Normobarisen hypoksian koulutuksen vaikutus sydämen markkereihin (HYPO-CARDIAC)

Tämän interventiotutkimuksen tavoitteena on määrittää sydämen biomarkkereiden pitoisuuden muutokset veressä vasteena harjoitukselle, joka on suoritettu vapaaehtoiseen uupumiseen: (1) yhden normoksia- ja normobaaristen hypoksisten olosuhteiden jälkeen hypoksisen ärsykkeen vaihtelevilla tasoilla koulutetuissa ja kouluttamattomissa miehissä; (2) 3 viikon kestävyysharjoituksen jälkeen normobarisessa hypoksiassa pyöräilijöissä (epäkeskeinen hypertrofia); (3) 3 viikon vastusharjoituksen jälkeen normobarisessa hypoksiassa vahvuusurheilijoilla (samankeskinen hypertrofia).

Tutkimusprojektiin sisältyy sydänlihaksen fysiologisen tilan arviointi akuutin ja kroonisen altistumisen jälkeen normobariselle hypoksialle urheilijoilla, joilla on eksentrinen ja samankeskeinen sydämen hypertrofia, mittaamalla valittuja sydämen biomarkkereita veren seerumissa: sydämen troponiinit I ja T (CTNI ja CTNT), myoglobiini (Myo) ja Creatine Kinase-Myocletial -banki (Myo) ja Creatine Kinase-My-My-My-MY-MY-MY-MBA-MY-MBACE (MYO) (MYO) (MYO) (MYO) (MYO) ja Creatine Kinase-My-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MY-MYYNT B-tyypin natriureettinen peptidi (NT-ProbNP), BNP: n (H-FABP) ja iskemiamodifioidun albumiinin (IMA) N-terminaalinen pro-hormonia. Lisäksi havaitaan seuraavien markkereiden tasoja: hypoksia-indusoitava tekijä-1 (HIF-la), verisuonten endoteelikasvutekijä A (VEGF-A), nitriitit ja nitraatit (ei erittelytuotteita).

Tutkimus koostuu kolmesta vaiheesta. Vaihe 1 (on valmis). Kaikki osallistujat ovat suorittaneet kaksi peräkkäistä ergocycle-testiä (luokiteltu harjoituskokeen GXT ja vakiokuorman harjoituskoe CXT 10 minuutin aktiivisen palautumiskatkoksen kanssa eri ympäristössä (S1-Normoxia, S2-2000 M A.S.L., S3-3000 M A.S.L.). Inspiroidun hapen osuus (FIO2) on seuraava: S1 (normoxia) = 20,9%; S2 (2000 m A.S.L.) = 16,5%; S3 (3000 m A.S.L.) = 14,4%. Hypoksista ympäristöä ylläpidettiin käyttämällä Airzone -ilmastotekniikkaa (AirSport).

Tutkimuksen vaiheessa 2 36 miespyöräilijän sydämen biomarkkereiden veren tasoissa tutkitaan vastauksena 3 viikon kestävyysharjoitteluun hypoksiassa (3000m). Osallistujat jaetaan satunnaisesti kolmeen ryhmään: (1) LHTL "Live High, Train Low"; (2) IHT "ajoittainen hypoksinen koulutus"; (3) kontrolliryhmä (c) - normoksinen koulutus.

Koe koostuu kahdesta testisarjasta: S1 (lähtötasot) ja S2 (testit kolmen viikon harjoituksen jälkeen ja 3 päivän lepoajan jälkeen).

Kaikki urheilijat koulutetaan ammattimaisessa koulutuskeskuksessa, joka tarjoaa tarpeeksi hypoksisia hotellihuoneita ja koulutuskammioita. Osallistujille tarjotaan standardisoituja aterioita ja välipaloja. Harjoittelukuorma tallennetaan käyttämällä voimamittareita (vektori, garmin), ja saadut tiedot analysoidaan ohjelmisto WKO5: llä (harjoituspeaks). Kaikki urheilijat seuraavat samaa harjoitusohjelmaa kolmen viikon ajan (kolme perusmikrosykliä ja kolme päivää toipumista). Harjoituksen voimakkuus säädetään erikseen kunkin urheilijan laktaattisen kynnyskuorman (WRLT) mukaan. Jokaisessa koulutusmikroparissa kaikki osallistujat suorittavat kolme intervalliharjoittelua laboratorio -olosuhteissa (hypoksinen kammio). Jokainen intervalliharjoittelu alkaa 15 minuutin lämpenemisellä, jota seuraa päärahoituksen 50-60 minuuttia ja 10 minuutin jäähdytys. Lämpeneminen suoritetaan 60-80% WRLT/WRLTHYP: n voimakkuudella. Pääosassa osallistujat suorittavat 4-5 väliajoa, jotka kestävät 4-5 minuuttia työmäärällä 110% WRLT/wrlthyp. Väliajojen välinen palautusjakso kestää 6-8 min työmäärällä 70% WRLT/WRLTHYP. Jäähdytysvaihe koostuu 10 minuutin jatkuvasta harjoituksesta, jonka työmäärä on 60% WRLT/WRLTHYP: stä.

Vaiheen 3 Sydämen biomarkkereiden veren tasoja 28 miehen vahvuusurheilijoilla tutkitaan 3 viikon vastusharjoitteluun hypoksiassa (3000m). Osallistujat satunnaistetaan kahteen yhtä suureen ryhmään: hypoksinen resistenssiharjoittelu (HRT) ja normoksinen resistenssiharjoittelu (NRT). HRt -ryhmän osallistujat suorittavat resistenssikoulutuksen normobarisessa hypoksiassa (FIO2 = 14,4%, 3000 m A.S.L.), kun taas NRT -ryhmän osallistujat suorittavat saman koulutuksen, mutta normoxiassa. Vaiheen 3 koe koostuu kahdesta testisarjasta (S1 ja S2), joka suoritetaan laboratoriossa. Jokainen tutkimussarja koostuu kolmesta mittauspäivästä. Ensimmäisenä päivänä kaikki osallistujat suorittavat kaksi peräkkäistä ergocycle -testiä 10 minuutin aktiivisen palautumiskatkaisun kanssa normoxia -ympäristössä. Testausprotokolla ja verinäytteet ovat samat kuin tutkimuksen ensimmäisessä ja toisessa vaiheessa. 72 tunnin lepoajan jälkeen osallistujat toistavat koko testausprotokollan hypoksisissa olosuhteissa. Edellytysten järjestys (hypoksia vs. normoxia) satunnaistetaan kaikkien osallistujien välillä. Seuraavan 72 tunnin lepoajan jälkeen kaikilla osallistujilla on lihasvoimansa arvioitu käyttämällä yhden toistumisen maksimiarvoista (1RM) testiä normoksia-ympäristössä. Testit suoritetaan kahdessa harjoituksessa: tankopenkkipuristin ja tankokyykky. Suurin lihasten vahvuus mitataan seuraavalla protokollalla: 10 minuutin lämmittely, 1RM-testi- korkeintaan neljä peräkkäistä yritystä kasvavilla työmäärillä ja viiden minuutin lepoaika yritysten välillä, ensimmäisen työmäärän valinta- 70% osallistujan olettamasta lujuuskapasiteetista. Paino nousee vähitellen noin 2,5-20 kg, kunnes osallistuja ei pysty suorittamaan toistoa. Osallistujan lopullinen 1RM on viimeisin sitova työmäärä, joka suoritetaan täydellä alueella ja jatkuvalla nopeudella.

Molemmat ryhmät (HRT ja NRT) noudattavat samaa harjoitusprotokollaa. Kaikki koulutustilaisuudet suoritetaan normobarisessa hypoksisessa kammiossa, eikä osallistujille ilmoiteta kammion olosuhteista. Resistanssikoulutus koostuu kolmesta koulutuksesta viikossa. Jokainen yksikkö koostuu 15 minuutin lämmittelystä ja 50 minuutin pääosasta. Pääosassa osallistujat suorittavat barbell -penkkipuristimet ja tankokivit. Jokaista harjoitusta varten he tekevät kahdeksan sarjaa 10 toistoa, joiden työmäärä on 70% 1RM. Sarjojen välinen passiivinen palautusjakso on kolme minuuttia. Kaikissa ryhmissä työmäärää kasvatetaan erikseen 5 kg, jos osallistuja suorittaa kaikki ajoitetut toistot kahdesti peräkkäin (160).

Jokaiselle osallistujalle kaikissa testaussarjoissa (vaiheet 1, 2 ja 3) verinäytteet otetaan viidessä ajankohdassa jokaisen tutkimuksen sarjan aikana: ennen ja välittömästi luokiteltujen harjoituskokeen (GXT) ja vakiokuormitustestien (CXT) testien jälkeen 2, 6 ja 24 tunnin kuluttua. Kaikissa testaussarjoissa olosuhteet (normoxia vs. hypoksia) satunnaistetaan kaikissa osallistujissa, ja kaikki testaus- ja harjoitussarjat suoritetaan normobarisessa hypoksisessa kammiossa (Airzone, Airsport). Osallistujille ei ilmoiteta olosuhteista. Koko tutkimusprojektin ajan kaikki osallistujat ovat hallittuun sekoitettuun ruokavalioon, eikä niitä täydentää.

Testausprotokolla tutkimusprojektin kaikissa testisarjoissa ennen aamiaista, kehon massaa ja kehon koostumusta otetaan välillä 7–7.30. Kehon korkeus mitataan käyttämällä antropometriä, jonka tarkkuus on 0,5 cm, ja kehon koostumus arvioidaan käyttämällä bioelektristä impedanssianalyysiä (julkaisussa 220, BIOPACE).

Sitten kaksi tuntia kevyen sekoitetun aterian kulutuksen jälkeen (5 kcal/1 kg kehon paino; 50% hiilihydraatteja, 30% rasvaa, 20% proteiinia), kaikki osallistujat suorittavat kaksi peräkkäistä ergocycle -testiä 10 minuutin aktiivisen talteenoton tauon kanssa. Kaikki testit suoritetaan sykliergometrillä (Excalibur Sport, Lode BV), joka on säädetty erikseen jokaiselle osallistujalle.

Ensimmäinen testi sisällytetään luokiteltu harjoituskoe (GXT), kunnes vapaaehtoinen uupumus. Harjoitus alkaa 90 W: n työtaavalla, ja sen lisäykset 30 W: stä kolmen minuutin välein, kunnes vapaaehtoinen uupumus. Levossa (3 minuuttia ennen testiä) ja GXT: n aikana sykkeen (HR) ja pienen ilmanvaihdon (VE), hengitystaajuuden (BF), happea imeytymisen (VO2) ja vanhentuneen hiilidioksidin (VCO2) ja päätystaidon happijännitys (PETO2) ja päätyvidi-hiilidioksidin (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) (PETCO2) jatkumisen jatkuvan tallennus 3B, aivokuori) käyttämällä hengitysmenetelmää. Seuraavia kriteerejä käytetään VO2MAX: n arviointiin: (1) VO2: n stabilointi huolimatta kuorman lisääntymisestä (ΔVO2 <150ml/min), (2) VO2 -piikin asteittainen lasku maksimaalisen kuorman aikana. Lisäksi levossa ja GXT: n aikana mitataan veren happea kylläisyyden jatkuvaa tallentamista (SPO2) (Wristox2, Nonin Medical Inc.).

Viimeisen komplettimattoman vaiheen tapauksessa maksimaalinen työkuorma (WRMAX) lasketaan seuraavasta kaavasta: wrmax = wrk+ (t/t x wrp), jossa WRK = aikaisempi työkuorma, t = harjoituksen kesto työkuorman kanssa, kunnes kunkin työkuorman kesto oli ennenaikainen vika, testin aikana testin aikana. Sydänlähtö (Q) arvioi VO2MAX: llä ja lasketaan seuraavalla kaavalla: Q = 100 x VO2/(5,72 + 10,5 x VO2/VO2MAX) käyttämällä Metasoft Studioa (Cortex, Saksa). Aivohalvauksen tilavuus (SV) lasketaan seuraavasti: SV = q/h kunkin kuorman (viimeisen 15 s) kapillaarin verinäytteet saadaan sormenpäästä veren laktaattitasojen määrittämiseksi (LA; Super GL2, tohtori Müller Gerätebau GmbH). Näitä tietoja käytetään analysoimaan LA -pitoisuuden kinetiikkaa veressä, arvioimaan yksittäisiä anaerobisia kynnysarvoja DMAX -menetelmän perusteella. Lisäksi ennen GXT: n valmistumisen jälkeen ja heti sen jälkeen kapillaariverestä saadaan sormenpäästä happo-emästasapainon määrittämiseksi ja valittujen kaasunvaihtoindikaattorien analysoimiseksi: hapen kyllästymis (SAO2), osittainen paine (PO2) ja hiilidioksidin (PCO2) osittainen paine (OPTI CCA-TTS2 Blood Gas and Electrolyte -analysoinnissa). Tätä seuraa 10 minuutin aktiivinen lepokatkaisu (30% testin aikana saavutetusta maksimaalisesta työmäärästä, kunnes vapaaehtoinen uupumus, WRMAX).

Sitten osallistujat suorittavat vakiokäyttöisen liikuntakokeen (CXT) yksittäisessä laktaattikynnyksen työmäärässä (WRLT), kunnes vapaaehtoinen uupumus. CXT: n aikana osallistujat saavat juoda vettä ad libitum. Ennen CXT: n valmistumisen jälkeen ja välittömästi sen jälkeen kapillaariveri saadaan sormenpäästä LA-pitoisuuden ja happo-emästasapainon määrittämiseksi. Lisäksi levossa ja CXT: n aikana mitataan jatkuvaa HR: n ja SPO2: n tallentamista (Wristox2, Nonin Medical Inc.). Kaikissa maistamissarjoissa tutkimusprojektin kunkin vaiheen aikana osallistujille tehdään 2 täydellistä transthoracic-ehokardiografiaa (TTE) -tutkimusta käyttämällä GE Medical System Vivid 7: tä, jolla on sama tutkija 2,5 MHz: n muuntimella. M-moodi, kaksiulotteinen kuvantaminen ja Doppler-tekniikat suoritetaan.

Jokaiselle osallistujalle 8 ml: n verinäytteet otetaan anteekubitaalisuonista kuuden ajankohdan aikana tutkimuksen kunkin sarjan aikana: ennen GXT+CXT -testejä ja heti sen jälkeen, 2, 6 ja 24 tunnin kuluttua. Veren morfologiaa arvioidaan EDTA-antigoaguloidussa laskimoveressä automatisoidussa hematologian analysaattorissa (Model Admi 60). CTNI: n ja CTNT: n, NT-ProbNP: n, H-FABP: n, IMA: n, HIF-1a: n, VEGF-A: n tasot määritetään käyttämällä kaupallisesti saatavia ELISA-sarjoja valmistajan ohjeen mukaan. CK-MB: n seerumin aktiivisuudet mitataan kalorimetrisesti kaupallisten sarjojen avulla. Seerumin NO2- ja/tai NO3-tasot määritetään kalorimetrisesti käyttämällä kaupallisia sarjoja, joissa käytetään GRIESS-menetelmää, NO3- NO2- entsymaattisen muuntamisen kanssa ja ilman.