Erilaiset harjoittelut (aerobinen, vastus tai sekalainen) fyysiset ohjelmat vaikuttavat fysiologisiin vasteisiin (TRAINING2014) (TRAINING2014)

Cardiovascular and cardiorespiratory coupling (CVRC) -tutkimus on kuuma aihe lääketieteellisessä kirjallisuudessa, joka keskittyy tunnistamaan terveen fysiologian synergiaetuja [7, 8]. Useita vaikutuksia, kuten ikääntyminen [9], sairaudet [8] tai mielentilainterventiot [10] sydän- ja hengityselimistön kytkeytymiseen, on tutkittu, mutta vaikka se olisikin kiinnostava, harjoitteluohjelmien ja harjoituksen vähentämisen vaikutuksista ei ole tutkimuksia.

Kahta päätyyppiä harjoitusohjelmia (aerobinen-AT ja vastus-RT) on tutkittu laajasti niiden tärkeiden ja erilaisten fysiologisten vaikutusten perusteella [11]. Sen yhdistelmää (AT+RT) on äskettäin suositeltu terveystarkoituksiin laajalle väestötyypille [12-14].

Aerobisten harjoitteluohjelmien fysiologisia vaikutuksia on perinteisesti arvioitu kardiorespiratorisen varauksen ja alajärjestelmän enimmäis- tai kynnysmuuttujien havaitsemisen kautta [1]. Kompleksisena adaptiivisena järjestelmänä (CAS) ihmisorganismi toimii jakamattomana ja integroituneena kokonaisuutena, jota ei voida pelkistää sen alijärjestelmien toimintojen summaksi [2]. Tässä CAS:ssä sydän- ja verisuoni- ja hengityselimistön alajärjestelmät ovat toisistaan ​​riippuvaisia ​​ja ovat vuorovaikutuksessa dynaamisella ja epälineaarisella tavalla, eli ei-suhteellisesti, mitä on lähestyttävä epälineaaristen mallien [3], aikasarjojen ja kompleksisten järjestelmien (CS) metodologioiden avulla [4]. ]. Kun CAS astuu jokaiseen uuteen tilanteeseen olemassa olevilla ominaisuuksilla [5] ja vaihtaa jatkuvasti tietoa ympäristönsä kanssa, hänen käyttäytymisensä on ainutlaatuista ja odottamatonta lyhyellä aikavälillä (viikkoja, kuukausia) [6], tavallisten koulutusohjelmien kesto. .

CAS:n useiden muuttujien välisten kytkentöjen ja koordinaation tutkimiseksi CS-lähestymistavat ehdottavat ns. järjestysparametrien, kollektiivisten tai koordinatiivisten muuttujien havaitsemista, koska ne kaappaavat järjestelmän järjestyksen tai koordinaation [3, 15]. Pääkomponenttianalyysi (PC) on yleinen tilastollinen tekniikka, jota on käytetty tällaisten koordinatiivisten muuttujien tunnistamiseen laajalla biologisten tutkimusalojen alueella, kuten: motoriikka [16], aivojen dynamiikka [17], DNA:n replikaatio [18] tai proteiini. taitettava [19]. PC-analyysi pienentää erittäin kytkettyjen järjestelmien dataulottuvuutta poimimalla pienimmän määrän komponentteja, jotka vastaavat suurimmasta osasta alkuperäisen monimuuttujatiedon vaihtelua, ja tekevät siitä yhteenvedon pienellä tiedonhäviöllä. PC:t erotetaan alenevassa tärkeysjärjestyksessä siten, että ensimmäinen PC vastaa mahdollisimman suuresta vaihtelusta ja jokainen peräkkäinen komponentti hieman vähemmän [20]. PC-tietokoneiden määrä heijastaa järjestelmän mittasuhteita, mikä tarkoittaa PC-tietokoneiden lukumäärän vähenemistä, mikä osoittaa suurta kytkentää (vähemmän mittoja) ja päinvastoin. PC-tietokoneiden määrä muuttuu, kun järjestelmä kärsii epälineaarisesta muutoksesta, eli laadullisesta tai koordinatiivisesta uudelleenkonfiguroinnista. Kinemaattisiin muuttujiin sovellettua PC-tekniikkaa on käytetty menestyksekkäästi motoristen oppimisprosessien vaikutusten tutkimiseen [16], mutta sitä ei ole vielä sovellettu fysiologisten muuttujien harjoitusvaikutusten tutkimiseen.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia CVCRC:n mittamuutoksia terveillä nuorilla miehillä ennen ja jälkeen 6 viikon eri harjoittelujakson (AT, RT ja AT+RT) ja 3 viikkoa harjoittelun jälkeen.

Materiaalit ja menetelmät Osallistujat. Näytteen koon määrittämiseksi suoritettiin tehoanalyysi. Käyttämällä tehosteen kokoa d = 0,80, alfa < ,05, teho (1 - beeta) = 0,95, kolmella toistetulla ikkunalla arvioimme otoskoon = 32 [21]. 32 tervettä fyysisesti aktiivista miestä, liikuntaopiskelijaa (ikä 21,2 ± 2,4 v., pituus 177,1 ± 0,66 cm, keskimääräinen paino 71,0 ± 5,1 kg ja keskimääräinen painoindeksi 22,6 ± 1,7 kg·m-2) ilman urheiluun erikoistuneita mutta harjoittanut monenlaisia ​​aerobisia aktiviteetteja vähintään kolme kertaa viikossa vapaaehtoisesti osallistumaan tähän tutkimukseen. Perustestien jälkeen ne jaettiin neljään satunnaistettuun ryhmään kuuden harjoitusviikon ajaksi: aerobinen (AT), vastus (RT), aerobinen+resistenssi (AT+RT) ja kontrolli (C).

Menettely. Osallistujat täyttivät tavallisen lääketieteellisen kyselylomakkeen vahvistaakseen terveytensä ja allekirjoittivat tietoisen suostumuslomakkeen. Kaikki kokeelliset toimenpiteet ovat paikallisen bioeettisen toimikunnan hyväksymiä ja ne suoritettiin Helsingin julistuksen eettisten ohjeiden mukaisesti. Perustason kardiorespiratoristen testien ja maksimivoima- ja tehotestien (katso alla) jälkeen he seurasivat 3 kertaa viikossa heille määrättyä erityistä harjoitusohjelmaa:

1. AT-ryhmä (n = 8): he polkivat 60 minuuttia 60 %:lla henkilökohtaisesta enimmäistyökuormasta (60 % Wmax). Tätä työmäärää lisättiin 5 % viikoittain, ellei osallistuja pystynyt pitämään vauhtia koko istunnon ajan. Sykettä seurattiin kaikkien harjoitusten aikana.
2. RT-ryhmä (n = 8): he suorittivat kahdesti 30 minuutin voimakierroksen[14]. 40 prosenttia 1RM:stä ylävartalolle (eli kyykky, rintapunnerrus, olkapääpuristus, tricepsin ojennus, hauislihaksen kihartaminen, alasveto [yläselkä]) ja 60 % alavartalolle (nelipäisen venyttely, jalkapunnerrus, jalka). kiharat [reisilihakset] ja pohkeen nosto) käytettiin aloituspainoina. He sallivat osallistujille enintään 12 toistoa, joihin sisältyi hidas kontrolloitu liike (2s ylös ja 4s alas). Lepoaika harjoitusten välillä oli 2 min. Työkuormia säädettiin viikoittain ja vastusta lisättiin tarpeen mukaan (tyypillisesti 5 - 10 %), jos osallistuja pystyi nostamaan painoa mukavasti (eli yli 12 toistoa).
3. AT+RT-ryhmä (n = 8): he polkivat 60 % Wmax:lla 30 minuutin ajan ja suorittivat kerran voimapiirin (R-ryhmänä).
4. C-ryhmä (n = 8): jatkoivat tavanomaista toimintaansa ilman erityistä koulutusta.

Sydän-hengitystestit. Inkrementaalinen pyöräilytesti (Excalibur, Lode, Groningen, Alankomaat) alkoi 0 W:lla ja työmäärä kasvoi 20 W/min, kunnes uupumus osallistujat eivät pystyneet pitämään määrättyä pyöräilytaajuutta 70 rpm yli 5 peräkkäisen sekunnin ajan. Kaikki testit suoritettiin hyvin ilmastoidussa laboratoriossa; huoneen lämpötila oli 23 ºC ja suhteellinen kosteus 48 %, lämpötilan vaihtelu ei ylitä 1 ºC ja suhteellinen kosteus 10 %. Testin aikana koehenkilöt hengittivät venttiilin kautta (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA) ja hengityskaasun vaihto määritettiin käyttämällä automatisoitua avoimen piirin järjestelmää (Metasys, Brainware, La Valette, Ranska). Happi- ja CO2-pitoisuus ja ilman virtausnopeus mitattiin hengityksellä. Ennen jokaista koetta järjestelmä kalibroitiin O2:n ja CO2:n seoksella, jonka koostumus oli tunnettu (02 15 %, CO2 5 %, N2 tasapainotettu) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Espanja) ja ympäröivällä ilmalla. Osallistujien hemodynaamiset tiedot määritettiin ei-invasiivisella sormimansettitekniikalla (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Alankomaat). Nexfin-laite tarjoaa jatkuvan verenpaineen (BP) seurannan tuloksena olevasta pulssipaineaaltomuodosta ja laskee systolisen ja diastolisen verenpaineen (SBP ja DBP). Osallistujat yhdistettiin kiedomalla puhallettava mansetti sormen keskimmäisen sormen ympärille. Sormivaltimon pulssi "kiinnitetään" vakiotilavuuteen käyttämällä vastaavaa paineen muutosta verenpainetta vastaan, mikä johtaa paineen aaltomuotoon (clamp volume -menetelmä). Elektrokardiogrammia (EKG) seurattiin jatkuvasti (DMS Systems, langaton DMS-BTT Bluetooth EKG-lähetin ja -vastaanotin, ohjelmisto DMS-versio 4.0, Peking, Kiina). Testit suoritettiin vähintään 3 tuntia kevyen aterian jälkeen, ja osallistujia kehotettiin olemaan tekemättä mitään voimakasta fyysistä toimintaa 72 tuntiin ennen testausta. Osallistujat toistivat tämän testin 6 viikon harjoittelun ja 3 viikon harjoituksen lopettamisen jälkeen.

Maksimivoiman ja tehon testaus. Ylä- ja alaraajojen maksimivoima ja maksimivoima mitattiin (Musclelab Power System, Porsgruun, Norja) jokaiselta osallistujalta. Arvioitu 1 RM-rintapunnerrus ja 1 RM-kyykky laskettiin submaksimaalisten kuormien perusteella. Rintapuristuksessa kuormitus alkoi 25 kg:lla ja jatkui 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg jne. ja kyykkyharjoituksessa aloitettiin 45 kg ja jatkui 65 kg, 85 kg, 105 kg. jne. kunnes he eivät voineet suorittaa yhtä toistoa. Näiden tulosten perusteella rekisteröitiin maksimi 1RM ja piirrettiin voima/nopeus-suhdekäyrä maksimaalisen tehon määrittämiseksi.

Kaikki rasitustestit suoritettiin vähintään 3 tuntia kevyen aterian jälkeen, ja osallistujia opastettiin olemaan tekemättä mitään voimakasta fyysistä toimintaa 72 tuntiin ennen testausta. Osallistujat toistivat nämä testit 6 viikon harjoittelun ja 3 viikon harjoittelun jälkeen.

Tietojen analysointi Testien aikana rekisteröitiin seuraavat suorituskyvyn ja kardiorespiratoristen muuttujien maksimiarvot: maksimaalinen pyöräilykuorma (Wmax), maksimaalinen hapenottokyky (VO2 max), maksimaalinen uloshengitys minuutissa (VE max), maksimisyke (HR max), maksimi 1 RM-kyykky ja maksimi 1 RM-rinta. Ryhmäkeskiarvoja eri olosuhteissa verrattiin käyttämällä ei-parametrista Friedmania.

PC-analyysi seuraavien valittujen kardiorespiratoristen muuttujien aikasarjoista: uloshengitetty O2-fraktio (FeO2), uloshengitys CO2-fraktio (FeCO2), ventilaatio (VE), systolinen verenpaine (SBP), diastolinen verenpaine (DBP) ja sydän rate (HR) suoritettiin saadakseen tietoa kunkin osallistujan CVCRC:stä. PC1-yhteensopivuuskertoimen mediaani saatiin kussakin ryhmässä ja tilassa (ennen harjoittelua ja harjoittelun jälkeen). Nollahypoteesi vakio-PC-kongruenssimediaanista kontrolliryhmän ja harjoitusryhmien suhteen testattiin ei-parametrisen Kruskal-Wallisin avulla. Mann Whitney U -sovitettujen parien testianalyysi suoritettiin myös tilastollisesti merkitsevien erojen arvioimiseksi kunkin parin eri olosuhteiden välillä. Vaikutuskoot (Cohenin d) laskettiin osoittamaan standardisoitujen mediaanien erojen suuruus, kun vaikutukset saavuttivat p < 0,05 taso.