"Uso della maschera facciale durante l'esercizio a intervalli ad alta intensità in ambienti temperati e caldi"

Si raccomanda l'uso della maschera in ambienti pubblici per limitare la diffusione della sindrome respiratoria acuta grave da coronavirus 2 (SARS-CoV-2) che causa la malattia nota come COVID-19 e approvata dai Centers for Disease Control and Prevention (CDC) e dal mondo Organizzazione Sanitaria (OMS). Indossare una maschera durante l'esercizio può avere implicazioni per gli atleti ricreativi e gli atleti che si allenano e competono a intensità di esercizio elevate poiché è stato dimostrato che limita la ventilazione (VE) e aumenta la CO2 di fine espirazione rispetto a un controllo senza maschera. Ad esempio, le maschere N95 sono progettate per adattarsi più strettamente al naso e alla bocca rispetto ad altri tipi di maschere e hanno dimostrato di ridurre i marcatori della massima prestazione fisica rispetto a un controllo senza maschera per le persone che eseguono un protocollo di rampa incrementale su un cicloergometro .

A differenza delle maschere N95 riservate agli operatori sanitari, le maschere chirurgiche certificate dall'Istituto nazionale per la sicurezza e la salute sul lavoro sono facilmente accessibili da indossare durante l'esercizio per ridurre il rischio di diffusione di COVID-19. In effetti, queste maschere si adattano più liberamente rispetto all'N95, ma non hanno ridotto la potenza massima (Pmax), il consumo relativo di ossigeno (mL/kg/min) o la durata del test in due studi in cui i partecipanti hanno eseguito un test di esercizio massimo progressivo su un cicloergometro . Inoltre, l'uso della maschera chirurgica durante un protocollo di esercizio di ciclismo massimo progressivo non ha modificato le misurazioni cardiovascolari, metaboliche e polmonari rispetto a una condizione senza maschera in individui sani, ad eccezione di una diminuzione della frequenza cardiaca massima (FCmax). Un altro studio recente che utilizzava un protocollo di esercizio di ciclismo massimale progressivo non ha mostrato alcun cambiamento nella (FCmax) utilizzando la cicloergometria quando l'uso della maschera chirurgica è stato confrontato con una condizione senza maschera. Sebbene questo tipo di test di esercizio massimale progressivo sia spesso utilizzato in ambito clinico e di laboratorio per valutare i marcatori cardiovascolari, polmonari e metabolici, questo tipo di protocollo di esercizio non viene spesso utilizzato dagli atleti che cercano di migliorare le prestazioni o dagli atleti ricreativi che agiscono per migliorare la forma fisica. Poiché questo protocollo di esercizio non viene utilizzato dagli atleti o dagli utenti ricreativi per allenarsi, è difficile tradurre i risultati dell'uso della maschera durante i test di esercizio massimo progressivo in forme di esercizio comunemente praticate. In effetti, una recente meta-analisi conclude che indossare una maschera provoca un impatto minimo sulle variabili cardiovascolari, respiratorie o metaboliche in un'ampia gamma di intensità e modalità di esercizio, tuttavia, l'esercizio ad intervalli ad alta intensità (HIIE) non è stato incluso in questa analisi , né le temperature ambientali elevate. Pertanto, le risposte fisiologiche o metaboliche mentre si indossa una maschera chirurgica di grado medico non sono ancora note con HIIE sia in ambienti temperati che caldi.

L'esercizio a intervalli ad alta intensità è un popolare metodo di allenamento efficiente in termini di tempo che prevede brevi periodi ad alta intensità seguiti da periodi di riposo attivo (esercizio a bassa/moderata intensità) o passivo (nessun esercizio). L'esercizio a intervalli ad alta intensità ha dimostrato di essere un modo sicuro ed efficace per aumentare la forma fisica o le prestazioni in una popolazione diversificata che include utenti in contesti ricreativi, competitivi e clinici. Inoltre, poiché l'HIIE può essere eseguito sia in un ambiente interno che esterno e l'uso di una maschera può aumentare lo sforzo fisiologico e percettivo dell'esercizio a seconda della temperatura e dell'umidità. In un ambiente caldo (40°C e 20% di umidità), non è stata riscontrata alcuna differenza nella temperatura cutanea sotto o all'esterno di una maschera KN95 in maschi sani che hanno svolto 45 minuti di attività fisica di intensità moderata che imitava i movimenti richiesti in contesti lavorativi. Inoltre, non è stata riscontrata alcuna differenza nel disagio termico di tutto il corpo ed è stato osservato un aumento della mancanza di respiro percepita del 36%. Inoltre, l'uso della mascherina chirurgica durante 30 minuti di lieve esercizio su tapis roulant in salita non ha aumentato il rischio di colpo di calore in un ambiente caldo e umido. Ad oggi, nessuno studio di ricerca ha indagato gli effetti dell'uso della mascherina chirurgica durante l'HIIE in diverse condizioni ambientali.

Pertanto, lo scopo di questo studio era di indagare gli effetti dell'uso della maschera chirurgica durante l'HIIE sulle risposte cardiovascolari, metaboliche, termoregolatorie e percettive in ambienti temperati e caldi.

Metodiː In modo randomizzato, dieci partecipanti sani hanno completato due sessioni HIIE in un ambiente caldo a 36°C (HIIE-HOT) e due sessioni HIIE in un ambiente temperato a 23°C (HIIE-TEMP) mentre indossavano (MASK) e non indossavano una mascherina chirurgica maschera (CON).

Procedure Antropometria e misurazioni del massimo consumo di ossigeno Prima delle prove sperimentali, i partecipanti hanno visitato i laboratori di Fisiologia dell'Esercizio per l'antropometria e la misurazione del VO2max. L'altezza del corpo è stata misurata utilizzando uno stadiometro (SECA, seca 216, Chino, CA, USA) e il peso è stato misurato utilizzando una bilancia digitale (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO). Quindi, i partecipanti hanno completato un riscaldamento di 5 minuti a un'intensità di esercizio autoselezionata prima del test VO2max su un cicloergometro con freno elettrico (Lode, Excalibur Sport, Groningen, Paesi Bassi). Durante il test VO2max, la FC è stata misurata utilizzando un monitor Polar HR (Polar, Polar H10, USA) con ogni test progettato per durare tra 10 e 12 minuti. La resistenza iniziale e il continuo aumento della resistenza (tra 20 e 40 watt) durante tutto il test si basavano sulla forma fisica dichiarata dai partecipanti. La cessazione del test VO2max si è verificata in caso di affaticamento volontario o quando il partecipante non è più riuscito a mantenere una cadenza di pedalata di 60 giri al minuto o superiore. Lo scambio di gas è stato misurato utilizzando un analizzatore metabolico (Parvo Medics Inc, TrueOne 2400, Salt Lake City, UT) e i dati sono stati analizzati utilizzando una media mobile di 11 respiri20. I criteri primari per un VO2max sono stati classificati come un plateau osservato che variava di meno di 150 mlO2/min21. Per determinare un plateau utilizzando criteri primari, la media della differenza assoluta da ciascun punto dati vicino negli ultimi 30 secondi del VO2 medio mobile su 11 respiri è stata confrontata con 150 mlO2/min21; se il valore medio era inferiore, il test veniva classificato come VO2max. In assenza di un plateau, un VO2max è stato confermato se sono stati soddisfatti due dei tre criteri secondari: 1) un RPE ≥17, 2) un rapporto di scambio respiratorio (RER) di 1,1 o superiore e 3) una FC entro 10 battiti della frequenza cardiaca massima stimata utilizzando Jones et al. equazione (202 - 0,72 x età). La potenza massima registrata dal test VO2max è stata utilizzata per calcolare gli attacchi ad alta intensità e di recupero attivo per le sessioni HIIE.

Prove di esercizio ad intervalli ad alta intensità Prima di tutte le sessioni HIIE, lo stato di idratazione dei partecipanti è stato valutato misurando il peso specifico delle urine (USG) utilizzando un rifrattometro portatile (Cole-Parmer, RSA-BR90A, Vernon Hills, IL). Una misurazione USG inferiore a 1.020 g/cc ha consentito ai partecipanti di procedere alle sessioni HIIE. Se USG era superiore a 1.020 g/cc, i partecipanti hanno consumato 500 ml di acqua e sono stati rivalutati dopo 30 minuti. Questa fornitura di acqua è stata ripetuta solo due volte se l'USG è rimasto al di sopra di 1,020 g/cc.

È stato utilizzato un disegno di misure ripetute incrociate randomizzate per confrontare le risposte cardiovascolari, termoregolatorie, metaboliche e percepite prima e durante l'HIIE in quattro prove sperimentali eseguite durante due visite. Per ogni visita, separata da un minimo di 72 ore, i partecipanti hanno completato due sessioni HIIE separate da 3 ore di riposo. Ogni incontro HIIE consisteva in 10 attacchi della durata di 30 secondi eseguiti all'85% di Pmax seguiti da 90 secondi di recupero attivo al 30% di Pmax. Le sessioni HIIE sono state eseguite in un ambiente temperato (23°C, 25% di umidità relativa) con (TEMP/MASK) e senza mascherina chirurgica (TEMP/CON), e in un ambiente caldo (36°C, 14% di umidità relativa) ) con (HOT/MASK) e senza mascherina chirurgica (HOT/CON). Durante il protocollo di esercizio ai partecipanti è stato permesso di bere acqua.

Durante le sessioni HIIE con una maschera, a tutti i partecipanti è stato chiesto di indossare la maschera chirurgica comodamente sul naso e sulla bocca. I partecipanti hanno montato la piastra metallica flessibile all'interno della maschera chirurgica sopra il ponte del naso e avevano la parte inferiore della copertura della maschera sotto il mento. Durante il periodo di riposo di 3 ore ai partecipanti è stato fornito un pasto da 350 calorie (7 g di grassi; 64 g di carboidrati; 9 g di proteine) e acqua ad libitum.

Misurazioni cardiovascolari Prima di ogni prova HIIE e dopo 5 minuti di riposo seduto, la pressione sanguigna a riposo è stata misurata utilizzando uno sfigmomanometro e uno stetoscopio. Per misurare indirettamente la gittata cardiaca (CO), la gittata sistolica (SV) e la frequenza cardiaca è stato utilizzato un dispositivo per l'impedenza cardiaca (PhysioFlow®, NeuMeDex, Bristol, PA) calibrato secondo le linee guida del produttore. Queste misurazioni sono state effettuate continuamente utilizzando una media di 10 secondi fornita dal software PhysioFlow® durante ogni sessione HIIE.

Misurazioni metaboliche Un dispositivo di spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) (Moxy, Moxy Monitor System, MN, USA) è stato utilizzato per misurare l'ossigenazione del tessuto muscolare ogni secondo durante ogni sessione HIIE. Il più alto valore di ossigenazione del tessuto muscolare di ciascun periodo di riposo attivo (MTO riposo attivo%) è stato calcolato in media per ciascuna sessione HIIE. Inoltre, il valore più basso di ossigenazione del tessuto muscolare (MTO durante HIIE%) per incontro ad alta intensità è stato registrato e mediato da ogni sessione HIIE. La differenza tra la % media di riposo attivo MTO e la % MTO durante HIIE % è stata utilizzata per calcolare la differenza di ossigenazione del tessuto muscolare (differenza MTO %). Tutte le misurazioni MTO sono state effettuate sulla gamba dominante in una posizione contrassegnata sul vasto laterale che consentirebbe il movimento senza interferenze dal dispositivo NIRS. Un pulsossimetro (Caretaker, Caretaker Medical, USA) è stato utilizzato per misurare SpO2 durante HIIE. Le misurazioni del lattato nel sangue (Lactate Plus, NOVA Biomedical, MA) sono state effettuate in duplicato al lobo dell'orecchio immediatamente prima e 5 minuti dopo l'HIIE.

Misurazione percettiva prima e durante l'HIIE La valutazione di Borg dello sforzo percepito (da 6 riposo a 20 sforzo massimo) scala (RPE) e sensazione termica (da 0 molto freddo a 8 molto caldo) è stata misurata immediatamente prima e ogni quattro minuti dell'HIIE. Una scala di dispnea (da 0 mm senza dispnea a 200 mm di dispnea massima) è stata utilizzata immediatamente prima, a 10 minuti e immediatamente dopo l'esercizio per registrare il cambiamento soggettivo nella difficoltà respiratoria. Le misurazioni più elevate sia per RPE (picco RPE) che per sensazione termica (picco sensazione termica) sono state registrate per sessione HIIE eseguita. Inoltre, i punteggi RPE (RPE avg) e dispnea sono stati mediati nel tempo per ogni sessione HIIE.

Misurazioni della deformazione termica e dell'idratazione Durante ogni sessione di allenamento HIIE sono state effettuate misurazioni continue della temperatura interna utilizzando termistori rettali (sonda di temperatura esofagea/rettale di livello 1, Smiths Medical, Minneapolis, MN, USA) collegati a un termometro (Precision 4000, YSI Incorporated, Yellow Springs , OH, USA) e monitorato per garantire la sicurezza dei partecipanti. Inoltre, per ogni sessione HIIE sono stati registrati ∆ temperatura interna (ovvero la differenza tra la temperatura interna di picco e la temperatura interna prima dell'inizio dell'esercizio) e la temperatura interna di picco. Il tasso di sudorazione e la disidratazione sono stati calcolati dal peso nudo pre-esercizio, dal peso nudo post-esercizio, dall'ingestione di acqua e dalle misurazioni della produzione di urina post-esercizio27. Ai partecipanti è stato chiesto di misurare e riportare il loro peso nudo prima e dopo l'esercizio utilizzando una bilancia digitale (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO) in una stanza privata.