Voitko hengittää tapaasi parempaan terveyteen?

Opintojen suunnittelu:

Tässä tutkimuksessa käytetään lähes satunnaistettua kontrollikoe -suunnittelua, jossa n = 36 jaetaan satunnaisesti yhdeksi kolmesta ryhmästä. Nämä ryhmät koostuvat HIG: stä (n = 12), CHG: stä (n = 12) ja COG: sta (n = 12). Jokainen osallistuja saa tunnistusnumeron, kun he ilmoittautuvat tutkimukseen, ja sitten ne on määritetty lähes satunnaisesti tasapainoisesti (kunkin ryhmän yhtä suuret miehet ja naiset) yhdelle kolmesta ryhmästä tutkija, jota ei suoraan liitetä tutkimukseen. Tämä henkilö käyttää Excel -satunnaistamismenettelyä. Yleiskatsaus tutkimuksesta on esitetty alla olevassa kuvassa 1. Osallistujat jaetaan satunnaisesti yhdeksi kolmesta interventioryhmästä: 1) korkean intensiteetin ryhmä (HIG, n = 12), 2) Breathe Retention -ryhmä (CHG, n = 12), 3) kontrolliryhmä (COG, n = 12).

Kuva 1. Katsaus opiskeluvierailuihin

Kuvio 1: Tutkimuksen yleiskatsaus Tämä tutkimus koostuu kolmesta interventioryhmästä, jotka on merkitty HIG: ksi (HIIT -ryhmä), BRG (hengityksen pidätysryhmä) ja COG (kontrolliryhmä). Kun interventiota edeltävät tiedonkeruuvierailut ovat päättyneet, osallistujat sijoitetaan yhteen kolmesta interventioryhmästä käyttämällä lähes satunnaistettua järjestystä. Tutkimusta valvovat tutkijat varmistivat, että kaikki kolme interventioryhmää sovitettiin parhaan kykynsä mukaan. Kaikkiaan neljä testauskäyntiä, 2 ennen interventiota ja 2 interventiota. Yllä oleviin ääriviivat käytetty värikoodaus osoittaa tiedonkeruuvierailujen samankaltaisuudet. Käytetään samanlaisia ​​tiedonkeruumenetelmiä osoitteessa 1 ja käymällä 3, sekä vierailulla 2 ja käyvät 4, kuten yllä on esitetty.

Osallistujat:

Terveet osallistujat, jotka koostuvat miehistä ja naisista (n = 60, HIG = 20, BRG = 20, CON = 20) yli 18 -vuotiaana, ovat oikeutettuja tähän tutkimukseen. Osallistujat rekrytoidaan lentolehtisten ja suusanallisesti käyttämällä Pohjois -Coloradon yliopistossa. Osallistujien ikäryhmä on 18 -vuotiaasta 50 -vuotiaana. Osallistujien on täytettävä fyysisen aktiivisuuden valmiuskysely (PAR-Q+) turvallisuuden varmistamiseksi liikunnan aikana. Sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit on esitetty taulukossa 1. Intervention tehokkuuden arvioimiseksi mahdollisesti vähentämään stressiä, osallistujat suljetaan pois masennuksensa, ahdistuksen ja stressin asteikon (DASS-21) alaluokan pisteiden perusteella, ja niiden on oltava lievä tai erittäin vaikea masennus, ahdistus ja stressi3. Osallistujien on pisteytys 10 tai korkeampi masennuksen suhteen, 8 tai korkeampi ahdistuksen suhteen ja 14 tai korkeampi DASS-21: n stressille.

Taulukko 1: Sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit Sisällyttämiskriteerit ikä 18-50 vuotta Seksi mies ja naispuolinen tietoinen suostumus, kyky ja halu antaa kirjallinen tietoinen suostumus, ymmärtää poissulkemiskriteerit ja hyväksyä satunnaistettu ryhmämääritys.

Par-Q+, kyky ja halu täyttää fyysisen aktiivisuuden valmiuskysely ilman lääketieteellistä puhdistusta.

Fyysinen aktiivisuus, osallistujien on pidättäydyttävä tavallisista HIIT- ja jäsenneltyistä hengityskäytännöistä kuukauden ajan ennen osallistumista masennuksen ahdistuksen ja stressin asteikon alaluokan pisteytysten mukaan osallistujien on pisteytys lievässä tai suuremmassa masennuksen, ahdistuksen ja stressin luokassa. Masennus ≥ 10, ahdistus ≥ 8 ja stressi ≥ 14.

Poissulkemiskriteerit:

Alle 18 -vuotiaat ja yli 50 vuotta ja yli 50 vuoden ikäiset merkittävät hengitysolosuhteet, mukaan lukien, mutta niihin rajoittumatta, krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus, merkittävä sydän- ja verisuonisairaus, osallistujat, joilla on tunnettu sydän- ja verisuonitauti, kuten aiempi sydäninfarkti, kongestiivinen sydämen vajaatoiminta, aivohalvaus tai ohimenevä iskemia, sydänsairaus, kardioomyopattia, vakava arriakleroosi, periPheral Vasculary -tauti Verenpainetauti merkitsevä tuki- ja liikuntaelinsairaus, mukaan lukien, mutta rajoittumatta, osteopenia, osteoporoosi, nivelreuma ja sarkopenia kognitiivinen ja mielenterveys, mukaan lukien, mutta rajoittumatta käsittelemättömään ahdistukseen, käsittelemättömään masennukseen, traumaattiseen stressihäiriöön, itsemurhien ajatuksiin.

Vieraile 1/vieraile 3 tutkimuksessa saapuessaan Gunter Hall 1610: een, koehenkilöille annetaan aika tarkistaa suostumuslomake paperilla, joka toimitetaan tällä hetkellä. Tutkija selittää kokeellisen protokollan ja kehottaa osallistujaa esittämään kysymyksiä. Jos kohde sitoutuu osallistumaan tutkimukseen, aihe ja tutkija allekirjoittavat kaksi kopiota tietoisen suostumuksesta. Yksi kopio toimitetaan osallistujalle, toinen kopio pysyy tutkijoiden tietueissa. Koehenkilöille ilmoitetaan myös, että heidän koko nimensä ja osoitteensa kerätään korvauksen saamiseksi tämän tutkimuksen lopussa yliopistopolitiikkaa kohti.

Sitten osallistujia pyydetään täyttämään tutkimukset arvioida osallistujien terveyttä ennen intervention aloittamista. Kyselyihin kuuluvat Par-Q+, DASS-21, Pittsburg Sleep -laadun indeksi (PSQI) ja Wisconsinin ylähengitysteiden oireiden kysely (WurSS). Alla on kuvaus tutkimuksista. Nämä tutkimukset tarjotaan jokaiselle osallistujalle sekä digitaalisessa että fyysisessä muodossa, ja osallistujat täyttävät kaikki kyselykysymykset. Tutkimusten valmistumisen jälkeen tutkimusryhmä kerää verinäytteen osallistujalta laskimoiden puhkaisun kautta, jonka koulutettu flebotomisti on immuunitoimintoanalyysiä ja hormonikoostumusta varten. Tutkimusten online -versio luodaan Qualtricsin avulla (Qualtrics.com, Seattle, WA).

Fyysisen aktiivisuuden valmiuskysely kaikille (PAR-Q+): Par-Q+ käyttää kyllä ​​tai ei yleisiä terveyskysymyksiä seuloakseen osallistujille, jotka ovat kiinnostuneita harjoitteluohjelmaan lääketieteellisen selvityksen ja lääkärin vapauttamisen tarpeeseen. PAR-Q+: lla on 7 yleistä terveyskysymystä, jotka vaihtelevat "tunnetko kipua rinnassa levossa, päivittäisen toiminnan tai elämisen aikana tai kun teet fyysistä toimintaa?" "Onko lääkärisi koskaan sanonut, että sinun pitäisi tehdä vain lääketieteellisesti valvottua fyysistä aktiivisuutta?" 4. Tätä tutkimusta oikeuttavat henkilöt eivät vaadi enää lääketieteellistä lupaa ennen osallistumista liikuntaohjelmaan, ja heidän tulisi totuudenmukaisesti vastata EI jokaiselle kysymykselle4.

Masennuksen ahdistus ja stressiasteikko (DASS-21): DASS-21 koostuu 21 kysymyksestä ja tutkii osallistujien masennusta, ahdistusta ja stressiä 3,5. Kyselylomakkeessa pyydetään osallistujaa pohtimaan viime viikkoa ja jokaiseen kysymykseen vastataan 0-3-asteikolla, ja 0 merkitys "ei sovellettu minuun lainkaan" ja 3 merkitystä "sovellettu minuun suurimman osan ajasta". DASS-21: n tulokset jakautuvat kolmeen alaluokkaan mielenterveysparametreille, joissa on 7 kysymystä, jotka vaikuttavat erityisesti jokaiseen luokkaan. Esimerkkejä DASS-21: n käsiteltyistä kysymyksistä ovat "Tunsin itsenäisenä tai sinisenä", "tunsin olevani lähellä paniikkia" ja "tunsin, että en ollut paljon arvoinen kuin henkilö" 3,5. Alaluokat saavat sitten maalin masennuksen, ahdistuksen ja stressin vakavuuden määrittämiseksi viiden pisteen asteikolla "normaalista" "erittäin vakavaan" 3,5: een.

Pittsburgin unen laatuindeksi (PSQI): PSQI koostuu 19 kysymyksestä, jotka käsittelevät osallistujia subjektiiviseen unen laatuun, unen viiveeseen, unen kestoon, tavanomaisen unen tehokkuuteen, unen häiriöihin, nukkumislääkkeiden käyttö ja päiväsaikaan toimintahäiriöt6.

Wisconsinin ylähengitysteiden oireiden tutkimus (Wurss-21): Wurss on sairauskohtainen elämänlaadun mittaus, jonka tarkoituksena on arvioida yhteisen kylmän vaikutusta (akuutti ylähengityssifektio). Wurss-21 koostuu 21 kysymyksestä, joissa tutkitaan sairauden havaitsemista, sairauksiin liittyvien oireiden vakavuutta viimeisen 24 tunnin aikana, siinä määrin, että sairaus on estänyt kykyä ajatella selkeästi ja suorittaa päivittäisiä tehtäviä viimeisen 24 tunnin aikana ja sairauden vertailua edeltävään päivään.

Ruokavalion arviointi: Osallistujien ruokavaliotavat arvioidaan 24 tunnin ruokavalion palauttamisella. Jokainen osallistuja tallentaa sen, mitä he söivät ja joivat 24 tuntia ennen vierailua 1, ja hänet kehotetaan syömään ja juomaan samoja ruokia ja juomia samana aikoina ennen vierailua 4. 24 tunnin ruokavalion palautus muutetaan tutkimusryhmäksi osoitteessa 1 ja käy 4.

¬Antropomorfiset arvioinnit Bodypaino- ja korkeusarviointi: Osallistujia kehotetaan poistamaan kengät, sukat ja muut vaatteet muut kuin heidän peruskerroksensa ennen painon ja korkeuden arviointia. Molemmat mittaukset saadaan stadiometrin Seca 220: n (Chino, Kalifornia, USA) ja Detecto -seisova digitaalinen mittakaava (Webb City, Missouri, USA). Tätä toimenpidettä käytetään kuvaileviin tarkoituksiin ja se on valmis vain vierailulla 1.

Ilman siirtymän pleeysmografia: kehon koostumus arvioidaan ilmansiirtopleeysmografian avulla käyttämällä BODPOD: ta (Cosmed USA Inc., Concord, CA). Saadut mittaukset sisältävät kehon koostumuksen, laihan kehon massaa (LBM) ja prosentuaalinen rasva (BF%). Osallistujia kehotetaan poistamaan kengät, sukat, korut ja muut vaatteet kuin heidän peruskerroksensa. Osallistujia kehotetaan käyttämään uima -korkki ja kehon koostumusanalyysi suoritetaan valmistajan ohjeiden mukaisesti8. Tätä toimenpidettä käytetään kuvaileviin tarkoituksiin ja se on valmis vain vierailulla 1.

Fysiologiset arvioinnit nesteytysarviointi: Online -tietojen suostumuksen ja tutkimusten suorittamisen jälkeen käyntiin 1 ja vierailun 2 alussa käyminen 3 ja vierailulla 4 virtsa -analyysi saadaan päätökseen. Osallistujia kehotetaan tyhjentämään virtsarakonsa näytteen kokoelman säiliöön. Annettu virtsanäyte analysoidaan virtsan spesifistä painovoimaa käyttämällä PAL-10S (4410) virtsan spesifistä painovoimaa refraktometriä (Atago, Tokio, Japani). Hydraatio, joka on katkaistu asetettu virtsankohtaiseen painovoimaan (USG) <1,020. Osallistujat saapuvat kuivuneeseen tilaan (USG> 1.020) ohjataan hydratoitumaan, jos se ei ole mahdollista, osallistuja on suunniteltu uudelleen ja kehotetaan palaamaan myöhemmin.

Fyysinen aktiivisuus ja unen seuranta: Whoop -hihna 4.09. käytetään näiden tietojen keräämiseen. WHOOP -hihnasta saatuihin toimenpiteisiin sisältyy jatkuva sykevalvonta, HRV, unisykli, univaihe ja fyysinen aktiivisuustiedot. HRV-mittausta WHOOP-hihnasta verrataan sitten HRV-analyysiin, joka suoritetaan käyttämällä normaalin normaalin tavanomaisen menetelmän standardipoikkeamaa. Tätä hihnaa käytetään koko kahden viikon interventiokauden ajan.

Immunologiset arviot Verinäytteenotto: Kaikki tässä tutkimuksessa suoritetut verenkeruumenettelyt suorittavat koulutettu flebotomisti kontrolloidussa ympäristössä. Verivirtauksia tapahtuu osoitteessa 1 ja käy 3, vastatoimenpiteessä ja intervention jälkeen. Kaikki näytteet kerätään osallistujan kanssa paasto -tilassa 0600 - 1000 tunnin välillä. Osallistujia pyydetään paljastamaan aiemmat päivät ruokavalion saanti, ja heitä pyydetään kuluttamaan sama ruokavalio 24 tuntia ennen heidän intervention jälkeistä verinäytteitä. Jokaisen verenomaisen kanssa osallistuja luovuttaa noin 40 ml verta laskimonsisäisen verinäytteen kautta (noin 2,5 ruokalusikallista verta). Veri kerätään käsivarren laskimosta käyttämällä Vacutainer-keräyspulloihin kerättyjä turva-lokin perhoneneuloja. Verinäytteitä arvioidaan tulehduksen, aivojen terveyden ja stressin biomarkkereiden suhteen sekä immuunitoiminnan arviointiin.

Käy 2/vieraile 4:

Hydraation arviointi: Kuten yllä on esitetty. Sykevaihtelu: HRV mitataan sekä WHOP-hihnalla (Whoop-inc., Boston, MA) ja validoitu manuaalisella arvioinnilla9-11. Osallistujat kiinnitetään telemetriaan ja HRV-arviointia varten käytetään normaalin normaalin sykäheisen menetelmän keskihajontaa. HRV-mittaus suoritetaan kiinnittämällä osallistuja 12 lyijyn elektrokardiogrammiin (EKG) ja 5 minuutin tallennus tapahtuu.11 Elektrodit sijoitetaan normaalin 12 lyijy -EKG: n mukaisesti, mukaan lukien seuraavat liidit: oikea käsivarsi (RA), vasen käsivarsi (LA), oikea jalka (RL), vasen jalka (LL), V1, V2, V3, V4, V5 ja V6. Lyijyä II käytetään ja normaalin sykkeen vakiopoikkeama normaaliin sykeeseen arvioidaan ja niistä ilmoitetaan millisekunnissa (MS). Osallistujat luokitellaan sitten HRV-alueellaan: alle 50 ms: n HRV: tä pidetään epäterveellisinä, 50-100 ms on vaarannettu terveyttä ja yli 100 ms pidetään terveenä12. HRV arvioidaan systeemisen stressitilan kliinisenä indikaattorina ja mitataan vastaavasti interventiossa ja intervention jälkeisessä ajankohdassa. Osallistujien valmistelun ja EKG -tallennuksen kokonaisaika vie alle 10 minuuttia.

Voto-2Max-Tämä mitta arvioidaan sykliergometrillä (Monark Ergomedic 895E, Monark, Varberg, Ruotsi) käyttämällä TrueOne 2400 -metabolista mittausjärjestelmää (MMS-2400) (Parvomedics, Sandy, UT, USA) 13. Osallistujat varustetaan polaarisella syke -anturilla H1 (Polar Electro Inc., Bethpage, NY, USA) ja kehotetaan lepäämään istuvassa asennossa hiljaa jalat, joille ei ole ristetty 5 minuuttia13. 5 minuutin lepoajan jälkeen lähtötason lepo -syke (RHR), lepää veren laktaatti (RBL) laktaatti Plus (Nova Biomedical, USA) ja lepäävän verenpaineen (RBP) kautta käyttämällä Littman stetoskooppia (3 M Centennial, Co, USA) ja Sphygmomanometri (American Diagnostic Corp., Hauppauge, NY, USA). Kun elinvoimat on saatu, sykliergometri asennetaan osallistujien eritelmiin ja osallistuja suorittaa lyhyen lämmittelyn vastustuskyvyn ollessa 0,5 kp, poljinnopeus 60 rpm 5 minuutin ajan. Välittömästi lämmittelyn jälkeen osallistujia kehotetaan nostamaan polkimen poljinsa 75-85 rpm: iin aloittamaan vaiheen 113. Jokaisen 3 minuutin vaiheen alussa lisätään sitten 0,5 kp: n vastustuskykyä sykliergometrin painokoriin13. Jokaisen vaiheen lopussa syke (HR), verenpaine (BP), veren laktaatti (BL) ja havaitun rasituksen nopeus (RPE) mitataan13. Kun BL saavutti laktaatin kertymisen alkamisen (Obla;> 4mmol), inkrementaalinen työmäärä kasvaa 0,2 kp: llä maksimaalisen ¬VO2Max13: n varmistamiseksi. Testin päättyminen tapahtuu vasteena talivaalien väsymykselle tai polkimen poljinnopeuden vähenemiselle alle 75 rpm14. Tämä on kuvaava toimenpide, ja se määritetään vain vierailulla 2.

Interventiotieto:

Liikuntainterventio: Harjoituksen aikana HR mitataan polaarisen sykehihnalla (Kempele, Suomi). Harjoittelut koostuvat kuudesta, 90 sekunnin korkean intensiteetin syklistä (HIC), joka suoritettiin sykliergometrillä (Monark Ergomedic 895E, Monark, Varberg, Ruotsi) 80-90% VO2MAX, jota seurasi 180 sekuntia matalalla intensiteettisyklillä (LIC) 50-60% VO2MAX: sta. Sekä HIC- että LIC -intensiteettien aikana osallistujilta kysytään RPE: tä, jota verrataan osallistujien sykeeseen koko harjoitteluistuntojen ajan. Tämä valvottu koulutusprotokolla vaatii 9 minuuttia HIC: tä 80-90% VO2MAX: lla ja 18 minuutin LIC-arvolla 50-60% VO2MAX. Pyöräilyistunto alkaa lyhyellä lämpenemisellä ja päättyy jäähdytykseen, jonka koko valvottu harjoittelu on 30 minuuttia. Koulutustilaisuudet suoritetaan 48 tuntia edellisen koulutusistunnon jälkeen yhteensä 3 kertaa viikossa maanantaisin, keskiviikkoisin ja perjantaisin. Välittömästi ensimmäisen ja kuudennen harjoitteluistunnon päättymisen jälkeen HR -palautus (HRR) arvioidaan standardisoidun ajan 5 minuutin ajan.

Hengitystoimenpiteet: Hengitystoimenpiteet koostuu kerran päivittäisestä hengitysharjoituksesta, joka kestää noin 5-10 minuuttia 5 päivän ajan viikossa. Hengitysharjoittelu on syklisen hyperventilaation muoto, joka koostuu 30 hengityksestä (hengitys ja uloshengitys) toistoista, jota seuraa uloshengitetty hengityksen pidätys 15 sekuntia ensimmäisen viikon aikana ja enintään 30 sekuntia toisen viikon aikana. Osallistujat suorittavat yhteensä 3 kierrosta. Osallistujia kehotetaan suorittamaan hengitystoistoja hallitulla ja johdonmukaisella tavalla joko istuessaan tai makuulla. Osallistujat saavat opastettuja ohjeita hengitysjakson jonojen videon kautta, ilmoittaen osallistujille, milloin hengittää, hengittää ja milloin tutkimusryhmä valvoo hengitystään Zoom Call9: n kautta. Hengitysharjoittelujaksojen päätyttyä tutkimusryhmä suorittaa opastettua jäähdytystä ja kirjautua sisään kaikille osallistujille varmistaakseen, että he eivät tunne hengitysharjoituksen haitallisia sivuvaikutuksia. Ohjattu jäähdytys koostuu siitä, että tutkimusryhmä kehottaa osallistujia palaamaan vähitellen normaaliin hengitysnopeuteensa hengitysprotokollan päätyttyä kysymyksien kautta, kuten nyt, aiomme tehdä jonkin verran rentouttavaa syvää hengitystä, täydellisen hengityksen nenän läpi, jota seuraa täydellinen uloshengitys suuhun, samalla kun se on vähitellen sekä hengityksen että ekshaleen kesto. Interventioon liittyvien haitallisten oireiden tai tapahtumien esiintyminen kirjataan. Kaikille osallistujille muistutetaan, että heidän osallistuminen koulutusinterventioon on vapaaehtoista ja he voivat vetäytyä milloin tahansa. Välittömästi ensimmäisen ja kymmenennen CHR -istunnon valmistumisen jälkeen HRR arvioidaan standardisoidun keston ajan 5 minuutin ajan.

Kontrolliryhmä: Kontrolliryhmä läpikäyvät samat yllä kuvatut testausmenettelyt, mutta niitä pyydetään säilyttämään nykyinen aktiivisuustaso ja normaalit päivittäiset tapansa intervention ajan.

Analyysi:

Kaikki tiedot kerätään ja esitetään ryhmän keskiarvoina ja keskihajonnalla. Tilastollinen analyysi suoritetaan sen määrittämiseksi, onko interventioryhmien välillä merkittäviä eroja interventiota edeltävässä ajankohdassa. Kaikkia tietoja arvioidaan havaintojen riippumattomuuden, näytteiden normaalin jakautumisen ja näytteiden välillä. Sitten 3 (ryhmä) x 2 (aikapiste) toistuvia mittauksia ANOVA: ta käytetään arvioimaan tilastollista merkitsevyyttä kunkin ryhmän osallistujien välillä ja niiden sisällä. Merkitys asetetaan p <0,05.