Risposte fisiologiche e termoregolatorie del raffreddamento corporeo durante il ciclismo in un ambiente caldo (PYTHON)

Progetto

Lo studio sarà completato nei seguenti tempi:

Visita 1: basale e test VO2max

Vist 2: Visita di produzione di calore metabolico

Visita 3-6: Prova 1, 2, 3, 4

Le informazioni specifiche sulla visita sono descritte di seguito, tuttavia, i protocolli di raccolta dati specifici per le variabili e le procedure dipendenti sono inclusi sotto la descrizione del disegno dello studio. Ai partecipanti sarà richiesto di firmare una liberatoria foto/video (Appendice H) da utilizzare in progetti di ricerca, pubblicazioni/convegni scientifici e per scopi didattici. I partecipanti possono essere filmati o fotografati mentre si esercitano o riposano nella camera climatica. I partecipanti verranno assegnati dopo la concessione dell'autorizzazione medica.

Visita 1: basale e test VO2max

I partecipanti che sono stati approvati per partecipare saranno programmati per una giornata di test di base e VO2max. Il metabolismo basale (BMR) verrà misurato all'arrivo durante la visita di riferimento. Il partecipante giace supino con un cappuccio ventilato che copre la testa e il busto. La cappa ventilata sarà fissata a un tubo collegato a un carrello metabolico. Il carrello metabolico misurerà continuamente il rapporto di scambio respiratorio, il consumo di ossigeno e l'utilizzo del substrato. Il partecipante rimarrà sotto il cofano per circa 30 minuti. Al termine del BMR, i partecipanti forniranno un campione di urina in una tazza di urina pulita. Verranno valutati il ​​peso specifico e il colore delle urine. Verrà registrata anche la massa corporea nuda. La privacy sarà garantita a ciascun partecipante durante l'ottenimento delle misurazioni della massa corporea effettuando misurazioni con il partecipante da solo in una stanza privata dietro una porta solida e chiusa e la ricerca leggendo la scala al di fuori della stanza. I partecipanti potranno continuare il test VO2max solo se vengono soddisfatti i criteri euidrati di un peso specifico delle urine (USG) ≤1,025. Se il partecipante arriva con un USG compreso tra 1.020 e 1.025, al soggetto verrà chiesto di bere 500 ml di acqua per garantire un corretto stato di idratazione. Se USG è maggiore di 1,025, l'argomento verrà riprogrammato per un giorno diverso. L'altezza verrà misurata con un metro a nastro durante la Visita 1. La percentuale di grasso corporeo verrà misurata utilizzando la pletismografia a spostamento d'aria (BodPod®; Cosmed, versione software 4.2+, Concord, CA, USA). Il completamento richiederà meno di ~5 minuti. Queste informazioni verranno utilizzate per descrivere i dati demografici del soggetto. Ai partecipanti verrà inoltre chiesto di completare un test di consumo massimo di ossigeno (VO2max) su un tapis roulant e su un cicloergometro in un ambiente termoneutro con circa 30 minuti a un'ora tra. Questo test fornirà i livelli di fitness aerobico dei partecipanti che verranno confrontati tra i due protocolli di esercizio. Ai partecipanti verrà inoltre chiesto della loro attività fisica settimanale media (Appendice K). Questa visita durerà circa 1-2 ore.

Visita 2: Visita sulla produzione di calore metabolico

Per prescrivere un'intensità di esercizio appropriata, la produzione di calore deve essere controllata. La produzione di calore verrà prescritta utilizzando un test da sforzo graduato (fasi di 3-5 minuti) nel caldo (stessa temperatura ambientale delle prove) che misurerà i dati metabolici tramite la raccolta dell'aria espirata utilizzando una maschera a 2 vie non respirante per calcolare il calore produzione e scegliere opportunamente le intensità di ciclismo da confrontare tra i gruppi di partecipanti alla ricerca. Questo test verrà eseguito dopo la visita di riferimento. Le procedure dello studio imiteranno quelle delle prove (descritte di seguito), ad eccezione del protocollo di esercizio. Il protocollo di esercizio richiederà circa 20 minuti per essere completato. Comprenderà 5 fasi di esercizio (fasi graduate). Il partecipante indosserà l'ACU durante questa visita.

Visita 3-6: Prove 1-4

I numeri dei partecipanti saranno assegnati in modo casuale e 4 prove (nebulizzatore, avambraccio, raffreddamento passivo, asciugamano di ghiaccio) saranno ordinate con un generatore di numeri casuali e assegnate a un numero di partecipante.

Questi ordini saranno controbilanciati tra i partecipanti per garantire che non vi sia un effetto dell'ordine. Ogni partecipante completerà quattro prove come parte dello studio. I partecipanti potranno recuperare le visite di prova se sono malati, subiscono un infortunio o non soddisfano i requisiti di idratazione. Ai partecipanti verrà chiesto se hanno una malattia in corso o assumono farmaci per determinare se possono completare la prova di esercizio. La visita del partecipante verrà riprogrammata in caso di febbre, malattia in corso o assunzione di farmaci che influenzano la temperatura corporea. I partecipanti completeranno quattro prove in quattro giorni separati.

Prova #

Intervento di raffreddamento

1

Raffreddamento passivo

2

Raffreddamento con ventola a nebbia

3

Immersione dell'avambraccio

4

Asciugamano di ghiaccio

Il protocollo di esercizio e le parti di recupero di questo studio saranno condotte in una camera climatica con temperatura ambiente di circa 30-40°C e umidità relativa di circa 30-70%. I partecipanti berranno ad libitum durante l'esercizio di prova.

All'arrivo in laboratorio, ai partecipanti verrà chiesto di indicare se hanno consumato alcol o caffeina rispettivamente nelle ultime 24 ore e 12 ore. Non verrà chiesto loro di specificare esattamente cosa hanno consumato, ma se forniscono un'indicazione positiva, la loro prova verrà riprogrammata per un altro giorno. I partecipanti forniranno un piccolo campione di urina in una tazza di urina pulita e verrà misurata una massa corporea nuda. All'arrivo in laboratorio, lo stato di idratazione sarà valutato in base al peso specifico delle urine, alla massa corporea nuda e al colore delle urine. I partecipanti potranno continuare la prova di esercizio solo se vengono soddisfatti i criteri euidratati di un peso specifico delle urine (USG) ≤ 1,025. Se il partecipante arriva con un USG compreso tra 1.020 e 1.025, al soggetto verrà chiesto di bere 500 ml di acqua per garantire un corretto stato di idratazione. Se USG è maggiore di 1,025, l'argomento verrà riprogrammato per un giorno diverso. Ai partecipanti verranno fornite istruzioni durante la visita precedente su come ottenere lo stato di idratazione desiderato per la prossima prova. I ricercatori inseriranno una sonda esofagea. Solo il personale addestrato può inserire la sonda esofagea (non saranno ammessi studenti universitari). I partecipanti inseriranno una sonda rettale e indosseranno un cinturino per cardiofrequenzimetro. Inoltre, i partecipanti indosseranno sensori di temperatura cutanea Biopac a 9 siti. I ricercatori applicheranno i sensori di temperatura cutanea con nastro medico al petto, alla parte superiore del braccio, all'avambraccio, alla coscia, al collo, all'addome, alla coscia, alla schiena e al polpaccio (anteriore e posteriore) dei partecipanti. I partecipanti indosseranno anche iButton (sensori di temperatura della pelle wireless) sul petto, sulla parte superiore del braccio, sull'avambraccio, sulla coscia e sul polpaccio (anteriore e posteriore). Ai partecipanti verrà inoltre chiesto di completare un questionario sul sonno soggettivo all'arrivo in laboratorio. I partecipanti indosseranno un'uniforme da combattimento attiva (ACU) durante le prove di esercitazione. Saranno disponibili per i partecipanti tre taglie ADU per camicetta e pantaloni (small, medium, large). Verrà utilizzata una cintura per garantire che l'ACU si adatti correttamente. I partecipanti non potranno tenere le ACU- Le ADU verranno lavate (secondo le istruzioni del produttore) e riutilizzate per i partecipanti. Le istruzioni del produttore di ADU sono identiche al ciclo di lavaggio standard (detersivo e lavatrice a secco). L'ACU verrà pesato prima e dopo l'uso per misurare il sudore catturato negli indumenti. I partecipanti indosseranno i dispositivi basati sul polso (forniti da BHSAI) sul braccio non dominante durante il test. Il dispositivo da polso deve essere posizionato a circa 1 pollice prossimale dal polso e deve essere montato comodamente per misurazioni accurate della frequenza cardiaca. Il dispositivo da polso viene utilizzato per stimare la frequenza cardiaca utilizzando la tecnologia a infrarossi. Le stime della frequenza cardiaca del dispositivo da polso verranno confrontate con il cardiofrequenzimetro polare (gold standard). Il sistema di allerta corporea utilizza la frequenza cardiaca del dispositivo da polso e le condizioni ambientali per stimare la temperatura corporea. Lo sponsor dello studio utilizzerà la temperatura rettale e i sensori di temperatura cutanea a 7 siti per alterare l'algoritmo (non in tempo reale, dai dati raccolti) per stimare meglio la temperatura corporea. L'obiettivo futuro è quello di avere il sistema di allerta del corpo integrato nell'orologio. I partecipanti indosseranno un altro dispositivo da polso (WHOOP) sul braccio che non ha il dispositivo BHSAI. Il dispositivo WHOOP monitorerà la variabilità della frequenza cardiaca e il sonno. Ai partecipanti verrà chiesto di indossare questo dispositivo ogni giorno per tutta la durata dello studio.

I partecipanti entreranno nella camera ambientale e si siederanno per 30 minuti per raggiungere l'equilibrio. La camera ambientale sarà impostata a 30-40 ° C di temperatura ambiente, 30-70% di umidità relativa Dopo le misurazioni di base della frequenza cardiaca, temperatura rettale, i partecipanti completeranno gli indici percettivi. I partecipanti completeranno anche un questionario sui sintomi ambientali (ESQ).

La prova consisterà in due intervalli di 40 minuti di ciclismo da 7 W/kg a 15 W/kg. Ogni blocco di esercizi di 40 minuti sarà seguito da una pausa di riposo in cui si verificherà il raffreddamento. I partecipanti potranno bere ad libitum durante la prova di esercizio. Il partecipante verrà raffreddato per circa 30 minuti con la modalità di raffreddamento assegnata. La temperatura rettale ed esofagea, la temperatura cutanea, la frequenza cardiaca, le misure percettive e l'umore (POMS, descritti di seguito) saranno raccolti in vari momenti prima, durante e dopo l'esercizio e il raffreddamento. La produzione di calore metabolico sarà misurata utilizzando la calorimetria indiretta (maschera collegata al carrello metabolico) durante tutte e quattro le prove.

Raffreddamento passivo: ai partecipanti verrà chiesto di sedersi su una sedia nella camera climatica per il raffreddamento passivo.

Raffreddamento con ventola di nebbia: una ventola di nebbia verrà posizionata accanto al partecipante e nebulizzerà solo le mani e gli avambracci durante il raffreddamento con ventola di nebbia. Ai partecipanti verrà chiesto di rimboccarsi le maniche ADU per aumentare la superficie della pelle. Verranno registrate la temperatura della nebbia e la velocità del vento del ventilatore.

Immersione dell'avambraccio: il partecipante metterà il proprio avambraccio in acqua a circa 20°C durante l'immersione dell'avambraccio.

Ice Towel: verrà utilizzato un asciugamano che può trattenere l'acqua per lunghi periodi e immerso in una miscela di acqua e ghiaccio (~ 2 C). I ricercatori strizzeranno delicatamente l'asciugamano per rimuovere l'acqua in eccesso (ma rimarranno saturi d'acqua) e poi lo applicheranno su entrambi gli avambracci e le mani in modo che non ci sia spazio d'aria tra l'asciugamano e l'estremità. Applicare per 1-5 minuti e poi sostituirlo con un altro asciugamano fresco e freddo. Questo passaggio garantirebbe che gli avambracci e le mani abbiano una temperatura di applicazione quasi costante poiché l'asciugamano si riscalderebbe durante il periodo di applicazione. Il processo verrà ripetuto per tutta la durata del raffreddamento.

La raccolta dei dati sarà suddivisa in due fasi distinte. Verrà prima condotto uno studio pilota in cui i primi due partecipanti completeranno tutte le visite di laboratorio dello studio. I dati di tali studi saranno condivisi con lo sponsor per la revisione prima di continuare la raccolta dei dati. I partecipanti saranno sottoposti alle stesse procedure per il test pilota come test regolari. I dati dei test pilota saranno inclusi nel set di dati. Dopo l'approvazione da parte dello sponsor, la raccolta dei dati riprenderà. Ogni prova durerà circa 4 ore.

Tutti i dispositivi saranno adeguatamente puliti secondo le istruzioni del produttore prima dell'uso da parte di altri partecipanti.