Effetti dell'allenamento con sprint ipossico ripetuto sulle prestazioni in normossia in atleti di sesso maschile e femminile (RSHwomen)

Verrà utilizzato un disegno di studio singolo cieco, parallelo, comparativo di genere, controllato randomizzato e la metodologia di questo studio si baserà su un protocollo di successo applicato in precedenza sui maschi. I partecipanti (maschi e femmine) saranno assegnati in modo casuale al gruppo di controllo (allenamento di sprint ripetuto in normossia; RSN) o al gruppo di intervento (gruppo di allenamento di sprint ripetuto in ipossia; RSH), risultando in quattro gruppi in totale (femmine RSN e RSH ; maschi RSN e RSH). A causa dell'elevato numero di partecipanti richiesti, l'esperimento sarà suddiviso in due studi: RSN verrà eseguito nello studio 1 e RSH nello studio 2. L'esperimento prevede 7 settimane (settimane 1-7) di cicli di allenamento ripetuto di sprint in normossia o ipossia, 2x/settimana e due sessioni di test prima (settimana -2/-1, pre-test) e dopo (settimana 8/9, post-test) il periodo di allenamento. Durante le sessioni di test, i partecipanti completeranno i seguenti test e misurazioni della prestazione fisica in normossia: valutazione della composizione corporea tramite DEXA (dual energy x-ray absorptiometry) e misurazioni della plica cutanea, test VO2max, prelievo di sangue a riposo per misurare le concentrazioni di emoglobina ed estrogeni ed ematocrito , determinazione della massa di emoglobina, test della capacità di sprint ripetuto (RSA) e misurazione della spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) per l'ossigenazione muscolare e test Wingate di 30 secondi. Il lattato nel sangue verrà misurato a riposo prima e immediatamente dopo i seguenti test di prestazione fisica: RSA e Wingate.

Visita preliminare:

Durante la settimana prima del pre-test, i partecipanti saranno valutati per l'idoneità attraverso uno screening medico e il completamento dei questionari (screening medico e questionari sull'attività fisica/stile di vita), dopo aver firmato il consenso informato relativo al pre-screening. Se sono idonei e desiderano ancora prendere parte allo studio, i partecipanti firmeranno il consenso informato relativo allo studio e acquisiranno familiarità con tutte le procedure sperimentali.

Formazione supervisionata:

I partecipanti eseguiranno 7 settimane di allenamento di sprint ripetuto in bicicletta (2x/settimana), iniziando la settimana dopo il pre-test e finendo la settimana prima del post-test. Le sessioni di addestramento si svolgeranno in una camera ipossica costituita da un compressore, costruito in laboratorio. La frazione di ossigeno inspirato (FiO2) sarà impostata su 14,6% e 20,9% per RSH e RSN per simulare rispettivamente un'altitudine di 3000 me 300 m. Per accecare i soggetti dall'altitudine, anche il sistema del compressore funzionerà per RSN ma con un flusso d'aria normossico nella camera. La temperatura nella camera sarà mantenuta costante durante tutto il programma di allenamento.

Le sessioni di allenamento consisteranno in un riscaldamento di 10 minuti al 50% del VO2max di ciascun partecipante, seguito da 3 serie di 5 sprint ripetuti a tutto campo da 10 s sul cicloergometro. Il numero di serie scenderà a due durante la settimana 7. Ai partecipanti verrà chiesto di cercare di raggiungere e mantenere la massima potenza durante ogni sprint. Sarà consentito un recupero attivo al 30% del VO2max per 20 s tra gli sprint e per 5 min tra le serie. L'allenamento terminerà con un defaticamento di 10 minuti al 30% VO2max. Durante gli sprint verrà utilizzata una coppia fissa individuale di 0,7 Nm/kg che verrà ridotta a 0,5 Nm/kg alla settimana 7. La potenza e la frequenza cardiaca verranno registrate durante ogni sessione di allenamento. L'acqua sarà fornita a tutti i partecipanti per garantire un'adeguata idratazione durante l'allenamento. Dopo ogni sessione, ai partecipanti verrà chiesto di riportare il loro tasso di sforzo percepito (RPE, scala Borg, 6-20) e il livello di dolore alle gambe (scala analogica visiva continua, VAS). Tra le due sessioni settimanali sarà concesso almeno un giorno di riposo, per garantire un recupero ottimale. Ai partecipanti verrà chiesto di mantenere la loro formazione abituale al di fuori del laboratorio e compilare un diario di formazione.

Pre e post test:

Ogni sessione di pre e post test consiste in due giorni. Ai partecipanti verrà chiesto di compilare un diario alimentare durante i tre giorni precedenti a ciascuna sessione di test e di riprodurre il più possibile la propria dieta. Saranno inoltre istruiti ad astenersi dall'assunzione di alcol e caffeina durante le 24 ore prima di ogni test e dall'esercizio fisico intenso durante le 48 ore precedenti. Ai partecipanti verrà consigliato di consumare un pasto standard prima delle prove. Durante le prove sarà fornita acqua di rubinetto ad libitum a tutti i partecipanti.

Durante il giorno 1 del test, verranno misurati il ​​peso corporeo e l'altezza e la composizione corporea verrà valutata utilizzando la scansione DEXA (assorbimetria a raggi X a doppia energia) e le misurazioni della plica cutanea. Verrà prelevato un campione di sangue a riposo dalla vena antecubitale per misurare le concentrazioni di emoglobina ed estrogeni e l'ematocrito. Verranno valutati anche i livelli di estrogeni, per garantire che le partecipanti di sesso femminile non stiano ovulando (nonostante la pillola) nei giorni del test. I partecipanti eseguiranno quindi un test di esercizio incrementale massimale per valutare le prestazioni aerobiche (VO2max). Un'ora dopo il test, la massa di emoglobina sarà determinata secondo il metodo del CO rebreathing.

Durante il secondo giorno di test, i partecipanti eseguiranno un test RSA e un test Wingate. La concentrazione di lattato nel sangue verrà misurata da un campione di lobo dell'orecchio di 5 ul a riposo prima di ogni test e poi immediatamente dopo e a 2, 4 e 6 minuti dopo i test di prestazione fisica, ovvero test RSA e Wingate.

Per tutti i test di prestazione i partecipanti utilizzeranno il cicloergometro. Le posizioni del sedile e del manubrio saranno adattate per ogni partecipante e riprodotte per tutte le prove. Durante i test RSA e Wingate gli investigatori registreranno la frequenza cardiaca, la potenza di picco e media e la frequenza di pedalata. Dopo ogni test, ai partecipanti verrà chiesto di riportare il proprio RPE e VAS.

Il pre e il post test saranno eseguiti nello stesso identico ordine in normossia nel laboratorio ben ventilato a una temperatura costante di ~ 18 o C.

Test del VO2max

Dopo il prelievo di sangue il giorno 1, i partecipanti eseguiranno un test VO2max. Il carico iniziale per il test sarà fissato a 1.2 W/kg LBM e verrà incrementato di 0.6 W/kg LBM ogni 2 minuti fino all'esaurimento. Il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica saranno misurati durante il test utilizzando un analizzatore di scambio gassoso e sarà determinato il consumo massimo di ossigeno (VO2max). Durante il test verrà registrata anche la frequenza cardiaca. Al termine del test, ai partecipanti verrà chiesto di riportare il proprio RPE e VAS.

Test di capacità di scatto ripetuto

Durante il giorno 2 del test, i partecipanti arriveranno al laboratorio e verrà effettuata una misurazione di base (3 minuti) dell'ossigenazione muscolare del vasto laterale destro in posizione seduta utilizzando il metodo NIRS. Quindi i partecipanti eseguiranno un riscaldamento di 10 minuti al 50% del loro VO2max, inclusi due sprint a tutto campo di 5 secondi contro una coppia fissa di 0,8 Nm/kg. Dopo il riscaldamento, verrà eseguita un'altra misurazione NIRS a riposo. I partecipanti inizieranno quindi a pedalare per 20 s al 30% VO2max prima di eseguire il test RSA. Il test consiste in 10 s di sprint a tutto campo contro una coppia fissa di 0,8 Nm/kg con un recupero attivo di 20 s dopo ogni sprint al 30% VO2max. I partecipanti saranno istruiti a cercare di raggiungere e mantenere la massima potenza durante ogni sprint del test. Riceveranno anche un forte incoraggiamento verbale e saranno istruiti a eseguire il maggior numero possibile di sprint fino all'esaurimento volontario. Non verrà data alcuna indicazione sul numero di sprint effettuati. Una frequenza minima di pedalata di 70 rpm per più di 5 s durante uno sprint sarà un criterio per interrompere il test. Al termine del test, seguirà un defaticamento di 10 minuti al 30% VO2max.

NIR

I cambiamenti nell'ossigenazione muscolare saranno misurati durante il test RSA mediante la tecnica NIRS utilizzando la differenza nelle caratteristiche di assorbimento della luce tra 760 e 850 nm. La plica cutanea verrà misurata con un calibro per confermare che la distanza tra l'apparato NIRS e il muscolo non sia superiore a 16 mm. L'apparato verrà quindi fissato sul vasto laterale della gamba destra con un ampio bendaggio per evitare interferenze di luce estranea e perdita di luce trasmessa fuori dal campo di indagine.

Saranno determinate le concentrazioni di ossiemoglobina ([O2Hb]), deossiemoglobina ([HHb]) ed emoglobina/mioglobina totale ([tHb]). Ampiezza durante gli sprint successivi e il valore medio per tutti gli sprint durante il test RSA (ad es. Δ[HHb]av e Δ[tHb]av) saranno calcolati. La stessa analisi sarà effettuata durante le successive fasi di recupero. Inoltre, il Δ[tHb]/Potenza sarà calcolato come rapporto tra Δ[tHb] e potenza media per ogni sprint come indice di perfusione sanguigna relativo all'intensità di ogni sprint.

Misurazione della massa di emoglobina

Per questa misurazione verranno prelevati 7 campioni di sangue di circa 70ul dal polpastrello, 5 prima dell'inalazione di CO e 2 dopo. Il metodo CO-rebreathing consiste nell'inalazione di una piccola quantità di CO (1m/kg pc) miscelata con ossigeno. Avendo un'elevata affinità per l'emoglobina, la CO si lega preferenzialmente a quest'ultima. Per misurare la massa totale di emoglobina, verrà valutata la frazione di CO legata all'emoglobina (ABL90 Flex, Radiometer) prima e dopo l'inalazione del gas misto (ossigeno + CO) e la concentrazione di CO nell'aria espirata (CO-meter , Dräger).

Test delle ali degli anni '30

Un'ora dopo il test RSA, i partecipanti eseguiranno un riscaldamento di 10 minuti sul cicloergometro al 30% del loro VO2max, inclusi due sprint di 5 secondi con un carico di prova. Quindi completeranno un esercizio di ciclismo massimale di 30 secondi con una resistenza impostata al 7,5% del peso corporeo del partecipante (0,075 kg/kg di peso corporeo). Ai partecipanti verrà chiesto di provare a generare la massima potenza possibile durante il test e riceveranno un forte incoraggiamento verbale. Seguirà un defaticamento di 10 minuti.

Gli investigatori abbineranno il più possibile i partecipanti maschi e femmine per le prestazioni di sprint registrate durante il test RSA di Pre-test. La potenza media dei due migliori sprint sarà calcolata in Watt e quindi espressa in joule per chilogrammo di massa corporea magra (LBM). Inoltre, gli investigatori abbineranno i partecipanti per VO2max relativo a LBM, registrato durante il test incrementale di Pre-test.