des Rennens und 24 Stunden nach dem Rennen bewertet werden. Etwa eine Stunde vor Rennbeginn werden die Teilnehmer gebeten, den gesamten Inhalt ihrer Blase in einen Urinbehälter zu entleeren, um das Urinvolumen, die Flussrate und das spezifische Uringewicht (USG) zu messen, um den Hydratationsstatus zu beurteilen und für die anschließende Analyse des Risikos eines akuten Nierenschadens (AKI) (Insulin-like Growth Factor-Binding Protein 7 (IGFBP7), Tissue Inhibitor of Metalloproteinase 2 (TIMP-2) und Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL)). Den Teilnehmern wird außerdem eine Garmin 945 GPS-Uhr und ein Wearable (d. h. der HRM-PRO Run Dynamics Gurt) für das Rennen zur Verfügung gestellt. Das System ist ein wasserdichter Herzfrequenz-Monitor-Gurt mit einem eingebetteten Beschleunigungsmesser, der Gangmetriken (Bodenreaktionskraft) quantifiziert. Zu diesem Zeitpunkt wird auch ihr Gewicht gemessen und ein kurzer Fragebogen ausgefüllt, um die kürzliche Einnahme von nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAIDs) zu dokumentieren. Schließlich wird das Forschungsteam eine kleine Kapillarprobe (~ 300 Mikroliter) Vollblut in ein heparinisiertes Röhrchen entnehmen und die Probe sofort auf Kreatinin (CR) und Harnstoffstickstoff (BUN) mit einem tragbaren Point-of-Care-Analysegerät (i-STAT 1 Wireless, Abbott, Princeton) analysieren.

Nach Abschluss des WSER werden die Teilnehmer erneut gebeten, eine Urinprobe (nach der Vor-Rennen-Methodik) abzugeben, ihr Gewicht messen zu lassen, den Fragebogen zur zusätzlichen NSAID-Einnahme während des Rennens auszufüllen und schließlich eine letzte Kapillarblutprobe für die Nach-Rennen-Analyse von CR und BUN. Die Teilnehmer werden dann randomisiert einer von zwei Gruppen (Natriumbicarbonat (SB) oder Placebo) zugeteilt, wobei eine Gruppe eine vorverpackte Standardmenge von entweder 15, 19 oder 22 Gramm Natriumbicarbonat erhält, bereitgestellt von Maurten (Maurten Bicarb System, MaurtenTM, Göteborg, SWE), abhängig von ihrem Körpergewicht. MaurtenTM wird auch ein äquivalentes Placebo-Produkt bereitstellen. Die Teilnehmer werden gebeten, das SB oder Placebo zu konsumieren, das in einem patentierten Hydrogel-System (ähnlich einem Joghurt) geliefert wird. Das Urin- und Blutentnahmeverfahren wird 24 Stunden nach dem Rennen an einem noch zu bestimmenden Ort wiederholt.

Alle Urinproben werden in einem entsprechend gekennzeichneten Biogefährdungsbehälter mit Kühlpacks verpackt und in das Integrated Human Performance Lab (IHPL; Principal Investigator (PI)-Siegler) der Arizona State University zurückgebracht, um das AKI-Risiko mit dem Forschungsteam zu messen. Gemäß den Vorschriften der Transportation Security Administration (TSA) sind biologische Proben, die nicht infektiös sind und weniger als 30 ml Flüssigkeit pro Behälter enthalten, im aufgegebenen Gepäck zulässig. Die Proben von jedem der 3 Rennen werden jeweils etwa 5 Milliliter (ml) pro Proband betragen (also geschätzt 50 ml insgesamt für jedes der 3 Rennen).

Methodische Techniken & Messungen:

Anthropometrische Bewertungen (Beschreibende Daten) Die Teilnehmer werden gebeten, die Toilette zu benutzen, um ihre Blase zu entleeren (diese Probe wird für AKI-Biomarker, Urinvolumen und USG verwendet), woraufhin Messungen von Größe und Körpermasse durchgeführt werden. Diese Messung wird vor und nach dem Rennen durchgeführt, um den Verlust von Körpergewicht (z. B. Dehydrierung) abzuschätzen.

Urinvolumen und spezifisches Gewicht (USG) Die Teilnehmer werden gebeten, in graduierte Messbecher (~ 900 ml) zu urinieren, die anschließend verwendet werden, um das Gesamturinvolumen vor, nach dem Rennen und 24 Stunden nach dem Rennen zu berechnen und AKI-Marker zu normalisieren. Sobald das Volumen ermittelt ist, werden Proben aus dieser Messung verwendet, um Dehydrierung (USG) zu beurteilen und für die anschließende AKI-Analyse (siehe Nierenschädigungsmarker). USG wird mit einem Handrefraktometer (Atago PALTMSeries, Tokyo, JP) gemessen.

Kapillare Blutentnahmen Kapillarblut (~ 300 Mikroliter; 600 insgesamt) wird vor, nach dem Rennen und 24 Stunden nach dem Rennen von einem Zeigefinger entnommen, um Kreatinin (CR) und Harnstoffstickstoff (BUN) mit einem tragbaren Point-of-Care-Analysegerät (i-STAT 1 Wireless, Abbott, Princeton) zu messen.

Nierenschädigungsmarker Das AKI-Risiko wird mit Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA)-Kits bewertet, um die Konzentrationen von Insulin-like Growth Factor-Binding Protein 7 (IGFBP7) (RayBiotech Life, Peachtree Corners, GA), Tissue Inhibitor of Metalloproteinase 2 (TIMP-2) (RayBiotech Life, Peachtree Corners, GA) und Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) (Enzo Life Sciences, Farmingdale, NY) zu messen. Urinproben werden vor der Analyse zentrifugiert und der resultierende Überstand für Analysen verwendet. Die Nierenmarker werden auf die Urinflussrate normalisiert, wobei Veränderungen der Urinproduktion berücksichtigt werden, die unter Dehydrierungsbedingungen wie Hitze bei Bewegung auftreten können. Alle ELISA-Analysen werden gemäß den Herstellervorschriften durchgeführt.

Herzfrequenz- und Aktivitätsprofil Die Teilnehmer tragen während des Rennens einen brustmontierten Herzfrequenzmonitor (Garmin HRM-PRO Run Dynamics Gurt). Das Gerät besteht aus einem elastischen Gurt mit einem eingebetteten Sensor, der direkt auf der Haut getragen wird, horizontal um die Brust positioniert, knapp unterhalb der Brustmuskeln (Brustbein), gemäß den Herstelleranweisungen. Vor dem Rennen wird ein geschultes Mitglied des Forschungsteams die korrekte Platzierung und Passform des Herzfrequenzgurts demonstrieren. Die Teilnehmer werden angewiesen, sicherzustellen, dass der Gurt fest, aber bequem sitzt, normale Atmung und Bewegung ohne übermäßige Enge ermöglicht. Der Gurt liefert keine elektrische Stimulation oder Vibration; er zeichnet Herzfrequenz- und Bewegungsdaten passiv auf. Die Teilnehmer können den Herzfrequenzgurt während des Rennens jederzeit anpassen oder entfernen, wenn sie Unbehagen, Hautirritationen oder andere Bedenken haben. Das Entfernen des Gurts hat keine Auswirkungen auf die weitere Teilnahme an der Studie oder führt zu einer Strafe. Herzfrequenz (HR) und Aktivitätsraten (über Beschleunigungsmessermessungen) werden kontinuierlich (1 Hertz (Hz)) während des Rennens gemessen, während die Teilnehmer eine Garmin 945 GPS-Uhr und ein Wearable (d. h. den HRM-PRO Run Dynamics Gurt) tragen.

NSAID-Fragebogen Während der Datenerfassung vor dem Rennen werden die Teilnehmer gefragt, ob sie vor Rennbeginn nichtsteroidale Antirheumatika eingenommen haben (Menge und Typ (z. B. Ibuprofen)). Sobald das Rennen abgeschlossen ist, wird derselbe Fragebogen verwendet, um die Teilnehmer zu fragen, ob sie während des Rennens NSAIDs eingenommen haben und in welcher Menge.