Réponses physiologiques chez les adultes jeunes et plus âgés lors d'une vague de chaleur simulée prolongée (HW1)

OBJECTIFS Intervention 1 : Évaluer l'effet de l'âge sur le stockage de chaleur dans tout le corps, la température centrale du corps et le développement de tensions cardiovasculaires et d'inflammations aiguës pendant une exposition d'une journée (9 heures) à des conditions de vagues de chaleur simulées.

Intervention 2 : Déterminer si une exposition de courte durée (2 heures) à un environnement climatisé à la suite d'une exposition à une chaleur extrême entraîne des réductions durables de la tension physiologique chez les personnes âgées lors du retour à la chaleur.

Hypothèses Intervention 1 : Les adultes plus âgés connaîtront un plus grand stockage de chaleur tout au long de la vague de chaleur simulée de 9 heures par rapport aux participants plus jeunes. Par conséquent, la température centrale du corps sera plus élevée chez les personnes âgées et les différences entre les groupes seront exacerbées à mesure que l'exposition progresse. Nous explorerons également l'hypothèse secondaire selon laquelle les différences de température corporelle seront accompagnées de modifications plus importantes des variables cardiovasculaires et d'une inflammation circulatoire et intracellulaire aiguë chez les personnes âgées.

Intervention 2 : Le stockage de chaleur corporelle sera exacerbé chez les personnes âgées exposées à l'intervention du centre de refroidissement lors du retour à la chaleur (heures 5-6) par rapport aux personnes âgées de l'intervention 1 qui sont restées dans la chaleur. Par conséquent, la température centrale du corps sera comparable (statistiquement équivalente) entre les groupes à la fin de l'exposition.

Méthodes Participants Un total de 20 jeunes adultes (âge : 18-31 ans) et 40 adultes plus âgés (âge : 64-80 ans) seront recrutés pour le projet proposé, avec une répartition à peu près égale d'hommes et de femmes dans chaque bras d'intervention. Les jeunes adultes (n = 20) et les adultes plus âgés (n = 20) termineront l'intervention 1 et une cohorte distincte d'adultes plus âgés (n = 20) terminera l'intervention 2. Les participants seront homogènes pour les caractéristiques anthropomorphiques ainsi que les niveaux d'activité physique habituels. vérifiées via des questionnaires standardisés.

Conception expérimentale Instructions préalables à l'essai Tous les participants seront invités à éviter toute activité physique intense et l'alcool pendant 24 heures avant toutes les sessions préliminaires et expérimentales et à manger un repas léger 2 heures avant le début de chaque session. Il sera également demandé aux participants de consommer un minimum de 500 ml d'eau la veille et le matin de chaque séance pour assurer une hydratation adéquate. Une hydratation adéquate sera vérifiée à l'arrivée au laboratoire (densité spécifique de l'urine <1,025). Pour toutes les sessions, les participants porteront un short de sport (et un haut de sport pour les femmes).

Sélection préliminaire Tous les participants effectueront une évaluation préliminaire au moins 7 jours avant la première session expérimentale. Au cours de cette session, ils se familiariseront avec toutes les procédures et techniques de mesure et rempliront le questionnaire Get Active Questionnaire (GAQ) et le questionnaire de dépistage de pré-participation de l'American Heart Association pour évaluer leur éligibilité à participer. Le GAQ sera également utilisé pour évaluer les niveaux d'activité habituels avec le Kohl Physical Activity Questionnaire. Les participants fourniront également un consentement éclairé verbal et écrit à ce moment. La taille et la masse corporelles seront déterminées via un stadiomètre médical et un terminal de pesée haute performance, respectivement, et à partir de ces mesures, la surface corporelle sera calculée.

Protocole expérimental (Intervention 1) Chaque session débutera de 07h00 à 09h00. À son arrivée au laboratoire, le participant fournira un échantillon d'urine pour l'évaluation de la gravité spécifique de l'urine, après quoi une mesure de la masse corporelle nue sera obtenue. Les participants inséreront ensuite une sonde de température pour la mesure continue de la température rectale. Par la suite, les participants seront instrumentés pour la mesure de la température cutanée et l'échocardiogramme à 5 dérivations. Les paramètres cardiovasculaires de base seront évalués via une brève batterie de tests cardiovasculaires (~ 45 min), effectuée comme suit. Les pressions systoliques et diastoliques artérielles brachiales reconstruites à partir des formes d'onde de pression artérielle mesurées au niveau du majeur droit (technique de serrage du volume) et des enregistrements d'échocardiogramme à 5 dérivations seront collectées pendant 10 minutes pendant que le participant se repose tranquillement (respiration spontanée). Immédiatement après, les pressions artérielles systolique et diastolique seront mesurées en triple par auscultation manuelle (~ 30 secondes entre les mesures), après quoi les flux sanguins de l'avant-bras et du mollet sur le côté droit du corps seront mesurés par pléthysmographie d'occlusion veineuse automatisée. Tout au long de la batterie de tests, le participant sera assis avec les deux pieds au sol, sauf pendant les mesures du débit sanguin des membres, où les membres instrumentés seront surélevés pour faciliter le drainage veineux. Enfin, un échantillon de sang veineux et une mesure de la masse corporelle seront obtenus.

Les participants seront ensuite transférés dans la chambre du calorimètre direct corps entier, régulée à 40 °C et à environ 10-15 % d'humidité. Ces conditions ont été choisies pour simuler les températures maximales rencontrées lors des vagues de chaleur et sont similaires aux conditions maximales des vagues de chaleur récentes en Amérique du Nord en 2018 (Ottawa, Ontario ; 34 °C et 58 %, indice de chaleur : 41 °C) et en Europe en 2003 (Paris , France ; 38 °C et 25 %, indice de chaleur : 38 °C). Le participant se reposera tranquillement pendant 3 heures (heures 1-3) dans la chambre du calorimètre tandis que la production et l'échange de chaleur du corps entier sont mesurés en continu. Au bout de 3 heures, le participant sortira du calorimètre et la brève batterie de tests cardiovasculaires sera à nouveau effectuée, suivie d'une mesure de la masse corporelle. Les heures 4 à 6 seront consacrées au repos dans la chaleur de la chambre thermique adjacente au calorimètre. Pendant ce temps, les participants seront autorisés à consommer un déjeuner léger et à faible teneur en eau. L'eau du robinet sera fournie à volonté via une fontaine à eau isolée en libre service située dans la chambre thermique. Une autre batterie cardiovasculaire sera ensuite effectuée suivie d'une mesure de la masse corporelle. Le participant rentrera ensuite dans le calorimètre où les 3 dernières heures seront passées (heures 6-9). À la fin de cette période, les participants subiront une quatrième et dernière batterie de tests cardiovasculaires et un dernier échantillon de sang veineux et une mesure de la masse corporelle seront obtenus.

Analyse statistique et calcul de la taille de l'échantillon Les variables primaires et secondaires seront évaluées à l'aide de modèles linéaires à effets mixtes. Le temps sera modélisé comme un effet fixe intra-sujet répété, et le groupe d'âge sera modélisé comme un effet fixe inter-sujets. Les valeurs d'exposition avant la chaleur de la variable de résultat, le sexe des participants et l'activité physique hebdomadaire autodéclarée (min/semaine, telle qu'évaluée via le GAQ) seront incluses en tant que covariables. L'identification des participants sera modélisée comme un effet aléatoire dans toutes les analyses. Le critère d'information d'Akaike sera utilisé pour déterminer les effets aléatoires et les structures de variance/covariance.

Des comparaisons multiples post hoc seront effectuées sur les moyennes marginales estimées du modèle. Étant donné le petit nombre de comparaisons pour chaque variable, les corrections de multiplicité ne seront pas utilisées. L'homoscédasticité sera évaluée pour tous les modèles par une évaluation visuelle des parcelles résiduelles. La distribution normale approximative des résidus sera évaluée par inspection visuelle des histogrammes et des tracés Q-Q. Les données seront transformées en log dans le cas où la distribution des résidus s'écarte de manière significative de la normalité. Pour toutes les analyses, alpha sera fixé à 0,050. Les statistiques descriptives seront présentées sous forme de moyennes et d'écarts types. Les comparaisons entre les groupes et/ou les points temporels seront présentées sous forme de moyennes et d'intervalles de confiance à 95 % [limite inférieure, limite supérieure].

Une analyse de puissance a priori a déterminé qu'une taille d'échantillon totale de 19 jeunes et 19 adultes plus âgés était nécessaire pour détecter une différence dans le taux de stockage de chaleur du corps entier entre les groupes à la fin de chaque session de calorimètre (c'est-à-dire les heures 3 et 9) avec 80% de puissance statistique. Au lieu de données cliniquement significatives (c. entre des adultes jeunes et plus âgés au cours des 30 dernières minutes d'un protocole d'exposition à la chaleur de 3 heures (jeune : -2 [26] kJ/heure, plus âgé : 43 [54] kJ/heure) dans nos travaux précédents.

Protocole expérimental (Intervention 2) Conception expérimentale Le protocole de l'intervention 2 est identique à celui de l'intervention 1, sauf qu'après la première séance de calorimètre et la batterie cardiovasculaire subséquente, les participants sortiront de la chambre thermique et passeront environ 2 heures (heures 5-6) à se reposer dans une pièce climatisée (~23°C, ~50% d'humidité relative). Semblable à l'intervention 1, les participants seront autorisés à manger un petit déjeuner fourni par eux-mêmes pendant cette période et à consommer de l'eau (du robinet) à volonté. La troisième batterie cardiovasculaire sera également réalisée dans l'environnement refroidi. Comme dans l'intervention 1, les participants rentreront ensuite dans le calorimètre pendant les 3 dernières heures, où ils se reposeront dans la chaleur pour le reste de la session expérimentale.

Analyse statistique et calculs de la taille de l'échantillon Une analyse statistique pour l'intervention 2 sera effectuée pour évaluer si l'exposition à la mi-journée à une pièce refroidie entraîne un stockage de chaleur corporelle plus important après l'exposition, de sorte que les réponses physiologiques sont similaires à celles du groupe non refroidi à la fin. de la simulation de canicule de 9 heures. Le stockage de chaleur cumulatif du corps entier sera évalué à l'aide d'un modèle linéaire à effets mixtes avec un groupe expérimental modélisé comme un effet fixe inter-sujets. Le stockage de chaleur cumulé au cours des trois premières heures de l'exposition de 9 heures sera inclus en tant que covariable pour tenir compte de l'influence de tout facteur inter ou intra-individuel (par exemple, le sexe, les niveaux d'activité physique), mesuré ou non, ayant un impact sur l'ensemble du corps. -échange et stockage de chaleur corporelle. Les comparaisons du stockage de chaleur entre les groupes seront effectuées à l'aide des moyennes marginales estimées du modèle.

La température centrale du corps, telle qu'estimée par la température rectale (résultat principal), sera analysée à l'aide d'un modèle linéaire à effets mixtes avec un groupe expérimental (deux niveaux : refroidissement et non-refroidissement) modélisé comme un effet fixe inter-sujet et le temps répété dans -effet fixe du sujet (intervention post-refroidissement à 0, 1, 2 et 3 heures). Comme le modèle pour le stockage de la chaleur, la température rectale à la fin de la première séance de calorimétrie (c'est-à-dire l'heure 3 de l'exposition de 9 heures) sera incluse comme covariable pour tenir compte de l'influence de toute mesure inter- ou intra- facteurs individuels ayant une incidence sur les réponses de la température corporelle à l'exposition à la chaleur au repos.

L'effet du refroidissement sur la température rectale sera ensuite évalué via deux tests unilatéraux effectués sur le modèle à effets mixtes dérivé des moyennes marginales estimées à chaque instant. Les limites d'équivalence seront fixées à ± 0,3 ° C, ce qui correspond à la variation quotidienne typique de la température centrale et a été suggérée pour refléter un changement significatif / détectable des températures corporelles dans une étude récente évaluant l'influence des stratégies de refroidissement sur tension physiologique chez les jeunes adultes. Les variables secondaires seront évaluées de la même manière. Le niveau de signification sera fixé à P < 0,050. Les statistiques descriptives seront présentées sous forme de moyenne (écart type) et les comparaisons entre les groupes seront présentées sous forme de moyenne ± intervalle de confiance à 95 %.

Une analyse de puissance a priori a déterminé qu'un échantillon total de 18 personnes âgées dans chaque groupe (36 participants au total) est nécessaire pour confirmer si les différences de température rectale entre les groupes sont équivalentes dans les limites supérieure et inférieure de +0,3 °C et de -0,3 °C. °C, respectivement, avec une puissance de 80 %. Cela correspond à une taille d'effet (Cohen's d) de 1,0, basée sur l'écart-type groupé de 0,3 °C, déterminé à partir des données publiées de notre laboratoire démontrant une différence de température centrale de 0,2 °C (ET 0,3) entre les adultes jeunes et les adultes plus âgés. et une différence de température centrale de 0,0 °C (ET 0,3) entre les personnes âgées avec et sans diabète de type 2 après 3 heures de repos dans un environnement chaud.