Effetto dello stress da calore rapido sul rischio di lesioni muscoloscheletriche dei vigili del fuoco

Questo studio utilizza un disegno crossover, con i partecipanti che agiscono come controlli e partecipano sia alle condizioni di controllo (calore graduale non compensabile) che a quelle sperimentali (stress da calore rapido (RHS)). La variabile indipendente è il tipo di stress da caldo (incompensabile o rapido). Le variabili dipendenti sono: picco di coppia muscolare concentrica (abduttori dell'anca, adduttori dell'anca, flessori del ginocchio, estensori del ginocchio), equilibrio dinamico (test dell'equilibrio Y, test di equilibrio funzionale specifico per i vigili del fuoco (FFSFBT)) e qualità del movimento del piano frontale (avanti -Test Step-Down (FSDT)). Questi verranno misurati tre volte, una durante il pre-test e due volte durante il post-test come descritto di seguito.

Lo studio consisterà in quattro visite. La prima visita sarà il consenso informato e la familiarità con le misure di risultato. I partecipanti verranno istruiti sulla compilazione del diario di cibi/bevande di 24 ore e verrà chiesto di standardizzare la loro dieta il più vicino possibile a questo registro nelle 24 ore precedenti le visite 2, 3 e 4. La cronologia degli infortuni e i dati demografici verranno raccolti presso visita 1.

La seconda visita riguarderà la raccolta dei dati pre-test, che avverrà a circa 22°C. I partecipanti completeranno tutte le misure di risultato (coppia, equilibrio, misure di qualità del movimento). In questo momento verrà misurata anche la composizione corporea nel BodPod.

Prima delle visite 2, 3 e 4, i partecipanti seguiranno le linee guida di sicurezza descritte di seguito per garantire una corretta idratazione:

• 48 ore prima: nessuno stress da caldo (contatterà il partecipante per determinare se è stato chiamato davanti a un fuoco vivo. In tal caso la raccolta dei dati verrà rinviata)
• 24 ore prima: nessun consumo di alcol, nessun consumo di bevande energetiche (è consentito il normale caffè/tè)
• 24 ore prima: nessuna attività fisica (esercizio fisico o gioco intenso)
• 24 ore prima: bere 3,7 litri di acqua totale per assicurarsi di essere ben idratati
• 2 ore prima: consumare l'ultimo pasto

Le visite tre e quattro consisteranno in un protocollo su tapis roulant allo stato stazionario all'interno della camera ambientale (37-38°C, 50% di umidità) seguito da misure post-test. Durante la sessione tre o quattro, il partecipante indosserà la sua attrezzatura antincendio (giacca, pantaloni, cappuccio, stivali, guanti) ed eseguirà il test sul tapis roulant con l'attrezzatura indossata. Questa è la prova RHS e sarà denominata GEAR. Nell'altra sessione, il partecipante indosserà abiti da ginnastica (maglietta e pantaloncini) più uno zaino zavorrato per replicare il peso dell'attrezzatura. Questa è la prova di stress termico graduale e incompensabile e sarà denominata NOGEAR. L'ordine delle sessioni GEAR e NOGEAR sarà randomizzato e controbilanciato per evitare effetti di crossover.

All'arrivo per la visita pre-test (sessione due), ai partecipanti verrà misurata l'altezza utilizzando uno stadiometro e il peso. La composizione corporea verrà misurata una volta con il BodPod (Cosmed, USA). Si riscalderanno per cinque minuti su una cyclette o su un tapis roulant, quindi procederanno con la misurazione dei risultati.

All'arrivo per le visite tre e quattro, i partecipanti verranno nuovamente pesati. Verrà raccolto un campione di urina per valutare lo stato di idratazione. Ingoieranno la capsula per la temperatura interna (Tc) 40-45 minuti prima dell'inizio della sessione utilizzando una piccola quantità di acqua a 20°C, senza ulteriore assunzione di acqua durante tutto il protocollo per evitare di abbassare artificialmente la Tc. I partecipanti saranno in forma con il sistema Equivital EQLife Monitor (Equivital, NY) per registrare la frequenza cardiaca (FC) e Tc. Eseguiranno quindi il protocollo del tapis roulant e le misure post-test saranno completate immediatamente dopo la cessazione del test del tapis roulant con la rimozione dell'attrezzatura. Verranno pesati dopo l'esercizio per determinare i cambiamenti nel peso corporeo dovuti alla sudorazione.

Le sessioni tre e quattro saranno separate da almeno sette giorni per ridurre l'influenza dell'acclimatazione al calore e dell'affaticamento. Il monitoraggio continuo di Tc e HR aiuterà a garantire la sicurezza dei partecipanti.

Il protocollo di esercizi sul tapis roulant inizia con un approccio graduale per raggiungere lo stato stazionario aerobico. Il protocollo del tapis roulant prevede una fase iniziale di cinque minuti a 3 miglia all'ora e una pendenza dello 0%, seguita da aumenti in percentuale del 4% al minuto 5 e dell'8% al minuto 10 e continuati per tutta la durata del test. Dopo l'aumento incrementale finale pianificato dell'inclinazione del tapis roulant, l'inclinazione verrà quindi regolata per garantire che il soggetto rimanga allo stato stazionario per la durata del protocollo, definito da un rapporto di scambio respiratorio compreso tra 0,9 e 0,99 utilizzando il carrello metabolico del laboratorio (Parvomedics , STATI UNITI D'AMERICA). La frequenza cardiaca, la valutazione dello sforzo percepito (RPE), il comfort termico e la sensazione termica verranno registrati ad ogni intervallo di 0,5°C. Il test sul tapis roulant verrà interrotto quando i partecipanti raggiungono una Tc di 39°C o un massimo volontario (il partecipante non è in grado di continuare l'esercizio). Gli investigatori interromperanno il test anche se sono presenti segni di eccessivo stress da calore (andatura instabile, confusione, vertigini, linguaggio confuso, ecc.). Se il partecipante non soddisfa nessuno dei criteri di terminazione, ci sarà un limite di tempo di 50 minuti per il protocollo del tapis roulant per la condizione GEAR e limite di 2 ore per la condizione NOGEAR. Entrambe le sessioni GEAR e NOGEAR inizieranno con lo stesso test sul tapis roulant.

Dopo il test sul tapis roulant, i partecipanti completeranno le misure dei risultati post-test. Questi consistono nel momento torcente isocinetico degli abduttori e adduttori dell'anca, nel momento torcente isocinetico dei flessori e degli estensori del ginocchio, nel test dell'equilibrio Y, nel FFSFBT e nel FSDT. I partecipanti si toglieranno l'attrezzatura immediatamente dopo la conclusione del test sul tapis roulant. Per i test unilaterali, la gamba dominante verrà registrata e utilizzata per questi test; questa è la gamba usata per calciare un pallone. L'ordine di misurazione dei risultati sarà standardizzato per ciascun partecipante con un ordine di test basato sui risultati primari e sulla difficoltà di ciascun test. Il FSDT verrà eseguito per primo, poiché questo è l'esito primario e ricerche precedenti hanno dimostrato che il recupero dopo uno stimolo di sforzo massimo avviene rapidamente. Successivamente verrà eseguito il FFSFBT, seguito dal test del bilanciamento Y. I test isocinetici saranno gli ultimi a causa della natura faticosa di questi test. Verranno testati per primi i muscoli dell'anca, seguiti dai muscoli della coscia. Verranno concessi tre minuti per il riposo e le istruzioni tra ciascuna misura di risultato. Verranno concessi cinque minuti di riposo tra i test isocinetici per consentire la configurazione della macchina e le istruzioni. Verrà concesso un minuto di riposo tra ciascuna velocità isocinetica, con tre velocità testate per i muscoli dell'anca (30°, 60° e 120° al secondo) e del ginocchio (60°, 180° e 300° al secondo).

I partecipanti saranno seguiti per 2 anni, con chiamate di follow-up di 6 mesi per monitorare lo stato degli infortuni. Verranno raccolti dettagli sul tipo di infortunio, sulla posizione dell'infortunio e sul tempo perso sul lavoro.