Kehon jäähdytyksen fysiologiset ja lämpösäätelyvasteet pyöräillessä kuumassa ympäristössä (PYTHON)

Design

Tutkimus valmistuu seuraavan aikataulun mukaisesti:

Käynti 1: Perustason ja VO2max-testaus

Vist 2: Vierailu aineenvaihdunnan lämmöntuotantoon

Käynti 3-6: Kokeilu 1, 2, 3, 4

Käyntikohtaiset tiedot on kuvattu alla, mutta erityiset tiedonkeruuprotokollat ​​riippuville muuttujille ja menettelyille on sisällytetty tutkimussuunnitelman kuvauksen alle. Osallistujia pyydetään allekirjoittamaan valokuva-/videojulkaisulomake (Liite H) käytettäväksi tutkimusprojekteissa, tieteellisissä julkaisuissa/konferensseissa ja koulutustarkoituksiin. Osallistujat voidaan videoida tai valokuvata harjoitellessaan tai lepääessään ympäristökammiossa. Osallistujat jaetaan lääkärintarkastuksen jälkeen.

Käynti 1: Perustason ja VO2max-testaus

Osallistujat, jotka on hyväksytty osallistumaan, ajoitetaan perustason ja VO2max-testauspäivälle. Perusaineenvaihduntanopeus (BMR) mitataan saapumisen yhteydessä peruskäynnin aikana. Osallistuja makaa selällään ilmanvaihtohupulla, joka peittää pään ja vartalon. Ilmastoitu huppu kiinnitetään letkuun, joka on yhdistetty metaboliseen kärryyn. Aineenvaihduntakärry mittaa jatkuvasti hengitysteiden vaihtosuhdetta, hapenkulutusta ja substraatin käyttöä. Osallistuja pysyy konepellin alla noin 30 minuuttia. BMR:n päätyttyä osallistujat antavat virtsanäytteen puhtaaseen virtsakuppiin. Virtsan ominaispaino ja virtsan väri arvioidaan. Myös alaston kehon massa tallennetaan. Yksityisyys turvataan jokaiselle osallistujalle kehon massamittausten yhteydessä tekemällä mittaukset osallistujan kanssa yksin yksityisessä huoneessa kiinteän, suljetun oven takana, ja tutkimus lukee asteikon huoneen ulkopuolella. Osallistujat saavat jatkaa VO2max-testiä vain, jos virtsan ominaispainon (USG) euhydratoitumiskriteerit ≤1,025 täyttyvät. Jos osallistuja saapuu USG-arvolla 1.020–1.025, koehenkilöä pyydetään juomaan 500 ml vettä oikean nesteytystilan varmistamiseksi. Jos USG on suurempi kuin 1,025, kohde siirretään toiselle päivälle. Pituus mitataan mittanauhalla vierailulla 1. Kehon rasvaprosentti mitataan ilmasyrjäytyspletysmografialla (BodPod®; Cosmed, ohjelmistoversio 4.2+, Concord, CA, USA). Tämä kestää alle ~5 minuuttia. Näitä tietoja käytetään aiheen demografisten tietojen kuvaamiseen. Osallistujia pyydetään myös suorittamaan maksimaalisen hapenoton (VO2max) testi juoksumatolla ja pyöräergometrillä lämpöneutraalissa ympäristössä noin 30 minuutista yhteen tuntiin. Tämä testi antaa osallistujien aerobisen kuntotason, jota verrataan kahden harjoitusprotokollan välillä. Osallistujilta kysytään myös heidän keskimääräistä viikoittaista fyysistä aktiivisuuttaan (Liite K). Tämä vierailu kestää noin 1-2 tuntia.

Vierailu 2: Vierailu metaboliseen lämmöntuotantoon

Sopivan harjoituksen intensiteetin määräämiseksi lämmöntuotantoa on valvottava. Lämmöntuotanto määrätään käyttämällä porrastettua rasitustestiä (3-5 minuutin vaiheet) helteessä (sama ympäristön lämpötila kuin kokeissa), joka mittaa aineenvaihduntatietoja keräämällä ulos uloshengitysilmaa käyttämällä 2-suuntaista ei-uudelleenhengittävää maskia lämmön laskemiseksi. tuotantoa ja valita asianmukaisesti pyöräilyintensiteetit vertailtaviksi tutkimusosallistujaryhmien välillä. Tämä testi suoritetaan peruskäynnin jälkeen. Tutkimusmenettelyt jäljittelevät kokeita (kuvattu alla), lukuun ottamatta harjoitusprotokollaa. Harjoitusprotokollan suorittaminen kestää noin 20 minuuttia. Se sisältää 5 harjoitusvaihetta (arvioituja vaiheita). Osallistuja käyttää ACU:ta tämän vierailun aikana.

Käynti 3-6: Kokeet 1-4

Osallistujanumerot jaetaan satunnaisesti, ja 4 koetta (sumupuhallin, kyynärvarsi, passiivinen jäähdytys, jääpyyhe) tilataan satunnaislukugeneraattorilla ja osoitetaan osallistujanumerolle.

Nämä tilaukset tasapainotetaan osallistujien välillä sen varmistamiseksi, että tilausvaikutus ei vaikuta. Jokainen osallistuja suorittaa neljä koetta osana tutkimusta. Osallistujat saavat täydentää koekäyntejä, jos he ovat sairaita, loukkaantuneet tai eivät täytä nesteytysvaatimuksia. Osallistujilta kysytään, onko heillä nykyinen sairaus tai käyttävätkö he lääkkeitä sen selvittämiseksi, voivatko he suorittaa harjoituskokeen. Vierailu siirretään, jos hänellä on kuumetta, sairaus tai ruumiinlämpöön vaikuttavia lääkkeitä. Osallistujat suorittavat neljä koetta neljänä erillisenä päivänä.

Kokeilu #

Jäähdytysinterventio

1

Passiivinen jäähdytys

2

Sumutuulettimen jäähdytys

3

Kyynärvarren upotus

4

Jääpyyhe

Tämän tutkimuksen harjoitusprotokolla ja palautumisosuudet suoritetaan ilmastokammiossa, jossa ympäristön lämpötila on noin 30-40 °C ja suhteellinen kosteus noin 30-70 %. Osallistujat juovat ad libitum koko harjoituskokeen ajan.

Saapuessaan laboratorioon osallistujia pyydetään ilmoittamaan, ovatko he nauttineet alkoholia tai kofeiinia viimeisen 24 tunnin ja 12 tunnin aikana. Heitä ei pyydetä tarkentamaan, mitä he ovat kuluttaneet, mutta jos he antavat positiivisen viitteen, heidän kokeilunsa siirretään toiselle päivälle. Osallistujat antavat pienen virtsanäytteen puhtaaseen virtsakuppiin ja alaston kehon massa mitataan. Kun saavut laboratorioon, nesteytystila arvioidaan virtsan ominaispainon, alaston kehon massan ja virtsan värin perusteella. Osallistujat saavat jatkaa harjoituskokeeseen vain, jos virtsan ominaispainon (USG) euhydratoidut kriteerit ≤1,025 täyttyvät. Jos osallistuja saapuu USG-arvolla 1.020–1.025, koehenkilöä pyydetään juomaan 500 ml vettä oikean nesteytystilan varmistamiseksi. Jos USG on suurempi kuin 1,025, kohde siirretään toiselle päivälle. Osallistujille annetaan edellisellä vierailulla ohjeet halutun nesteytystilan saavuttamiseksi tulevaa koetta varten. Tutkijat asettavat ruokatorven anturin. Vain koulutettu henkilökunta saa asettaa ruokatorven anturin (ei ylioppilaita). Osallistujat asettavat peräsuolen anturin ja käyttävät sykemittarin hihnaa. Lisäksi osallistujat käyttävät 9-paikkaisia ​​Biopac-ihon lämpötila-antureita. Tutkijat kiinnittävät ihon lämpötila-antureita lääketieteellisellä teipillä osallistujien rintaan, olkavarteen, kyynärvarteen, reisiin, kaulaan, vatsaan, reisiin, selkään ja pohkeeseen (etu- ja takaosaan). Osallistujat käyttävät myös iButtoneja (langattomia ihon lämpötila-antureita) rinnassa, olkavarressa, kyynärvarressa, reidessä ja pohkeessa (etu- ja takaosassa). Osallistujia pyydetään myös täyttämään subjektiivinen unikysely laboratorioon saapuessaan. Osallistujat käyttävät aktiivista taistelupukua (ACU) harjoitusten aikana. Osallistujille on saatavilla kolme ADU-kokoa puserolle ja housuille (pieni, keskikokoinen, iso). Vyötä käytetään varmistamaan, että ACU sopii oikein. Osallistujat eivät voi säilyttää ACU-ADU:t pestään (valmistajan ohjeiden mukaan) ja käytetään uudelleen osallistujille. ADU:n valmistajan ohjeet ovat identtiset tavallisen pesuohjelman kanssa (pesuaine ja pesukone kuiva). ACU punnitaan ennen käyttöä ja sen jälkeen vaatteisiin kerääntyneen hien mittaamiseksi. Osallistujat käyttävät ranteeseen perustuvia laitteita (BHSAI:n toimittamia) ei-dominoivassa käsivarressaan koko testin ajan. Rannelaite on sijoitettava noin 1 tuuman etäisyydelle ranteesta ja kiinnitettävä tiukasti tarkkoja sykemittauksia varten. Rannelaitetta käytetään sykkeen arvioimiseen infrapunatekniikan avulla. Rannelaitteen sykearvioita verrataan polaarisykemittariin (kultastandardi). Kehon hälytysjärjestelmä käyttää rannelaitteen sykettä ja ympäristöolosuhteita arvioidakseen kehon lämpötilaa. Tutkimuksen rahoittaja käyttää peräsuolen lämpötilaa ja 7-paikan ihon lämpötila-antureita muuttaakseen algoritmia (ei reaaliajassa - kerätyistä tiedoista) kehon lämpötilan arvioimiseksi paremmin. Tulevaisuuden tavoitteena on saada vartalovaroitusjärjestelmä upotettuna kelloon. Osallistujat käyttävät toista ranteeseen perustuvaa laitetta (WHOOP) käsivarressa, jossa ei ole BHSAI-laitetta. WHOOP-laite tarkkailee sykkeen vaihtelua ja unta. Osallistujia pyydetään käyttämään tätä laitetta päivittäin tutkimuksen ajan.

Osallistujat menevät ympäristökammioon ja istuvat 30 minuuttia tasapainottuakseen. Ympäristökammio asetetaan lämpötilaan 30–40 °C, suhteellinen kosteus 30–70 % Sykkeen ja peräsuolen lämpötilan perusmittausten jälkeen osallistujat täydentävät havaintoindeksit. Osallistujat täyttävät myös ympäristöoireiden kyselylomakkeen (ESQ).

Kokeilu koostuu kahdesta 40 minuutin pyöräilyjaksosta 7 W/kg - 15 W/kg. Jokaista 40 minuutin harjoituslohkoa seuraa lepotauko, jossa jäähdytetään. Osallistujat saavat juoda ad libitum koko harjoituskokeen ajan. Osallistujaa jäähdytetään noin 30 minuuttia hänelle määrätyllä jäähdytysmenetelmällä. Peräsuolen ja ruokatorven lämpötila, ihon lämpötila, syke, havaintomittaukset ja mieliala (POMS, kuvattu alla) kerätään eri ajankohtina ennen harjoittelua ja jäähdytystä, sen aikana ja sen jälkeen. Metabolisen lämmöntuotantoa mitataan epäsuoralla kalorimetrialla (naamio yhdistettynä metaboliseen kärryyn) kaikkien neljän kokeen aikana.

Passiivinen jäähdytys: Osallistujia pyydetään istumaan tuolille ilmastokammioon passiivista jäähdytystä varten.

Sumutuuletinjäähdytys: Osallistujan viereen sijoitetaan sumutuuletin, joka huuhtelee vain hänen käsiään ja käsivarsiaan sumutuulettimen jäähdytyksen aikana. Osallistujia pyydetään käärimään ADU-hihat ihon pinta-alan lisäämiseksi. Sumun lämpötila ja tuulettimen tuulen nopeus tallennetaan.

Kyynärvarren upotus: Osallistuja asettaa kyynärvartensa noin 20°C veteen kyynärvarren upotuksen aikana.

Jääpyyhe: käytetään pyyhettä, joka kestää vettä pitkiä aikoja, ja se upotetaan jäävesi-seokseen (~2 C). Tutkijat puristavat pyyhettä varovasti poistaakseen ylimääräisen veden (mutta pysyvät vedellä kylläisenä) ja levittävät sen jälkeen molempiin käsivarsiin ja käsiin tiukasti, jotta pyyhkeen ja raajan väliin ei jää ilmarakoa. Levitä 1-5 minuuttia ja vaihda se sitten toiseen tuoreeseen, kylmään pyyhkeeseen. Tämä vaihe varmistaa, että käsivarsien ja käsien levityslämpötila on lähes vakio, koska pyyhe lämpenee levitysjakson aikana. Prosessi toistetaan koko jäähdytyksen ajan.

Tiedonkeruu jaetaan kahteen erilliseen vaiheeseen. Ensin tehdään pilottitutkimus, jossa kaksi ensimmäistä osallistujaa suorittavat kaikki tutkimuslaboratoriokäynnit. Näiden kokeiden tiedot jaetaan sponsorin kanssa tarkistettavaksi ennen tiedonkeruun jatkamista. Osallistujat käyvät läpi samat menettelyt pilottitestauksessa kuin tavallisessa testauksessa. Pilottitestaustiedot sisällytetään tietojoukkoon. Tietojen keräämistä jatketaan sponsorin hyväksynnän jälkeen. Jokainen kokeilu kestää noin 4 tuntia.

Kaikki laitteet puhdistetaan asianmukaisesti valmistajan ohjeiden mukaisesti ennen kuin muut osallistujat käyttävät niitä.