Establecimiento de umbrales de temperatura interior basados ​​en evidencia para proteger la salud (HW2)

OBJETIVOS

El objetivo de este proyecto es evaluar el efecto de una variedad de entornos experimentados durante las olas de calor sobre la temperatura corporal y la función cardiovascular autonómica en adultos mayores. Esto se logrará comparando las respuestas térmicas y cardiovasculares en un grupo de adultos mayores que descansan durante 8 horas en una variedad de condiciones representativas de las que se experimentan en interiores durante las olas de calor. Para evaluar cómo la tensión experimentada en estas condiciones afecta a su vez la regulación hemodinámica, este estudio también incluirá pruebas validadas de función autonómica cardiovascular.

Hipótesis

Los índices de tensión térmica y cardiovascular no se modificarán apreciablemente en adultos mayores que descansan en ambientes interiores simulados por debajo de los umbrales actualmente recomendados establecidos por Toronto Public Health (22°C y 26°C). Sin embargo, a temperaturas interiores más altas (31 °C y 36 °C), las respuestas térmicas y cardiovasculares serán elevadas. El aumento de la tensión fisiológica en estas condiciones se reflejará en respuestas atenuadas a las pruebas funcionales autonómicas cardiovasculares validadas.

MÉTODOS

Participantes Se reclutará un total de 16 adultos mayores (edad: 65-80 años) para el proyecto propuesto con una distribución aproximadamente uniforme de hombres y mujeres. Cada participante completará cada uno de los 4 brazos experimentales del estudio. Los participantes reclutados serán homogéneos en cuanto a características antropomórficas y niveles habituales de actividad física verificados a través de cuestionarios estandarizados (determinados durante una sesión preliminar). Se obtendrá el consentimiento por escrito e informado de todos los voluntarios antes de la participación.

Diseño del estudio

Instrucciones previas al juicio

Se pedirá a todos los participantes que eviten la actividad extenuante y el alcohol durante las 24 horas previas a todas las sesiones preliminares y experimentales y que ingieran una comida ligera 2 horas antes del comienzo de cada sesión. También se les pedirá a los participantes que consuman un mínimo de 500 ml de agua la noche anterior y la mañana de cada sesión para garantizar una hidratación adecuada. La hidratación adecuada se verificará a su llegada al laboratorio a través de la gravedad específica de la orina (gravedad específica de la orina <1,025). Los participantes usarán una camiseta deportiva y pantalones cortos para todas las sesiones.

Examen preliminar

Todos los participantes completarán una evaluación preliminar un mínimo de 48 horas antes de la primera sesión experimental. Durante esta sesión, se familiarizarán con todos los procedimientos experimentales y técnicas de medición y completarán el Cuestionario Get Active (GAQ) y el Cuestionario de evaluación previa a la participación de la American Heart Association para evaluar su elegibilidad para participar. El GAQ también se utilizará para evaluar los niveles de actividad habitual junto con el Cuestionario de actividad física de Kohl. Los participantes también proporcionarán su consentimiento informado verbal y escrito en este momento. Posteriormente, se evaluarán las características físicas de los participantes. La altura y la masa corporal se determinarán mediante un estadiómetro médico y un terminal de pesaje de alto rendimiento, respectivamente, y a partir de estas medidas se calculará la superficie corporal. La densidad corporal se estimará mediante pesaje hidrostático y se utilizará para calcular el porcentaje de grasa corporal.

Protocolo Experimental Cada sesión experimental comenzará aproximadamente a las 08:00. Al llegar al laboratorio, el participante proporcionará una muestra de orina para medir la gravedad específica de la orina e insertará una sonda de temperatura rectal. A partir de entonces, los participantes serán instrumentados para la medición de la temperatura de la piel. También se tomará una medición de la masa corporal (desnudo) en este momento. Luego, los participantes serán trasladados a una cámara térmica regulada a 22°C y 45%. Después de 10 minutos de descanso en decúbito supino, los participantes realizarán una batería de pruebas cardiovasculares especializadas (ver más abajo). Luego descansarán sentados en una habitación inmediatamente adyacente a la cámara térmica (~22 °C) durante ~30 min mientras se registran las temperaturas corporales de referencia y las medidas cardiovasculares. En este momento se obtendrá una muestra de sangre venosa.

Mientras se toman las medidas de referencia, la cámara térmica se calentará a las condiciones para la sesión de ese día. Cada participante completará cuatro sesiones separadas que consisten en una exposición en reposo a: i) 36 °C, en función de las temperaturas interiores máximas medidas (es decir, 35 °C) y condiciones similares al aire libre experimentadas durante las recientes olas de calor en América del Norte (HOT); ii) 31 °C, temperatura diurna promedio similar durante la ola de calor de 2010 en Ontario y Quebec, así como el límite de temperatura interior recomendado por la Organización Mundial de la Salud durante las olas de calor (WARM); iii) 26 °C correspondientes a los límites superiores recomendados para ambientes interiores establecidos por Toronto Public Health (TEMPLADO) y iv) 22 °C, para simular un ambiente con aire acondicionado (FRÍO). En todas las sesiones se establecerá una humedad relativa del 45%.

Después de la línea de base, el participante ingresará a la cámara termal donde descansará durante 8 horas. Pasarán la mayor parte de este tiempo en la posición sentada (ligeramente reclinada), excepto en la hora 6 donde volverán a realizar la batería de pruebas cardiovasculares. La temperatura rectal y de la piel y la frecuencia cardíaca se medirán continuamente durante la exposición. Se proporcionará agua del grifo ad libitum de una taza de ~ 500 ml colocada en una mesa auxiliar colocada ligeramente detrás del participante. Los participantes también podrán comer un almuerzo proporcionado por ellos mismos entre las horas 1.5 y 3.5 de exposición. Cada 60 minutos, la presión arterial y la frecuencia cardíaca se medirán por triplicado, después de lo cual los participantes se pondrán de pie para medir la masa corporal a fin de determinar las pérdidas por sudor. En este momento. a los participantes se les permitirá permanecer de pie y realizar estiramientos ligeros brevemente, si lo desean (máx. ~5 min).

El control autonómico de la frecuencia cardíaca y la presión arterial se evaluará antes y al final de cada sesión mediante una batería de pruebas cardiovasculares que, en el Estudio B, consiste en: i) análisis de la variabilidad de la frecuencia cardíaca y la sensibilidad barorrefleja espontánea durante el reposo supino, ii) batería de Ewing (modificada) para la evaluación de la función autonómica cardiovascular, y iii) análisis de la sensibilidad barorrefleja integrada durante las perturbaciones cíclicas en la presión arterial provocadas por las maniobras de posición en cuclillas. Antes de la batería, se equipará a los participantes con un monitor de presión arterial no invasivo de ECG integrado de 3 derivaciones para la medición integrada de la frecuencia cardíaca latido a latido y la presión arterial, estimada a partir de la forma de onda de la presión arterial medida en el centro izquierdo. dedo. El mismo investigador administrará la batería para todas las sesiones. Finalmente, tenga en cuenta que las dos primeras secciones de la batería que se describen a continuación se realizarán dos veces seguidas antes de los procedimientos de posición en cuclillas.

Después de 8 minutos de descanso en posición supina, se evaluará la variabilidad de la frecuencia cardíaca (HRV) y la sensibilidad barorrefleja (BRS) durante 8 minutos de descanso en posición supina. Se indicará a los participantes que respiren (diafragmáticamente) al tiempo con un metrónomo ajustado a 30 latidos/min, para eliminar la influencia del ritmo sinusal respiratorio en las fluctuaciones cíclicas de la frecuencia cardíaca y la presión arterial. A partir de entonces, el metrónomo se detendrá y se dará 1 minuto de recuperación antes del inicio de la batería del Ewing.

La batería de Ewing modificada que se empleará consta de tres pruebas diseñadas para evaluar el control autónomo de la frecuencia cardíaca y la presión arterial. Primero, los participantes realizan 1 min de respiración diafragmática profunda a una velocidad de 6 respiraciones/min. La respiración se llevará a cabo hasta la capacidad vital, es decir, a través de una inspiración y una espiración máximas. Se darán 5 min de recuperación antes de la próxima prueba. La siguiente prueba es la maniobra de Valsalva. Mientras aún están en posición supina, los participantes exhalan contra una glotis cerrada en un tubo de vinilo estrecho conectado a un transductor de presión electrónico que se utilizará para proporcionar información constante al participante sobre la presión espiratoria generada. Se indicará al participante que mantenga una presión constante de 40 mmHg durante 15 s. Durante el esfuerzo espiratorio, el aire se ventilará a través de una pequeña purga para evitar la generación de presión a través de la boca. Tras la liberación, se controlarán la frecuencia cardíaca y la presión arterial durante 1 min. La prueba final es la prueba de estar de pie. Después de 1 minuto de descanso en posición supina, se le indica al participante que asuma rápidamente una posición de pie directamente al lado de la cama. Luego, el participante permanece en silencio durante 3 minutos mientras se controlan la frecuencia cardíaca y la presión arterial.

Tras la segunda batería de Ewing, el participante descansará en posición sentada sobre una silla rígida durante 10 min. Luego se le pedirá al participante que permanezca de pie durante 90 segundos mientras se ajusta la posición del cabestrillo y el manguito de presión del dedo (si es necesario) para garantizar que la mano izquierda se mantenga al nivel del corazón. Después de esto, se realizarán 5 min de sentadillas-paradas a un ritmo de 6 ciclos/min. Cada ciclo consistirá en una sentadilla, mantenida durante 5 segundos, seguida de estar de pie durante 5 segundos. Para estas maniobras, se indicará a los participantes que mantengan una profundidad constante en cada sentadilla, respiren normalmente para evitar el esfuerzo espiratorio y limiten la flexión excesiva hacia adelante de la cadera.

Después de la batería cardiovascular, los participantes permanecerán sentados en la cámara durante el resto de la exposición de 8 horas (~45 min). Después de las mediciones de la presión sanguínea arterial, se obtendrá una muestra de sangre venosa final seguida de una medición de la masa corporal. Al participante se le proporcionará agua y/o una bebida deportiva disponible comercialmente antes de salir del laboratorio.

Análisis de los datos

Las variables continuas relacionadas con el esfuerzo térmico y el esfuerzo cardiovascular se convertirán a promedios de 15 minutos para la línea de base y en cada hora de exposición. Asimismo, se presentarán las presiones arteriales sentado (promedio de 3 mediciones) en estos puntos de tiempo. El producto de la frecuencia cardíaca se calculará como el producto de la frecuencia cardíaca y la presión arterial sistólica. El cambio en la masa corporal a partir de los valores de referencia también se determinará en cada hora de exposición para cuantificar la tasa de pérdida de líquido, corregida por el líquido consumido y la micción. El cambio en el volumen plasmático y la osmolalidad sérica desde el inicio hasta el final de la exposición también se calculará a partir de las muestras de sangre venosa obtenidas al comienzo y al final de cada sesión. La HRV y la BRS cardíaca espontánea en reposo se determinarán a partir de los datos recopilados durante el período de respiración controlada de 8 min. De manera similar, el BRS integrado se derivará de la presión arterial recopilada y de las formas de onda de ECG recopiladas durante las maniobras de posición en cuclillas.

Para las pruebas validadas clínicamente en la batería de Ewing, el análisis lo realizará un investigador capacitado que desconoce el código del participante y de la sesión (es decir, las condiciones ambientales). La respiración profunda se analizará como la diferencia de frecuencia cardíaca entre la media de los tres valores más bajos y los tres más altos registrados durante la inspiración y la espiración, respectivamente (E/I HRDiff). Para la maniobra de Valsalva, el llamado índice de Valsalva (VALratio) se calcula como el intervalo R-R más largo durante la recuperación dividido por el intervalo R-R más corto durante el esfuerzo. Finalmente, la prueba de estar de pie se analiza mediante la determinación de la relación 30:15, que representa el intervalo RR más largo medido entre los latidos cardíacos 25-35 al ponerse de pie dividido por el intervalo RR más corto entre los latidos 10-20 después de ponerse de pie. Además, la respuesta sistólica al estar de pie (SRstand) también se toma como el promedio de 1 minuto de la presión arterial sistólica después del segundo minuto de estar de pie dividido por la presión arterial sistólica durante el período de descanso en decúbito supino previo a la posición de pie (es decir, la reducción en la presión sistólica al asumir una posición de pie). Los valores de cada ensayo se tomarán como la media de cada uno de los dos valores registrados.

Análisis estadístico y cálculo del tamaño de la muestra

El análisis estadístico comparará los datos de exposición final relacionados con la tensión térmica y cardiovascular, así como con la función autonómica (mientras se corrige la variabilidad de referencia entre sesiones). La temperatura corporal y las respuestas cardiovasculares al final de la exposición (es decir, la hora 8), así como las pruebas funcionales autonómicas de la batería cardiovascular, se evaluarán mediante un análisis de covarianza (ANCOVA) con el factor repetido de la condición ambiental y los valores de referencia modelados como una covariable continua. Las variables relacionadas con la pérdida de líquidos (p. ej., cambio en la masa corporal, el volumen plasmático y la osmolalidad sérica) se analizarán mediante un ANOVA de una vía con el factor de condición (4 niveles). Para todos los modelos estadísticos, la homogeneidad de las varianzas se evaluará mediante la prueba de Levene. La distribución normal de los residuos se evaluará con la prueba de Sharpiro-Wilks y la inspección visual de los histogramas y gráficos Q-Q y los datos se transformarán logarítmicamente en caso de que la distribución de los residuos se desvíe de la normalidad. Se emplearán comparaciones post hoc planificadas previamente para identificar diferencias entre condiciones adyacentes (p. ej., FRÍO frente a TEMP, TEMP frente a WARM, WARM frente a HOT) para limitar una gran familia de comparaciones. Para todos los análisis, alfa se establecerá en P < 0,050. Las estadísticas descriptivas se presentarán como media (desviación estándar). Las comparaciones entre grupos o puntos de tiempo (cuando corresponda) se presentarán como medias ± 95 % de intervalo de confianza.

Un análisis de poder a priori determinó que se requiere un tamaño de muestra total de 16 adultos mayores para detectar una diferencia en la temperatura rectal entre grupos con un poder estadístico del 80%, después de ajustar para comparaciones múltiples. El tamaño del efecto (d de Cohen = 1,0) se determinó sobre la base de una diferencia prácticamente significativa de 0,3 °C entre las condiciones, suponiendo una desviación estándar de 0,3. La desviación estándar se basó en estudios publicados previamente de nuestro laboratorio, que demostraron una diferencia de 0,2 °C (DE 0,3) en la temperatura central entre adultos jóvenes y mayores y una diferencia de 0,0 °C (DE 0,3) en la temperatura central entre adultos mayores con y sin diabetes tipo 2 después de 3 horas de reposo en un ambiente caluroso (40°C, 30% de humedad relativa).