A test lehűlésének fiziológiai és hőszabályozási reakciói biciklizés közben forró környezetben (PYTHON)

Tervezés

A tanulmány az alábbi ütemterv szerint készül el:

1. látogatás: Kiindulási és VO2max tesztelés

2. vist: Metabolikus hőtermelési látogatás

3–6. látogatás: 1., 2., 3., 4. próba

Az alábbiakban a látogatásra vonatkozó információkat ismertetjük, azonban a függő változókra és eljárásokra vonatkozó konkrét adatgyűjtési protokollokat a vizsgálati terv leírása alatt találjuk. A résztvevőknek alá kell írniuk egy fényképes/videós kiadási űrlapot (H. melléklet), amelyet kutatási projektekben, tudományos publikációkban/konferenciákban és oktatási célokra használhatnak fel. A résztvevőket videózhatják vagy fényképezhetik, miközben gyakorolnak vagy pihennek a környezeti kamrában. A résztvevőket az orvosi engedély megadása után osztják ki.

1. látogatás: Kiindulási és VO2max tesztelés

A részvételre jóváhagyott résztvevőket egy alapvonal és VO2max tesztelési napra tervezik. Az alapszintű metabolikus rátát (BMR) megmérik érkezéskor az alapszintű vizit során. A résztvevők hanyatt fekszenek, szellőző kapucnival, amely eltakarja a fejét és a törzsét. A szellőző motorháztetőt egy anyagcserekocsihoz csatlakoztatott tömlőhöz kell rögzíteni. A metabolikus kocsi folyamatosan méri a légzéscsere arányát, az oxigénfogyasztást és a szubsztrát felhasználást. A résztvevő körülbelül 30 percig a motorháztető alatt marad. A BMR befejezése után a résztvevők vizeletmintát adnak egy tiszta vizelettartó csészében. A vizelet fajsúlyát és a vizelet színét értékelik. A meztelen testtömeg is rögzítésre kerül. A személyes adatok védelme minden résztvevő számára biztosított, miközben a testtömeg-méréseket úgy kapja meg, hogy a résztvevővel egyedül végez méréseket egy privát szobában, egy szilárd, zárt ajtó mögött, és a kutatás a helyiségen kívül olvassa le a skálát. A résztvevők csak akkor folytathatják a VO2max tesztet, ha teljesülnek az euhidratált vizelet fajsúly ​​(USG) ≤1,025. Ha a résztvevő 1,020 és 1,025 közötti USG-vel érkezik, az alanynak 500 ml vizet kell inni a megfelelő hidratáltsági állapot biztosítása érdekében. Ha az USG nagyobb, mint 1,025, a tárgyat átütemezzük egy másik napra. A testmagasság mérése mérőszalaggal történik az 1. látogatás alkalmával. A testzsír százalékos mérése Air Displacement plethysmography (BodPod®; Cosmed, Software Version 4.2+, Concord, CA, USA) segítségével történik. Ez kevesebb mint ~5 percet vesz igénybe. Ezt az információt az alany demográfiai adatainak leírására használjuk fel. A résztvevőket arra is felkérik, hogy teljesítsenek egy maximális oxigénfelvétel (VO2max) tesztet futópadon és kerékpár-ergométeren, termosemleges környezetben, körülbelül 30 perc és egy óra között. Ez a teszt megmutatja a résztvevők aerob edzettségi szintjét, amelyet összehasonlítanak a két edzési protokoll között. A résztvevőket az átlagos heti fizikai aktivitásukról is megkérdezik (K melléklet). Ez a látogatás körülbelül 1-2 órát vesz igénybe.

2. látogatás: Metabolikus hőtermelési látogatás

A megfelelő edzésintenzitás előírása érdekében a hőtermelést ellenőrizni kell. A hőtermelést fokozatos terhelési teszttel (3-5 perces szakaszok) írják elő a hőségben (ugyanaz a környezeti hőmérséklet, mint a kísérleteknél), amely az anyagcsere-adatokat méri a kilélegzett levegő összegyűjtésén keresztül, kétirányú, nem újralégzést használó maszk segítségével a hő kiszámításához. termelést, és megfelelően válassza ki a kerékpározás intenzitását a kutatásban résztvevők csoportjai közötti összehasonlításhoz. Ez a teszt az alaplátogatás után történik. A vizsgálati eljárások utánozni fogják a kísérletek eljárásait (lásd alább), a gyakorlati protokoll kivételével. Az edzési protokoll körülbelül 20 percet vesz igénybe. Ez 5 gyakorlati szakaszt fog tartalmazni (osztályozott szakaszok). A résztvevő az ACU-t viseli a látogatás során.

3-6. látogatás: 1-4. próba

A résztvevők száma véletlenszerűen kerül kiosztásra, és 4 próba (pára-ventilátor, alkar, passzív hűtés, jégkendő) véletlenszám-generátorral rendelve és egy résztvevőszámhoz lesz rendelve.

Ezeket a megbízásokat a résztvevők ellensúlyozzák, hogy biztosítsák, hogy ne legyen megrendelés hatása. A vizsgálat részeként minden résztvevő négy próbát fog teljesíteni. A résztvevők pótpróbalátogatásra jogosultak, ha betegek, sérülést szenvednek vagy nem felelnek meg a hidratációs követelményeknek. A résztvevőket megkérdezik, hogy van-e jelenlegi betegségük, vagy szednek-e gyógyszereket, hogy eldöntsék, teljesíthetik-e a gyakorlati próbát. Lázas, aktuális betegsége vagy testhőmérsékletet befolyásoló gyógyszer szedése esetén a résztvevő látogatását átütemezzük. A résztvevők négy próbát teljesítenek négy külön napon.

Próba #

Hűtő beavatkozás

1

Passzív hűtés

2

Köd-ventilátor hűtés

3

Alkar merítés

4

Jégtörölköző

Ennek a vizsgálatnak a gyakorlati protokollját és a helyreállítási részeket egy klímakamrában végzik, ahol a környezeti hőmérséklet körülbelül 30-40 °C és a relatív páratartalom körülbelül 30-70%. A résztvevők ad libitum isznak a gyakorlati próba alatt.

A laborba érkezéskor a résztvevőket arra kérik, hogy jelezzék, fogyasztottak-e alkoholt vagy koffeint az elmúlt 24 órában, illetve 12 órában. Nem kérik tőlük, hogy pontosan mit fogyasztottak, de ha pozitív jelzést adnak, a tárgyalásukat egy másik napra átütemezik. A résztvevők kis vizeletmintát adnak egy tiszta vizelettartó csészében, és megmérik a meztelen testtömeget. A laborba érkezéskor a hidratáltsági állapotot a vizelet fajsúlya, a meztelen testtömeg és a vizelet színe alapján értékelik. A résztvevők csak akkor folytathatják a gyakorlati próbát, ha teljesülnek az euhidratált vizelet fajsúly ​​(USG) ≤1,025. Ha a résztvevő 1,020 és 1,025 közötti USG-vel érkezik, az alanynak 500 ml vizet kell inni a megfelelő hidratáltsági állapot biztosítása érdekében. Ha az USG nagyobb, mint 1,025, akkor az alany egy másik napra kerül átütemezésre. A résztvevők az előző látogatáskor utasításokat kapnak arról, hogyan érhetik el a kívánt hidratáltsági állapotot a következő próba során. A kutatók nyelőcsőszondát helyeznek be. Csak képzett személyzet helyezheti be a nyelőcsőszondát (diplomás hallgatók nem léphetnek be). A résztvevők rektális szondát helyeznek be, és pulzusmérő szíjat viselnek. Ezenkívül a résztvevők 9 helyszíni Biopac bőrhőmérséklet-érzékelőt viselnek. A kutatók a bőrhőmérséklet-érzékelőket orvosi szalaggal felhelyezik a résztvevők mellkasára, felkarjára, alkarjára, combjára, nyakára, hasára, combjára, hátára és vádlijára (elülső és hátsó). A résztvevők iButtonokat (vezeték nélküli bőrhőmérséklet-érzékelőket) is viselnek a mellkasukon, a felkarukon, az alkarukon, a combjukon és a vádlijukon (elülső és hátsó). A laborba érkezéskor a résztvevőket egy szubjektív alvási kérdőív kitöltésére is felkérik. A résztvevők aktív harci egyenruhát (ACU) viselnek a gyakorlati próbák során. A blúzhoz és nadrághoz három ADU méret (kicsi, közepes, nagy) áll majd a résztvevők rendelkezésére. Egy övet kell használni annak biztosítására, hogy az ACU megfelelően illeszkedjen. A résztvevők nem tudják megtartani az ACU-ADU-kat, kimossák (a gyártó utasításai szerint) és újra felhasználják a résztvevők számára. Az ADU gyártójának utasításai megegyeznek a normál mosási ciklussal (mosószer és mosógép száraz). Az ACU-t használat előtt és után lemérik, hogy megmérjék a ruházatban felfogott izzadságot. A résztvevők a (BHSAI által biztosított) csuklóalapú eszközöket a nem domináns karjukon viselik a tesztelés alatt. A csuklóeszközt a csuklótól körülbelül 1 hüvelyk távolságra kell elhelyezni, és szorosan kell rögzíteni a pontos pulzusmérés érdekében. A csuklós készülék a pulzusszám becslésére szolgál infravörös technológia segítségével. A csuklókészülék becsült pulzusszámát a poláris pulzusmérővel (arany standard) hasonlítják össze. A testriasztó rendszer a csuklókészülék pulzusszámát és a környezeti feltételeket használja a testhőmérséklet becsléséhez. A vizsgálat szponzora a végbélhőmérséklet és a 7 helyszíni bőrhőmérséklet-érzékelők segítségével módosítja az algoritmust (nem valós időben – az összegyűjtött adatok alapján), hogy jobban megbecsülje a testhőmérsékletet. A jövőbeni cél az, hogy a testjelző rendszert az órába ágyazzák. A résztvevők egy másik, csuklós eszközt (WHOOP) viselnek a karján, amely nem rendelkezik BHSAI eszközzel. A WHOOP készülék figyeli a pulzusszám változékonyságát és az alvást. A résztvevőket arra kérik, hogy a vizsgálat időtartama alatt naponta viseljék ezt az eszközt.

A résztvevők belépnek a környezeti kamrába, és 30 percig ülnek, hogy egyensúlyba kerüljenek. A környezeti kamra 30-40°C környezeti hőmérsékletre, 30-70% relatív páratartalomra lesz beállítva. A pulzusszám és a végbélhőmérséklet kiindulási mérése után a résztvevők kitöltik az észlelési indexeket. A résztvevők egy környezeti tünetek kérdőívet (ESQ) is kitöltenek.

A próba két 40 perces kerékpározásból áll majd 7 W/kg és 15 W/kg között. Minden 40 perces edzésblokkot egy pihenő követ, ahol hűtés történik. A résztvevők ad libitum ihatnak a gyakorlati próba alatt. A résztvevőt körülbelül 30 percig hűtik a hozzárendelt hűtési móddal. A rektális és a nyelőcső hőmérsékletét, a bőr hőmérsékletét, a pulzusszámot, az észlelési mértékeket és a hangulatot (POMS, alább ismertetjük) különböző időpontokban gyűjtik az edzés és a hűtés előtt, alatt és után. A metabolikus hőtermelést indirekt kalorimetriával (metabolikus kosárhoz csatlakoztatott maszk) mérik mind a négy kísérlet során.

Passzív hűtés: A résztvevőket arra kérik, hogy üljenek egy székre a klímakamrában a passzív hűtés érdekében.

Pára-ventilátoros hűtés: A pára-ventilátor a résztvevő mellé kerül, és csak a kezét és az alkarját fogja párásítani a párás ventilátoros hűtés során. A résztvevőket arra kérik, hogy tekerjék fel az ADU ujjukat a bőrfelület növelése érdekében. A rendszer rögzíti a pára hőmérsékletét és a ventilátor szélsebességét.

Alkar bemerítés: A résztvevő az alkarmerítés során körülbelül 20°C-os vízbe helyezi az alkarját.

Jégtörölköző: olyan törülközőt használunk, amely hosszabb ideig képes megtartani a vizet, és jeges-víz keverékbe (~2 C) meríti. A kutatók finoman összenyomják a törülközőt, hogy eltávolítsák a felesleges vizet (de továbbra is vízzel telítve maradnak), majd mindkét alkarra és kézre simulóan felhelyezik, hogy ne legyen légrés a törülköző és a végtag között. Vigye fel 1-5 percig, majd cserélje ki egy másik friss, hideg törölközőre. Ez a lépés biztosítja, hogy az alkar és a kéz közel állandó hőmérsékletű legyen, mivel a törülköző felmelegszik az alkalmazás ideje alatt. A folyamat a teljes hűtés időtartama alatt megismétlődik.

Az adatgyűjtés két külön szakaszra oszlik. Először egy kísérleti tanulmányt fognak végezni, amelyben az első két résztvevő elvégzi az összes laboratóriumi látogatást. Az ezekből a vizsgálatokból származó adatokat megosztjuk a szponzorral az adatgyűjtés folytatása előtti áttekintés céljából. A résztvevők ugyanazon az eljárásokon esnek át a kísérleti tesztelés során, mint a szokásos tesztelés során. A kísérleti tesztelési adatok szerepelni fognak az adatkészletben. A szponzor jóváhagyását követően az adatgyűjtés folytatódik. Minden próba körülbelül 4 órás lesz.

Minden eszközt megfelelően meg kell tisztítani a gyártó utasításai szerint, mielőtt más résztvevők használnák.