Respiratore e compartimenti di respirazione (Breathing)

Lo studio ha coinvolto 21 studenti laureandi in educazione fisica e sport. Tutti i soggetti erano fisicamente attivi, impegnandosi in circa 260 minuti di attività fisica a settimana e possedevano un elevato livello di forma fisica. I criteri di inclusione richiedevano che i partecipanti fossero esenti da lesioni, in grado di fornire il consenso scritto e di età compresa tra 19 e 26 anni. I criteri di esclusione includevano individui che fumavano o avevano malattie polmonari o cardiache croniche. Questa ricerca ha ricevuto l’approvazione del Comitato Etico della Facoltà di Scienze della Formazione dell’Università della Boemia del Sud, Numero di riferimento: 002/2018. Tutte le procedure condotte nell'ambito dello studio hanno aderito agli standard etici delineati dal Comitato di ricerca istituzionale e ai principi della Dichiarazione di Helsinki.

Protocollo:

Ai partecipanti è stato chiesto di visitare il laboratorio in due occasioni per completare due test separati durante ciascuna sessione, in particolare il test Oxygen Enhancement Pattern (OEP) durante il riposo in posizione eretta e il test OEP durante un Graded Activity Test (GXT). L'intervallo di tempo tra i giorni di prova è stato di tre giorni. I partecipanti sono stati assegnati in modo casuale a due gruppi utilizzando randomizer.org. Il primo gruppo ha eseguito tre test indossando un respiratore Face-Fit (FFR), mentre il secondo gruppo ha eseguito i test senza maschera. Durante la seconda visita, i partecipanti sono passati alla condizione opposta. Il respiratore N95 è stato utilizzato in questo studio come gold standard per la protezione contro la trasmissione di aerosol, in particolare durante la pandemia di COVID-19. Per ogni test è stata utilizzata una nuova maschera. Nello Standing Test (STD), ai partecipanti è stato chiesto di mantenere una posizione eretta stazionaria e di impegnarsi in una respirazione spontanea e silenziosa senza parlare o alterare la postura mentre venivano raccolti i dati OEP. I primi due minuti sono stati designati come periodo di adattamento, seguito dalla raccolta dei dati per altri tre minuti. Nel contesto del Graded Activity Test (GXT), i dati OEP sono stati raccolti durante l'ultimo minuto di ciascuna fase di tre minuti.

Pletismografia optoelettronica:

L'analisi dei modelli respiratori e dei volumi dei compartimenti della parete toracica è stata condotta utilizzando la pletismografia optoelettronica (BTS Bioengineering, Milano, Italia). Questo dispositivo comprende otto telecamere, di cui cinque posizionate anteriormente e tre posteriormente rispetto al partecipante. Inoltre, 89 indicatori riflettenti sono stati apposti sul petto, sull'addome e sulla schiena del partecipante per tracciare i movimenti del tronco. Questa tecnica ha precedentemente dimostrato validità sia in condizioni di riposo che di esercizio massimo.

I contributi di ciascun compartimento respiratorio (VRCp - gabbia toracica polmonare, VRCa - gabbia toracica addominale, VAb - addome) sono stati determinati calcolando la differenza tra i volumi di fine inspirazione e di fine espirazione. La metodologia specifica per il calcolo della cinematica della parete toracica utilizzando l'OEP è stata dettagliata in ricerche precedenti.

Test di esercizio graduali:

Per completare questo studio, i partecipanti dovevano sottoporsi a due test da sforzo massimale graduale (GXT) in giorni separati, uno con l'uso di un respiratore Face-Fit (FFR) e uno senza. Dopo tre minuti di camminata di riscaldamento (2,7 km/h, 10% di pendenza), i partecipanti hanno eseguito il protocollo di Bruce fino all'esaurimento. Il protocollo Bruce è stato condotto su un tapis roulant (Lode Valiant 2 Sport, Lode B.V., Groningen, Paesi Bassi). Tutti i test sono stati condotti alla stessa ora del giorno per mitigare l’influenza dei ritmi circadiani. Immediatamente dopo il completamento del test, i partecipanti hanno fornito valutazioni sulla scala modificata della dispnea di Borg, che varia da 0 a 10, per valutare la dispnea.