"Kasvonaamion käyttö korkean intensiteetin intervalliharjoituksen aikana lauhkeissa ja kuumissa ympäristöissä"

Maskin käyttöä julkisissa tiloissa suositellaan rajoittamaan vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus 2:n (SARS-CoV-2) leviämistä, joka aiheuttaa COVID-19:nä tunnetun taudin ja jota Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ja maailma ovat hyväksyneet. Terveysjärjestö (WHO). Maskin käyttäminen harjoituksen aikana voi vaikuttaa virkistysharjoittelijoihin ja urheilijoihin, jotka harjoittelevat ja kilpailevat korkealla harjoituksen intensiteetillä, koska sen on osoitettu rajoittavan ventilaatiota (VE) ja lisäävän hengityksen lopun CO2-päästöjä verrattuna maskittomaan kontrolliin. Esimerkiksi N95-naamarit on suunniteltu sopimaan tiukemmin nenän ja suun ympärille kuin muuntyyppiset naamarit, ja niiden on osoitettu vähentävän maksimaalisen harjoittelukyvyn merkkejä verrattuna henkilöiden, jotka suorittavat inkrementaalista ramppiprotokollaa pyöräergometrillä. .

Toisin kuin N95-naamarit on varattu terveydenhuollon työntekijöille, työturvallisuus- ja työterveyslaitoksen sertifioimat kirurgiset maskit ovat helposti saatavilla harjoituksen aikana COVID-19:n leviämisriskin vähentämiseksi. Nämä naamarit sopivatkin löysemmin kuin N95, mutta ne eivät vähentäneet maksimaalista tehoa (Pmax), suhteellista hapenkulutusta (ml/kg/min) tai testin kestoa kahdessa tutkimuksessa, joissa osallistujat suorittivat progressiivisen maksimirasitustestin pyöräergometrillä. . Lisäksi kirurgisen maskin käyttö progressiivisen maksimaalisen pyöräilyharjoitusprotokollan aikana ei muuttanut sydän- ja verisuoni-, aineenvaihdunta- ja keuhkomittauksia verrattuna terveiden henkilöiden tilaan ilman maskia, lukuun ottamatta maksimisykkeen (HRmax) laskua. Toinen äskettäinen tutkimus, jossa käytettiin progressiivista maksimaalista pyöräilyharjoitusprotokollaa, ei osoittanut muutosta (HRmax) -arvossa pyöräergometriaa käytettäessä, kun kirurgisen maskin käyttöä verrattiin tilaan ilman maskia. Vaikka tämän tyyppistä progressiivista maksimirasitustestiä käytetään usein kliinisissä ja laboratorioissa kardiovaskulaaristen, keuhkojen ja aineenvaihdunnan merkkiaineiden arvioinnissa, tämän tyyppistä harjoitusprotokollaa eivät usein käytä urheilijat, jotka haluavat parantaa suorituskykyä, tai virkistysharjoittajat, jotka ryhtyvät toimiin parantaakseen kuntoa. Koska urheilijat tai virkistysharjoittelijat eivät käytä tätä harjoitusprotokollaa harjoitteluun, on vaikeaa kääntää maskin käytön tuloksia progressiivisten maksimirasitustestien aikana yleisesti harjoitetuiksi harjoituksiksi. Itse asiassa tuore meta-analyysi päättelee, että maskin käyttäminen saa aikaan minimaalisen vaikutuksen sydän- ja verisuoni-, hengitys- tai aineenvaihduntamuuttujiin laajalla valikoimalla harjoituksen intensiteettejä ja -muotoja, mutta korkean intensiteetin intervalliharjoitusta (HIIE) ei sisällytetty tähän analyysiin. eivätkä olleet kuumia ympäristön lämpötiloja. Näin ollen fysiologisia tai metabolisia vasteita käytettäessä lääketieteellistä kirurgista maskia ei vielä tunneta HIIE:n kanssa sekä lauhkeissa että kuumissa ympäristöissä.

Korkean intensiteetin intervalliharjoitus on suosittu aikaa säästävä harjoitusmenetelmä, joka sisältää lyhyitä korkean intensiteetin harjoituksia, joita seuraa joko aktiivinen (matala/kohtalainen intensiteetin harjoitus) tai passiivinen (ei harjoitusta) lepojakso. Korkean intensiteetin intervalliharjoittelun on osoitettu olevan turvallinen ja tehokas tapa parantaa fyysistä kuntoa tai suorituskykyä monimuotoisessa väestössä, johon kuuluu harjoittelijoita virkistys-, kilpailu- ja kliinisissä olosuhteissa. Lisäksi, koska HIIE voidaan suorittaa joko sisällä tai ulkona, ja maskin käyttö voi lisätä harjoituksen fysiologista ja havaintokykyä lämpötilasta ja kosteudesta riippuen. Kuumassa ympäristössä (40 °C ja 20 % kosteus) ihon lämpötilassa ei havaittu eroa KN95-naamion alla tai ulkopuolella terveillä miehillä, jotka suorittivat 45 minuuttia kohtalaisen intensiivistä fyysistä toimintaa, joka matki ammatillisissa olosuhteissa vaadittavia liikkeitä. Myöskään koko kehon lämpöhäiriöissä ei havaittu eroa, ja havaittiin hengästyneisyyden lisääntyminen 36 %. Lisäksi kirurgisen maskin käyttö 30 minuutin lievän ylämäkeen juoksumattoharjoituksen aikana ei lisännyt lämpöhalvauksen riskiä kuumassa ja kosteassa ympäristössä. Toistaiseksi mikään tutkimus ei ole tutkinut kirurgisen maskin käytön vaikutuksia HIIE:n aikana erilaisissa ympäristöolosuhteissa.

Siksi tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia kirurgisen maskin käytön vaikutuksia HIIE:n aikana kardiovaskulaarisiin, metabolisiin, lämmönsäätely- ja havaintovasteisiin lauhkeissa ja kuumissa ympäristöissä.

Menetelmätː Satunnaistetulla tavalla kymmenen tervettä osallistujaa suoritti kaksi HIIE-istuntoa 36 °C:n kuumassa (HIIE-HOT) ja kaksi HIIE-istuntoa 23 °C:n lauhkeassa ympäristössä (HIIE-TEMP) ollessaan päällä (MASK) ja ilman leikkausta. maski (CON).

Toimenpiteet Antropometria ja maksimaalisen hapenoton mittaukset Ennen kokeellisia kokeita osallistujat vierailivat Harjoitusfysiologian laboratorioissa antropometriassa ja VO2max-mittauksessa. Kehon pituus mitattiin stadiometrillä (SECA, seca 216, Chino, CA, USA) ja paino mitattiin digitaalisella vaa'alla (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO). Sitten osallistujat suorittivat 5 minuutin lämmittelyn itse valitulla harjoituksen intensiteetillä ennen VO2max-testiä sähköjarrutetulla pyöräergometrillä (Lode, Excalibur Sport, Groningen, Alankomaat). VO2max-testin aikana HR mitattiin Polar HR -monitorilla (Polar, Polar H10, USA), ja jokainen testi oli suunniteltu kestämään 10-12 minuuttia. Aloitusvastus ja jatkuva vastuksen nousu (20-40 wattia) koko testin ajan perustuivat osallistujien itse ilmoittamaan kuntoon. VO2max-testi päättyi tahallisesta väsymyksestä tai kun osallistuja ei enää pystynyt ylläpitämään 60 kierrosta minuutissa tai korkeampaa pyöräilypoljinta. Kaasunvaihto mitattiin käyttämällä aineenvaihdunta-analysaattoria (Parvo Medics Inc, TrueOne 2400, Salt Lake City, UT) ja tiedot analysoitiin käyttämällä 11 hengen liukuvaa keskiarvoa20. VO2max:n ensisijaiset kriteerit luokiteltiin havaituksi tasangoksi, joka vaihteli alle 150 mlO2/min21. Tasannen määrittämiseksi ensisijaisilla kriteereillä verrattiin 11 hengen liukuvan keskiarvon VO2:n absoluuttisen eron keskiarvoa kustakin viereisestä datapisteestä viimeisen 30 sekunnin aikana arvoon 150 mlO2/min21; jos keskiarvo oli pienempi, testi luokiteltiin VO2max-arvoksi. Tasannen puuttuessa VO2max vahvistettiin, jos kaksi kolmesta toissijaisesta kriteeristä täyttyi: 1) RPE ≥17, 2) hengitysvaihdesuhde (RER) 1,1 tai suurempi ja 3) HR 10 lyönnissä arvioidusta maksimisykkeestä käyttämällä Jones et al. yhtälö (202 - 0,72 x ikä). Suurinta VO2max-testistä tallennettua tehoa käytettiin laskettaessa HIIE-istuntojen korkean intensiteetin ja aktiivisen palautumisjaksot.

Korkean intensiteetin intervalliharjoituskokeet Ennen kaikkia HIIE-istuntoja osallistujien nesteytystila arvioitiin mittaamalla virtsan ominaispaino (USG) kädessä pidettävällä refraktometrillä (Cole-Parmer, RSA-BR90A, Vernon Hills, IL). USG-mittaus alle 1,020 g/cc antoi osallistujille mahdollisuuden jatkaa HIIE-istuntoja. Jos USG oli yli 1,020 g/cc, osallistujat kuluttivat 500 ml vettä ja heidät arvioitiin uudelleen 30 minuutin kuluttua. Tämä vesimäärä toistettiin vain kahdesti, jos USG pysyi yli 1,020 g/cc.

Satunnaistettua ristiin toistuvien mittausten suunnittelua käytettiin vertaamaan kardiovaskulaarisia, lämmönsäätely-, metabolisia ja havaittuja vasteita ennen HIIE:tä ja sen aikana neljässä kokeellisessa tutkimuksessa, jotka suoritettiin kahden käynnin aikana. Jokaisella käynnillä, jonka välillä oli vähintään 72 tuntia, osallistujat suorittivat kaksi HIIE-istuntoa, joiden välillä oli 3 tunnin lepo. Jokainen HIIE-kohtaus koostui 10 jaksosta, jotka kestivät 30 sekuntia ja jotka suoritettiin 85 % Pmax:lla, jota seurasi 90 sekunnin aktiivinen palautuminen 30 % Pmax:lla. HIIE-istunnot suoritettiin lauhkeassa ympäristössä (23°C, suhteellinen kosteus 25%) (TEMP/MASK) ja ilman kirurgista maskia (TEMP/CON) sekä kuumassa ympäristössä (36°C, suhteellinen kosteus 14%). ) (HOT/MASK) ja ilman kirurgista maskia (HOT/CON). Harjoituksen aikana osallistujat saivat juoda vettä.

Maskin kanssa käytyjen HIIE-istuntojen aikana kaikkia osallistujia kehotettiin pitämään kirurgista maskia tiukasti nenänsä ja suunsa päällä. Osallistujat sovittivat joustavan metallilevyn kirurgiseen maskiin nenäsillan yli ja heillä oli maskin suojuksen alaosa leuan alle. Kolmen tunnin lepojakson aikana osallistujille tarjottiin 350 kaloria sisältävä ateria (7 g rasvaa; 64 g hiilihydraattia; 9 g proteiinia) ja vettä ad libitum.

Sydän- ja verisuonimittaukset Ennen jokaista HIIE-tutkimusta ja 5 minuutin levon jälkeen lepoverenpaine mitattiin käyttämällä verenpainemittaria ja stetoskooppia. Valmistajan ohjeiden mukaan kalibroitua sydämen impedanssilaitetta (PhysioFlow®, NeuMeDex, Bristol, PA) käytettiin epäsuoraan sydämen minuuttitilavuuden (CO), iskutilavuuden (SV) ja sykkeen mittaamiseen. Nämä mittaukset otettiin jatkuvasti käyttämällä PhysioFlow®-ohjelmiston tarjoamaa 10 sekunnin keskiarvoa jokaisen HIIE-istunnon aikana.

Aineenvaihduntamittaukset Lähellä infrapunaspektroskopia (NIRS) -laitetta (Moxy, Moxy Monitor System, MN, USA) käytettiin mittaamaan lihaskudoksen hapetus joka sekunti jokaisen HIIE-istunnon aikana. Suurin lihaskudoksen hapetusarvo kustakin aktiivisesta lepojaksosta (MTO aktiivinen lepo %) laskettiin keskiarvoina jokaiselle HIIE-istunnolle. Lisäksi alhaisin lihaskudoksen hapetus (MTO HIIE:n aikana %) arvo korkean intensiteetin ottelua kohden kirjattiin ja laskettiin keskiarvo jokaisesta HIIE-istunnosta. Keskimääräisen MTO:n aktiivisen lepo-%:n ja MTO:n eroa HIIE-%:n aikana käytettiin lihaskudoksen hapetuseron laskemiseen (MTO-ero %). Kaikki MTO-mittaukset tehtiin hallitsevasta jalasta merkityssä kohdassa vastus lateralisissa, joka sallisi liikkumisen ilman NIRS-laitteen häiriöitä. Pulssioksimetriä (Caretaker, Caretaker Medical, USA) käytettiin SpO2:n mittaamiseen HIIE:n aikana. Veren laktaattimittaukset (Lactate Plus, NOVA Biomedical, MA) otettiin kahtena rinnakkaisena korvalehdestä juuri ennen HIIE:tä ja 5 minuuttia sen jälkeen.

Havaintomittaus ennen HIIE:tä ja sen aikana Borgin koetun rasituksen (6 leposta 20 maksimiponnistuksen) asteikko (RPE) ja lämpöaistin (0 erittäin kylmä - 8 erittäin kuuma) luokitus mitattiin välittömästi ennen HIIE:tä ja joka neljäs minuutti. Hengenahdistusasteikkoa (0 mm ei hengenahdistusta - 200 mm:n maksimihengitys) käytettiin välittömästi ennen harjoittelua, 10 minuutin kohdalla ja välittömästi sen jälkeen hengitysvaikeuksien subjektiivisen muutoksen kirjaamiseen. Korkeimmat mittaukset sekä RPE:lle (huippu RPE) että lämpöaistukselle (huippulämpöaistin) kirjattiin suoritettua HIIE-istuntoa kohden. Lisäksi RPE (RPE avg) ja hengenahdistuspisteiden keskiarvo laskettiin ajan kuluessa jokaisesta HIIE-istunnosta.

Lämpöjännitys- ja nesteytysmittaukset Jokaisen HIIE-harjoituksen aikana suoritettiin jatkuvia sisälämpötilamittauksia käyttämällä peräsuolen termistoreja (Level 1 esophageal/rektaalinen lämpötila-anturi, Smiths Medical, Minneapolis, MN, USA) yhdistettynä lämpömittariin (Precision 4000, YSI Incorporated, Yellow Springs). , OH, USA) ja valvotaan osallistujien turvallisuuden varmistamiseksi. Lisäksi ∆-ydinlämpötila (eli ero huippulämpötilan ja sisälämpötilan välillä ennen harjoituksen aloittamista) ja huippuytimen lämpötila tallennettiin jokaiselle HIIE-istunnolle. Hikoilunopeus ja nestehukka laskettiin ennen harjoitusta alastomuuden painosta, harjoituksen jälkeisestä alastonpainosta, veden nauttimisesta ja harjoituksen jälkeisistä virtsan erittymismittauksista27. Osallistujia pyydettiin mittaamaan ja raportoimaan ennen harjoittelua ja harjoituksen jälkeinen alastipainonsa digitaalisella vaa'alla (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO) yksityisessä huoneessa.