Respuestas fisiológicas y termorreguladoras del enfriamiento corporal durante el ciclismo en un ambiente cálido (PYTHON)

Diseño

El estudio se completará en el siguiente cronograma:

Visita 1: Prueba de referencia y VO2max

Visita 2: Visita de producción de calor metabólico

Visita 3-6: Prueba 1, 2, 3, 4

La información específica de la visita se describe a continuación, sin embargo, los protocolos de recopilación de datos específicos para las variables dependientes y los procedimientos se incluyen debajo de la descripción del diseño del estudio. Se les pedirá a los participantes que firmen un formulario de divulgación de fotos/videos (Apéndice H) para usar en proyectos de investigación, publicaciones/conferencias científicas y con fines educativos. Los participantes pueden ser filmados o fotografiados mientras hacen ejercicio o descansan en la cámara ambiental. Los participantes serán asignados después de que se otorgue la autorización médica.

Visita 1: Prueba de referencia y VO2max

Los participantes que estén aprobados para participar serán programados para un día de prueba de referencia y VO2max. La tasa metabólica basal (TMB) se medirá a su llegada durante la visita inicial. El participante se acostará boca arriba con una capucha ventilada que cubra su cabeza y torso. La campana ventilada estará unida a una manguera conectada a un carro metabólico. El carro metabólico medirá continuamente la tasa de intercambio respiratorio, el consumo de oxígeno y la utilización de sustratos. El participante permanecerá bajo el capó durante aproximadamente 30 minutos. Al finalizar el BMR, los participantes proporcionarán una muestra de orina en una taza de orina limpia. Se evaluará la gravedad específica de la orina y el color de la orina. También se registrará la masa corporal desnuda. Se brindará privacidad a cada participante mientras se obtienen medidas de masa corporal tomando medidas con el participante solo en una habitación privada detrás de una puerta sólida y cerrada, y la investigación leyendo la báscula fuera de la habitación. A los participantes solo se les permitirá continuar con la prueba de VO2max si se cumplen los criterios de euhidratación de gravedad específica de la orina (USG) ≤1,025. Si el participante llega con una USG entre 1.020 y 1.025, se le pedirá al sujeto que beba 500 mL de agua para garantizar un estado de hidratación adecuado. Si USG es superior a 1.025, la asignatura se reprogramará para un día diferente. La altura se medirá con una cinta métrica en la visita 1. El porcentaje de grasa corporal se medirá mediante pletismografía por desplazamiento de aire (BodPod®; Cosmed, versión de software 4.2+, Concord, CA, EE. UU.). Esto tomará menos de ~5 minutos en completarse. Esta información se utilizará para describir los datos demográficos del sujeto. También se les pedirá a los participantes que completen una prueba de consumo máximo de oxígeno (VO2max) en una cinta rodante y en un cicloergómetro en un ambiente termoneutral con aproximadamente 30 minutos a una hora entre ellos. Esta prueba proporcionará los niveles de aptitud aeróbica de los participantes que se compararán entre los dos protocolos de ejercicio. También se preguntará a los participantes sobre su actividad física semanal promedio (Apéndice K). Esta visita tomará aproximadamente 1-2 horas.

Visita 2: Visita de producción de calor metabólico

Para prescribir la intensidad de ejercicio adecuada, se debe controlar la producción de calor. La producción de calor se prescribirá utilizando una prueba de ejercicio graduada (etapas de 3 a 5 minutos) en el calor (la misma temperatura ambiental que las pruebas) que medirá los datos metabólicos a través de la recolección de aire espirado utilizando una máscara bidireccional sin reinhalación para calcular el calor. producción y elegir adecuadamente las intensidades de ciclismo para comparar entre grupos de participantes de la investigación. Esta prueba se realizará después de la visita inicial. Los procedimientos del estudio imitarán los de las pruebas (descritos a continuación), con la excepción del protocolo de ejercicio. El protocolo de ejercicio tardará aproximadamente 20 minutos en completarse. Incluirá 5 etapas de ejercicio (etapas graduadas). El participante usará la ACU durante esta visita.

Visita 3-6: Ensayos 1-4

Los números de participantes se asignarán al azar y se ordenarán 4 pruebas (ventilador, antebrazo, enfriamiento pasivo, toalla helada) con un generador de números aleatorios y se asignarán a un número de participante.

Estas órdenes serán contrapesadas entre los participantes para asegurar que no haya un efecto de orden. Cada participante completará cuatro pruebas como parte del estudio. Los participantes podrán recuperar las visitas de prueba si están enfermos, sufren una lesión o no cumplen con los requisitos de hidratación. Se les preguntará a los participantes si tienen una enfermedad actual o si toman medicamentos para determinar si pueden completar la prueba de ejercicio. La visita del participante se reprogramará si tiene fiebre, enfermedad actual o toma medicamentos que influyan en la temperatura corporal. Los participantes completarán cuatro ensayos en cuatro días separados.

Ensayo #

Intervención de enfriamiento

1

Enfriamiento Pasivo

2

Refrigeración por ventilador de niebla

3

Inmersión de antebrazo

4

toalla de hielo

El protocolo de ejercicio y las porciones de recuperación de este estudio se llevarán a cabo en una cámara climática con una temperatura ambiente de aproximadamente 30-40°C y una humedad relativa de aproximadamente 30-70%. Los participantes beberán ad libitum durante toda la prueba de ejercicio.

Al llegar al laboratorio, se les pedirá a los participantes que indiquen si han consumido alcohol o cafeína en las últimas 24 horas y 12 horas, respectivamente. No se les pedirá que especifiquen exactamente lo que han consumido, pero si dan una indicación positiva, su prueba se reprogramará para otro día. Los participantes proporcionarán una pequeña muestra de orina en una taza de orina limpia y se medirá la masa corporal desnuda. Al llegar al laboratorio, se evaluará el estado de hidratación mediante la gravedad específica de la orina, la masa corporal desnuda y el color de la orina. A los participantes solo se les permitirá continuar con la prueba de ejercicio si se cumplen los criterios de euhidratación de una gravedad específica de la orina (USG) ≤1,025. Si el participante llega con una USG entre 1.020 y 1.025, se le pedirá al sujeto que beba 500 mL de agua para garantizar un estado de hidratación adecuado. Si USG es superior a 1,025, la asignatura se reprogramará para un día diferente. Los participantes recibirán instrucciones en la visita previa sobre cómo obtener el estado de hidratación deseado para el próximo ensayo. Los investigadores insertarán una sonda esofágica. Solo el personal capacitado puede insertar la sonda esofágica (no se permitirán estudiantes universitarios). Los participantes insertarán una sonda rectal y usarán una correa de monitor de frecuencia cardíaca. Además, los participantes usarán sensores de temperatura de la piel Biopac de 9 sitios. Los investigadores aplicarán los sensores de temperatura de la piel con cinta médica en el pecho, la parte superior del brazo, el antebrazo, el muslo, el cuello, el abdomen, el muslo, la espalda y la pantorrilla (anterior y posterior) de los participantes. Los participantes también usarán iButtons (sensores inalámbricos de temperatura de la piel) en el pecho, la parte superior del brazo, el antebrazo, el muslo y la pantorrilla (anterior y posterior). También se les pedirá a los participantes que completen un cuestionario de sueño subjetivo al llegar al laboratorio. Los participantes usarán un uniforme de combate activo (ACU) durante las pruebas de ejercicio. Tres tallas ADU para blusa y pantalón (pequeño, mediano, grande) estarán disponibles para los participantes. Se utilizará un cinturón para garantizar que la ACU se ajuste correctamente. Los participantes no podrán conservar las ACU. Las ADU se lavarán (según las instrucciones del fabricante) y se reutilizarán para los participantes. Las instrucciones del fabricante de ADU son idénticas al ciclo de lavado estándar (detergente y secado a máquina). El ACU se pesará antes y después de su uso para medir el sudor capturado en la ropa. Los participantes usarán los dispositivos en la muñeca (proporcionados por BHSAI) en su brazo no dominante durante la prueba. El dispositivo de muñeca debe colocarse aproximadamente 1 pulgada proximal a la muñeca y ajustarse cómodamente para obtener mediciones precisas de la frecuencia cardíaca. El dispositivo de muñeca se utiliza para estimar la frecuencia cardíaca mediante tecnología de infrarrojos. Las estimaciones de frecuencia cardíaca del dispositivo de muñeca se compararán con el monitor de frecuencia cardíaca polar (estándar de oro). El sistema de alerta corporal utiliza la frecuencia cardíaca del dispositivo de muñeca y las condiciones ambientales para estimar la temperatura corporal. El patrocinador del estudio utilizará la temperatura rectal y los sensores de temperatura de la piel de 7 sitios para alterar el algoritmo (no en tiempo real, a partir de los datos recopilados) para estimar mejor la temperatura corporal. El objetivo futuro es tener el sistema de alerta del cuerpo integrado en el reloj. Los participantes usarán otro dispositivo basado en la muñeca (WHOOP) en el brazo que no tiene el dispositivo BHSAI. El dispositivo WHOOP controlará la variabilidad del ritmo cardíaco y el sueño. Se les pedirá a los participantes que usen este dispositivo diariamente durante la duración del estudio.

Los participantes ingresarán a la cámara ambiental y se sentarán durante 30 minutos para equilibrarse. La cámara ambiental se configurará a una temperatura ambiente de 30 a 40 °C y una humedad relativa del 30 al 70 %. Después de las medidas de referencia de la frecuencia cardíaca y la temperatura rectal, los participantes completarán los índices de percepción. Los participantes también completarán un cuestionario de síntomas ambientales (ESQ).

La prueba consistirá en dos intervalos de 40 minutos de ciclos de 7 W/kg a 15 W/kg. Cada bloque de ejercicio de 40 minutos será seguido por un descanso en el que se producirá un enfriamiento. Los participantes podrán beber ad libitum durante toda la prueba de ejercicio. El participante se enfriará durante aproximadamente 30 minutos con su modalidad de enfriamiento asignada. La temperatura rectal y esofágica, la temperatura de la piel, la frecuencia cardíaca, las medidas perceptivas y el estado de ánimo (POMS, descrito a continuación) se recopilarán en varios momentos antes, durante y después del ejercicio y el enfriamiento. La producción de calor metabólico se medirá mediante calorimetría indirecta (máscara conectada al carro metabólico) durante las cuatro pruebas.

Refrigeración pasiva: se pedirá a los participantes que se sienten en una silla en la cámara climática para la refrigeración pasiva.

Enfriamiento con ventilador de niebla: se colocará un ventilador de niebla al lado del participante y se ventilará solo las manos y los antebrazos durante el enfriamiento con ventilador de niebla. Se les pedirá a los participantes que se arremanguen las mangas de la ADU para aumentar el área de superficie de la piel. Se registrará la temperatura de la niebla y la velocidad del viento del ventilador.

Inmersión del antebrazo: El participante colocará su antebrazo en agua a aproximadamente 20°C durante la inmersión del antebrazo.

Toalla de hielo: se utilizará una toalla que puede retener agua durante períodos prolongados y se sumergirá en una mezcla de agua helada (~2 C). Los investigadores exprimirán suavemente la toalla para eliminar el exceso de agua (pero permanecerán saturadas de agua) y luego la aplicarán en ambos antebrazos y manos cómodamente para que no haya espacio de aire entre la toalla y la extremidad. Aplicar durante 1-5 minutos y luego reemplazarlo con otra toalla fresca y fría. Este paso garantizaría que los antebrazos y las manos tengan una temperatura de aplicación casi constante, ya que la toalla se calentaría durante el período de aplicación. El proceso se repetirá durante toda la duración del enfriamiento.

La recopilación de datos se dividirá en dos fases separadas. Primero se realizará un estudio piloto en el que los dos primeros participantes completarán todas las visitas al laboratorio del estudio. Los datos de esos ensayos se compartirán con el patrocinador para su revisión antes de continuar con la recopilación de datos. Los participantes se someterán a los mismos procedimientos para la prueba piloto que para las pruebas regulares. Los datos de las pruebas piloto se incluirán en el conjunto de datos. Tras la aprobación del patrocinador, se reanudará la recopilación de datos. Cada ensayo será de aproximadamente 4 horas.

Todos los dispositivos se limpiarán adecuadamente de acuerdo con las instrucciones del fabricante antes de que otros participantes los usen.