AMP:n ihmisen natriumbikarbonaattiveden vaikutus kuivuneeseen lämpöstressiin (AMP2)

Suunnittelu Tähän laboratoriotutkimukseen otetaan mukaan 20 miespuolista osallistujaa paikallisesta yhteisöstä ja yliopistosta, jotka ovat 18-45-vuotiaita ja jotka voidaan luokitella virkistysaktiivisiksi aikuisiksi VO2max-minimiarvon (45 ml/kg/ min) jotka valitsevat vapaaehtoistyön tähän tutkimustutkimukseen. Tämä projekti toteutetaan lämpöfysiologian laboratoriossa, jossa on ilmastokammio (Cantrol, CES +13/+44), joka sijaitsee Connecticutin yliopiston Human Performance Laboratoryssa (HPL). Odotamme tietojen keräämisen kestävän noin 3–4 kuukautta, ja jokainen kiinnostunut suorittaa kaikki viisi tutkimussuunnitelmaan sisältyvää tutkimusta satunnaistetussa, tasapainotetussa järjestyksessä.

Osallistujille jaetaan satunnaisesti tunnistamattomat koodit, koeryhmittelyjärjestykset ja aminohappojen nesteytysjuomien (eli aminoVITAL Rapid Recovery tai Placebo) allokointi sen jälkeen, kun hyväksyntä on annettu ja suostumus on saatu. Osallistumisjärjestys tasapainotetaan osallistujien kesken, jotta varmistetaan, ettei järjestysvaikutusta ole, kun jokainen osallistuja suorittaa kaikki viisi tutkimussuunnitelmassa hahmoteltua koetta. Lisäksi vain tutkimuksen jälkeisessä aminohapporehydraatio-osassa osallistujat vertaillaan mitattujen fysiologisten muuttujien valikoiman perusteella (eli fyysinen kunto [VO2max], painoindeksi, kehon pinta-ala, ikä, pituus ja/ tai paino) koskien niille osoitettujen aminohapporehydraatiojuomien (eli aminoVITAL Rapid Recovery tai Placebo) jakamista, joita kulutetaan tutkimussuunnitelman toipumisjakson aikana.

Ympäristöolosuhteet Session I sekä kaikki peruskäynnit ja vastaavat 24 tunnin nesteytysistunnot (eli AminoVITAL Rapid Recovery tai Placebo) suoritetaan termoneutraaleissa olosuhteissa. Lisäksi osallistuja suorittaa kaikki tutkimuksen loppuunsaattamiseen liittyvät kuivatusjaksot laboratorion ulkopuolella. Lopuksi kaikki tasapainotetut testausistunnot (eli 0,8PR-Fluid, 0,4PR-Fluid, PLA-Fluid, 0,8PR-Dry ja PLA-Dry) suoritetaan ilmastokammiossa, joka on asetettu ilmastoon, jonka ympäristön lämpötila on noin 330 C (91.40 F) ja suhteellinen kosteus noin 25 %.

Perustason ja VO2max-testaus – istunto 1 Jakso 1 toimii lähtötilanteen testausistunnona, jossa saadaan valikoima fysiologisia, vestibulaarisia, voima- ja kognitiivisia mittauksia tehokkaan lähtötilanteen mittauksen suorittamiseksi jokaiselle tähän tutkimukseen osallistuvalle henkilölle. Fysiologiset arvioinnit sisältävät jokaisen henkilön kehon koostumuksen (pituus, paino ja rasvaprosentti), sydän- ja verisuoniterveyden (lepopaine, syke ja HRV) ja aerobisen kuntotason mittaamisen arvioimalla maksimaalista hapenkulutusta (VO2max). Lisäksi osallistujien kognitiiviset kyvyt (ANAM-testausakku), vestibulaarisuorituskyky (BESS) ja fyysinen suorituskyky (pitovoima ja pitokestävyys) arvioidaan. Tämän testausistunnon loppuunsaattamiseksi osallistujia neuvotaan kuluttamaan tehokas määrä nesteitä, jotta varmistetaan riittävä nesteytys testausta varten. Lisäksi osallistujia neuvotaan pidättäytymään syömisestä tai tupakoinnista enintään 3 tuntia ennen istunnon alkua.

Saapumismenettelyt:

Saapuessaan koehenkilöiltä kysytään, ovatko he pidättäytyneet poissuljetusta ravintolisästä viimeisen 48 tunnin aikana, harjoituksesta ja alkoholin käytöstä viimeisen 24 tunnin aikana ja kofeiinin käytöstä viimeisen 12 tunnin aikana. Seuraavaksi koehenkilöt antavat alaston kehon massansa ja virtsanäytteen puhtaaseen virtsakuppiin virtsan ominaispainon (USG) ja virtsan värin arvioimiseksi nesteytystilan määrittämiseksi. Yksityisyys turvataan jokaiselle osallistujalle kehon massamittausten yhteydessä tekemällä mittaukset osallistujan kanssa yksin yksityisessä huoneessa ja tutkimusryhmän jäsenen kanssa lukemassa vaakaa huoneen ulkopuolella. Ne, joiden USG <1.020, saavat jatkaa harjoitusprotokollaa. Ne, joiden USG on 1,020-1,025 hänelle annetaan noin 500 ml vettä välittömään kulutukseen, kun ylimääräinen USG-arviointi on suoritettu, jotta osallistujat ovat tehokkaasti nesteytetty. Ne, joiden USG > 1,025, siirretään toiselle päivälle riittämättömän nesteytyksestä johtuen. Päästyään osallistujien pituus mitataan stadiometrillä ja kehon koostumus mitataan ilmasyrjäytyspletysmografialla (BodPod®; Cosmed, ohjelmistoversio 4.2+, Concord, CA, USA).

Testausmenettelyt:

Kun kaikki saapumistoimenpiteet on suoritettu, osallistujia pyydetään pukemaan sykevyö ja lepäämään noin viisi minuuttia, ennen kuin he saavat päätökseen sydän- ja verisuonijärjestelmän perusmittaukset, mukaan lukien leposykevaihtelu (HRV), leposyke (HR) ja verenpaine ( BP). Jälkeenpäin osallistujia pyydetään suorittamaan kognitiivisen suorituskyvyn akun perusmittaus, joka sisältää muunnetun tasapainovirheen pisteytysjärjestelmän (BESS), käden otteen lujuuden ja kestävyyden sekä ANAM-testausakun. Jälkeenpäin osallistujia pyydetään suorittamaan maksimaalisen hapenoton (VO2max) testi, joka suoritetaan juoksemalla moottoroidulla juoksumatolla lämpöneutraalissa ympäristössä. Tämä arviointi valmistuu osallistujan aerobisen kunnon (VO2max-testin) perusarvioksi, ja tuloksia (eli vähintään VO2max 45 ml/kg/min) käytetään osallistujan viimeisenä sisällyttämiskriteerimittauksena. Katso Mittaukset suoritetut -osiosta lisätietoja koskien näitä testausprotokollia suoritetuista toimenpiteistä.

Biolääketieteellisten toimenpiteiden testaus – ilmastokammiotestausistunnot Osallistujat voivat aloittaa osallistumisensa testausvaiheen noin 48 tuntia kaikkien istunnon 1 perusprotokollan suorittamisen jälkeen. Lisäksi jokaisen suoritetun testausistunnon välillä on oltava vähintään 72 tuntia (noin 3 päivää). Osallistujille tarjotaan kuitenkin joustavuutta aikataulujen suhteen, koska he voivat ajoittaa testausistuntoja tarvittaessa uudelleen henkilökohtaisiin aikatauluihinsa tai laboratoriotilan sisällä tapahtuviin uudelleenjärjestelyihin. Kuten aiemmin on kuvattu, suoritettujen kokeiden järjestys satunnaistetaan, jotta rajoitetaan järjestysvaikutuksen mahdollisuutta saatujen vasteiden havaitsemiseksi. Jokainen tutkimus sisältää ennalta määrätyn määrän (eli 0,8 g/kg tai 0,4 g/kg) biolääketieteellistä interventiota (PR lotion tai placebo lotion), jonka hankkeen sponsori toimittaa. Eriytetyt määrät tarjotaan sen selvittämiseksi, voidaanko annoksesta riippuvainen vaste saada aikaan biolääketieteellisen toimenpiteen soveltamisen hyötyjen kannalta. Kaikissa kokeissa osallistujille tehdään nesterajoitus hypohydraation saavuttamiseksi. Lisäksi osallistujat saapuvat laboratorioon dehydratoituneena (tätä koskevat pöytäkirjat on annettu jäljempänä) ja joko saavat ennalta määrätyn nesteboluksen korvaamaan osan edellisen päivän menetyksistä (suhteessa heidän kehon koostumukseensa) tai eivät. nestettä. Tämä antaa meille mahdollisuuden arvioida biolääketieteellisen toimenpiteen tehokkuutta kulutettujen nesteiden pidättämisessä, kun ne altistuvat sekä passiiviselle että rasitukselliselle lämpöstressille dehydratoituneessa tilassa.

Lähtötilanteessa käynnit ja kuivumisjaksot Jotta tutkimuksen osallistujien nestehukka saadaan aikaan kunnolla, heitä pyydetään olemaan nauttimatta nestettä tai runsaasti nestettä sisältäviä ruokia (esim. keittoa, muroja maidon kera jne.) noin 18–24 tuntiin ennen suunniteltua ilmastotilaa. Kammiotestausistunto. Kuitenkin ennen tämän nesterajoitusjakson aloittamista osallistujia pyydetään saapumaan HPL:ään suorittamaan esitestauksen perustilannevierailu, joka on suoritettava ennen kunkin tutkimuksen yksittäisen vaiheen alkua. Tämä istunto sisältää osallistujan alaston ruumiinpainon keräämisen pistevirtsanäytteen ja verikokeen lisäksi. Osallistujan alaston ruumiinpainon ja virtsanäytteen kerääminen suoritetaan HPL:n vessan yksityisyydessä. Lisäksi noin 11 ml (~0,75 ruokalusikallista) verta otetaan yksi verenotto. Nämä mittaukset kerätään, jotta saadaan aikaan euhydratoitu perusviivamitta, jota voidaan verrata kunkin ilmastokammiotestijakson alussa kerättyihin mittauksiin sen varmistamiseksi, että asianmukainen dehydraatio on saavutettu. Kun kaikki aiemmin kuvatut tähän vierailuun liittyvät tehtävät on suoritettu, osallistujille tarjotaan virtsakannu 24 tunnin virtsanäytteen keräämistä varten, joka toimitetaan hallinnoivalle tutkimushenkilökunnalle saapuessaan heidän tulevaan testausistuntoonsa. Lisäksi osallistujia pyydetään myös nauttimaan samanlainen ruokavalion saanti jokaisen laboratoriokäynnin välillä (mitattu ruokavalion palautuslokin täyttämisellä), lukuun ottamatta nestettä ja runsaasti nestettä sisältäviä ruokia. Tämä ajanjakso on suunniteltu tuomaan esiin

~1,5-3,0 % painon menetys ja se on tehty aiemmin laboratoriossamme (katso UCONN IRB -protokolla #H18-220, #H15-183 ja #H10-043).

Esitestausmenettelyt Ensimmäinen ilmastokammion testausjakso voidaan suorittaa noin 48 tunnin kuluttua kaikkien istunnon 1 perustestausten suorittamisesta. Tämä ajanjakso sisältää sekä vaihekohtaisen perustilanteen käynnin että dehydraatiojakson päättymisen. Vaiheet 2, 3, 4 ja 5 suoritetaan noin 24 tuntia niiden vaihekohtaisen peruskäynnin jälkeen, jossa osallistujia neuvotaan saapumaan HPL:lle dehydraatiojaksonsa päätyttyä. Kuten istunnossa 1, osallistujia neuvotaan pidättäytymään syömisestä tai tupakoinnista enintään 3 tuntia ennen testijakson alkua. Lisäksi osallistujia opastetaan osallistumaan 18–24 tunnin nesterajoitusjaksoon, jotta voidaan pahentaa dehydratoitunutta vastetta sekä passiiviseen että rasitukseen liittyvään lämpöstressiin. Vain testausistunnoissa osallistujia pyydetään saapuessaan suorittamaan alaston kehon massa yksityisesti varmistaakseen, että he ovat saavuttaneet halutun kuivumistason lähtötasosta (~1,5–3 %). Kehon massan menetyksen lisäksi osallistujia pyydetään toimittamaan myös 24 tunnin virtsanäyte (kerätty kuivumisjakson aikana) ja pistevirtsanäyte. Pistevirtsanäytettä käytetään vahvistamaan nestehukka, jonka USG > 1,024 ilmaisee, mutta tämä virtsamitta ei sulje pois osallistumista vaan pikemminkin vahvistaa osallistujan nesteytystilan. Seuraavaksi osallistujaa pyydetään ottamaan käyttöön sykevyö ja toimittamaan täytetty jano-asteikko ja ruokavalion muistiloki. Valmistumisen jälkeen kerätään lepotilaan liittyvät sydän- ja verisuonimittaukset, mukaan lukien HRV, HR ja BP. Valmistuttuaan osallistuja suorittaa kognitiivisen/suorituskykyisen pariston, joka sisältää ANAM-testausakun, BESS:n ja käden otteen lujuuden ja kestävyyden. Myöhemmin HPL:n koulutettu tutkimusryhmän jäsen asettaa osallistujille laskimokanyylin, joka mahdollistaa myöhemmän verinäytteen oton ilman useita neulanpistoja. Kun laskimokanyyli asetetaan onnistuneesti, suoritetaan verenotto 11 ml (~0,75 ruokalusikallista) verta keräämiseksi. Jälkeenpäin osallistuja saa Nix Biosensorin kiinnitettyä ennalta määrättyyn kohtaan kehossaan (naban ja rintakehän väliin) ja hänelle toimitetaan ennalta määrätty määrä (eli 0,8 g/kg tai 0,4 g/kg) biolääketieteen lisäravinne (eli PR tai Placebo Lotion), joka levitetään heidän koko vartalolleen (niskasta nilkoihin) vessassa. Lopuksi osallistujia neuvotaan ennen ympäristökammioon menemistä asettamaan peräsuolen lämpömittari yksityisesti 10–15 cm peräaukon sulkijalihaksen ylitse kehon sisälämpötilan jatkuvaa seurantaa varten.

Tiedonkeruu - Ensimmäiset 95 minuuttia Kun tutkittava on ilmoittanut suorittaneensa kaikki vaaditut saapumistoimenpiteet, hänen sallitaan sitten mennä ympäristökammioon (~330 C [91,40 F], ~25 % suhteellinen kosteus), jossa häntä opastetaan istu alas varatun pöydän ääreen ja aloita 15 minuutin ympäristön tasapainottamisjakso. Ympäristötasapainotuksen lopussa, joka on merkitty aikapisteeksi 0 kuvassa 7, osallistujaa pyydetään suorittamaan HRV-arviointi, ennen kuin hänelle otetaan toinen 11 ml verinäyte, alaston kehon massa ja pistevirtsanäyte. Samanlaiset arvioinnit valmistuvat ajankohtana 40. Ajankohtana 80 vastaavat arvioinnit suoritetaan kognitiivisen akun (ANAM-testausakku) ja suorituskykyakun (BESS ja käden otteen vahvuus ja kestävyys) lisäksi. Lisäksi 2 ylimääräistä 3 ml:n verinäytettä (yhteensä noin 1 teelusikallinen) kerätään protokollan ajankohtina 20 ja 60 kuvan 7 mukaisesti. Lopuksi annetaan kolme samanlaista nestebolusta kolmea ehdotettua vaihetta varten. (0,8PR - Fluid, 0,4PR - Fluid, PLA - Fluid) 10-, 20- ja 30-minuutin merkeissä kuvan 7 mukaisesti. Nestebolusmäärä on suhteessa potilaan kehon koostumukseen ja se riittää korvaamaan noin 1 % kehon massasta, joka on menetetty interventiokoepäivänä mitatun kehon massan ja ensimmäisen peruskäynnin (istunto 1) aikana mitatun painon välillä. Tämä nestebolus toimitetaan nesteretention arvioimiseksi biolääketieteellisen toimenpiteen ja siihen liittyvän osallistujan kehossa olevan määrän arvioimiseksi.

Tiedonkeruu - 120 minuutin harjoitusprotokolla Kun kaikki tiedonkeruutoimenpiteet on suoritettu 80 minuutin kohdalla (eli passiivinen lämpöstressi), osallistuja saatetaan välittömästi juoksumatolle harjoitusprotokollan aloittamista varten. Protokolla sisältää aerobisen harjoituksen (kävely tai lenkkeily) suorittamisen noin 40 %:lla osallistujan nopeudesta mitattuna VO2max-perustestin viimeisen vaiheen aikana (eli vVO2max). Protokollan tämä osa (eli rasituksen lämpöstressi) alkaa siten, että osallistuja pukee Hans Rudolph -naamion, joka kiinnitetään hengitysputkeen, jolla mitataan uloshengitysilmaa, joka toimitetaan metaboliseen kärryjärjestelmään harjoitusprotokollan aikana. Kuten osallistujan VO2max-perustestin aikana kerätyt mittaukset, aineenvaihduntakärry mittaa jatkuvasti hengitysvaihtosuhdetta (RER), hapenkulutusta (VO2) ja hiilidioksidin tuotantoa (VCO2), kun osallistuja käyttää sitä. Tätä arviointia käytetään kolmella erillisellä 5 minuutin välein 100, 160 ja 215 minuutin pisteillä. Näiden ajankohtien välillä suoritettu aerobinen harjoitus ei edellytä koehenkilön käyttävän Hans Rudolph -naamaria, kuten kuvassa 7 on osoitettu. Aiemmin asetettua kanyylia käyttämällä 3 ml:n ylimääräiset verinäytteet suoritetaan 130 ja 190 minuutin kohdalla. Lisäksi yksi 11 ml:n verenotto suoritetaan 220 minuutin kohdalla. Lopuksi arvioinnit valmistuvat välittömästi harjoitusprotokollan suorittamisen jälkeen, ja ne sisältävät osallistujan alaston kehon massan arvioinnin ja pistemäisen virtsanäytteen oton sekä osallistujien sydämen ja verisuoniterveyden (eli HR, HRV ja BP) arvioinnin. ) ja kognitiivisen akun (ANAM-testausakku) ja suoritustehtävien suorittaminen (BESS, käden otteen vahvuus ja käden otteen kestävyys). Kun kaikki mittaukset on kerätty, osallistuja ohjataan poistumaan ympäristökammiosta HPL:n purkamista varten.

Osatutkimus - 24 tunnin nesteytysistunnot Kun osallistujan purkaustoimenpiteet on suoritettu loppuun, osallistuja aloittaa 24 tunnin palautumisjaksonsa, jossa verrataan nesteytyksen etenemistä harjoituksen jälkeisen palautumisjakson aikana. kaksi aminohappoa nesteyttävää juomaa (eli AminoVITAL Rapid Recovery tai Placebo). Näiden kahden juoman välisen vertailun suorittamiseksi osallistujat vertaillaan heidän aerobiseen kuntoon (eli VO2max), painoindeksiin (BMI), kehon pinta-alaan (BSA) ja/tai ikään liittyvien demografisten tietojen perusteella. Kun juoma on tunnistettu, se toimitetaan osallistujalle ennen kunkin purkamisprotokollan suorittamista 24 tunnin seurantajakson loppuunsaattamisen varmistamiseksi. Lisäksi osallistujille annetaan erityiset ohjeet ravinnonsaannin ja nesteen kulutuksen johdonmukaisuudesta harjoituksen jälkeisen 24 tunnin aikana, kunnes heidät ohjataan palaamaan HPL:lle seurantatestien suorittamista varten.

Rehydraatioprotokolla Ennen lähtöä HPL:stä osallistujille tarjotaan neljä erillistä pussia, joista jokaisessa on kaikki seuraavat tavarat: (1) yksi kannu virtsan keräämiseen ennalta määrätyn ajanjakson aikana; (2) yksi virtsakuppi pistevirtsanäytteen keräämistä varten kunkin ennalta määrätyn ajanjakson lopussa; (3) kaksi havaintokyselylomaketta (eli AD-ACL ja CFS) täytettäväksi kunkin ennalta määrätyn ajanjakson lopussa; ja (4) ennalta määrätty ravintolisä (AminoVITAL Rapid Recovery tai Placebo), joka on nautittava kunkin ennalta määrätyn ajanjakson alussa (katso aikajanan havainnollistaminen kuvassa 8). Osallistujia opastetaan kaikkien materiaalien varastoinnista, ja heidän on palautettava kaikki valmiit materiaalit ja kerätyt bionäytteet palattuaan HPL:ään noin 24 tunnin kuluttua testausistunnon päättymisestä.

Ajankohtaiset ratkaisut Paikallista liuosta sisältävät tarvikkeet toimitetaan osallistujalle levitettäväksi kehoonsa vessassa. Levitettävän voiteen määrä riippuu suoritetusta istunnosta (eli 0,8 g/kg tai 0,4 g/kg) ja suhteessa osallistujan kehon koostumukseen. Varmistaakseen, että tuotteen käyttö noudattaa toimitettua lääketietoetikettiä, tutkimusryhmän henkilökunta varmistaa, että pulloa ravistetaan hyvin ennen voiteen annostelemista muovipussiin. Kun on aika levittää tuotetta vartalolleen, osallistujaa neuvotaan pesemään kätensä ennen tuotteen levittämistä ja sen jälkeen sekä välttämään kosketusta kasvojensa avoimiin aukkoihin (eli silmiin, suuhun, nenään jne.). ), kunnes heidän kätensä on pesty. Pyritään pitämään kosteusemulsio osallistujan käsistä, kosteusemulsio toimitetaan muovipussiin ja osallistujaa neuvotaan työntämään kätensä pussin vastakkaiselle puolelle ja levittämään voidetta suoraan vartalolle pussista. Kun kosteusemulsio on levitetty asianmukaisesti, osallistuja palauttaa käytetyn pussin tutkimusryhmän jäsenelle, jotta ennen käyttöä ja levityksen jälkeistä painoa voidaan mitata ja verrata iholle levitetyn kosteusemulsiomäärän oikeaan arviointiin. Osallistujia ohjeistetaan levittämään liuosta ensisijaisesti alaraajojensa alueille (eli reidet, reisilihakset, pohkeet, pakarat jne.) alaselän, käsivarsien, keskiosan ja/tai rintakehän lisäksi, jos riittävästi liuosta on saatavilla. Levitys katsotaan valmiiksi, kun liuos on siirtynyt iholle tavalla, jossa tutkijat eivät näe kosteusemulsiojäämiä osallistujan iholta.

Virtsanäytteiden ja kehon painon mittausten kerääminen Kaikkien virtsatäplänäytteiden keräämistä varten tutkijat tarjoavat puhtaan kupin ja kannen kapselin sulkemiseksi. Osallistujia pyydetään toimittamaan näyte riippumatta kiireellisyydestä virtsata tiettyinä aikoina kokeen aikana. Jos osallistuja ei pysty toimittamaan näytettä pyydettynä ajankohtana, protokollapoikkeamaa ei oteta huomioon, sillä toimitetun näytteen puutetta käytetään edelleen data-analyysin loppuun saattamisessa. Lisäksi, jos osallistujan on toimitettava virtsanäyte ilman tutkimusryhmän jäsenen pyynnöstä, poistunut virtsa lisätään kerättyyn määrään (jos sellainen on) seuraavan virtsanäytteenottoajankohdan aikana. Lisäksi osallistujia neuvotaan suorittamaan alaston ruumiinpainon mittaus, joka on suoritettu ennen virtsanäytteen antamista. Sekä virtsanäytteiden otto että ruumiinpainon mittaus suoritetaan kylpyhuoneen rauhassa.