さまざまなトレーニング (有酸素運動、レジスタンス、または混合) の身体プログラムが生理学的反応に影響を与える (TRAINING2014) (TRAINING2014)

心血管と心肺のカップリング (CVRC) の研究は、健康な生理学に存在する相乗効果を認識することに焦点を当てた医学文献のホット トピックです [7、8]。 加齢[9]、疾患[8]、または精神状態への介入[10]などのいくつかの効果が心肺機能結合に及ぼす影響が調査されていますが、潜在的な関心はありますが、トレーニングプログラムやトレーニング解除の効果に関する研究はありません。

2 つの主なタイプのトレーニング プログラム (有酸素運動 - AT とレジスタンス - RT) は、それらの重要で異なる生理学的効果によって広く研究されてきました [11]。 その組み合わせ (AT + RT) は、最近、広範なタイプの人口に対して健康目的で推奨されています [12-14]。

有酸素トレーニングプログラムの生理学的効果は、従来、心肺予備能および最大または閾値サブシステム変数の検出によって評価されてきました [1]。 複雑な適応システム (CAS) として、人間の有機体は分割不可能で統合された全体として機能し、そのサブシステム機能の合計に還元することはできません [2]。 この CAS では、心血管サブシステムと心肺サブシステムは相互に依存し、動的かつ非線形の方法で相互作用します。つまり、非線形モデル [3]、時系列および複雑なシステム (CS) 方法論の研究 [4] を通じてアプローチする必要があります。 ]。 CAS は、既存の一連の能力を使用してすべての新しい状況に突入し [5]、環境と継続的に情報を交換するため、CAS の行動は独特であり、短期間 (数週間、数か月) [6]、一般的なトレーニング プログラムの通常の期間では予想外です。 .

CAS における複数の変数間の結合と調整を研究するために、CS アプローチは、いわゆる順序パラメーター、集合変数または調整変数の検出を提案します。 主成分 (PC) 分析は、運動制御 [16]、脳ダイナミクス [17]、DNA 複製 [18] またはタンパク質などの生物学的研究分野の広大な領域で、そのような調整変数を認識するために使用されてきた一般的な統計手法です。折り畳み[19]。 PC 分析は、元の多変量データの変動の大部分を占める最小数のコンポーネントを抽出して、高度に結合されたシステムのデータ次元を削減し、情報の損失をほとんどなくして要約します。 最初の PC が可能な限り多くの変動を考慮し、後続の各コンポーネントがそれより少し少なくなるように、PC は重要度の降順で抽出されます [20]。 PC の数はシステムの次元を反映し、PC の数の減少は主要な結合 (次元が少ない) を示し、逆もまた同様です。 システムが非線形の変化、つまり質的または協調的な再構成を受けると、PC の数が変化します。 運動学的変数に適用される PC 手法は、運動学習プロセスの効果を研究するために使用されて成功しています [16] が、生理学的変数に対するトレーニングの効果を研究するためにはまだ適用されていません。

この研究の目的は、健康な若い男性を対象に、さまざまなトレーニング方法 (AT、RT、AT+RT) を 6 週間実施した前後、およびトレーニングを中止してから 3 週間後の CVCRC の寸法変化を調査することでした。

材料と方法 参加者。 サンプルサイズを決定するために、検出力分析が実行されました。 d = .80 の効果サイズを使用すると、 アルファ < .05、 べき乗 (1 - ベータ) = .95、 3 つの繰り返しウィンドウで、サンプル サイズ = 32 [21] と推定しました。 32 人の健康で身体的に活発な男性、体育学生 (年齢 21.2 ± 2.4 歳、身長 177.1 ± 0.66 cm、平均体重 71.0 ± 5.1 kg、平均ボディマス指数 22.6 ± 1.7 kg·m-2)スポーツに特化しているが、幅広い有酸素運動に少なくとも週 3 回従事している被験者が、この研究への参加を志願しました。 ベースライン テストの後、6 週間のトレーニングで 4 つの無作為化グループに分けられました: 有酸素運動 (AT)、レジスタンス (RT)、有酸素運動 + レジスタンス (AT+RT)、コントロール (C)。

手順。 参加者は、健康状態を確認するために標準的な医療アンケートに記入し、インフォームド コンセント フォームに署名しました。 すべての実験手順は、地元の生物倫理委員会によって承認され、ヘルシンキ宣言に定められた倫理ガイドラインに従って実施されました。 ベースラインの心肺機能テストと最大強度およびパワーテスト（下記参照）の後、彼らは割り当てられた特定のトレーニングプログラムを週に3回続けました。

1. AT グループ (n = 8): 彼らは、個々の最大ワークロード (60% Wmax) の 60% で 60 分間ペダルをこぎました。 このワークロードは、参加者がセッション全体でペースを維持できなかった場合を除き、毎週 5% 増加しました。 すべてのセッションで心拍数をモニターしました。
2. RT グループ (n = 8): 30 分間の強化サーキットを 2 回行った[14]。 上半身（スクワット、チェストプレス、ショルダープレス、三頭筋伸展、上腕二頭筋カール、プルダウン[上背]）は1RMの40%、下半身（大腿四頭筋伸展、レッグプレス、レッグ）は60%カール[ハムストリングス]、およびカーフ レイズ)が開始ウェイトとして使用されました。 彼らは参加者に、ゆっくりとした制御された動き（2秒アップと4秒ダウン）を含む最大12回の繰り返しを許可しました. エクササイズ間の休憩時間は 2 分間とした。 ワークロードは毎週調整され、参加者が重量を快適に持ち上げることができた場合 (つまり、12 回以上の繰り返し)、必要に応じて抵抗を増やしました (通常は 5 ～ 10%)。
3. AT+RT グループ (n = 8): 30 分間 60% Wmax でペダルを漕ぎ、筋力回路を 1 回実行しました (R グループとして)。
4. C グループ (n = 8): 特別なトレーニングなしで通常の活動を続けた。

心肺機能検査。 インクリメンタル サイクリング テスト (Excalibur、Lode、フローニンゲン、オランダ) は 0W で開始し、疲労した参加者が規定のサイクリング頻度 70rpm を 5 秒以上連続して維持できなくなるまで、ワークロードを 20W/分増加させました。 すべてのテストは換気の良いラボで実施されました。室温は 23℃、相対湿度は 48%、温度差は 1℃以下、相対湿度は 10% 以下でした。 テスト中、被験者はバルブ (Hans Rudolph 2700、カンザスシティ、ミズーリ州、米国) を通して呼吸し、呼吸ガス交換は自動開回路システム (Metasys、Brainware、La Valette、フランス) を使用して決定されました。 酸素と二酸化炭素の含有量と空気流量は、息ごとに記録されました。 各試行の前に、既知の組成の O2 と CO2 の混合物 (O2 15%、CO2 5%、N2 平衡) (Carburos Metalicos、バルセロナ、スペイン) および周囲空気でシステムを較正しました。 参加者の血行動態情報は、非侵襲的な指カフ技術 (Nexfin、BMEYE アムステルダム、オランダ) を使用して決定されました。 Nexfin デバイスは、得られた脈圧波形から継続的な血圧 (BP) モニタリングを提供し、収縮期および拡張期血圧 (SBP および DBP) を計算します。 参加者は、指の中指骨の周りに膨張可能なカフを巻き付けることによって接続されました. 指動脈の脈動は、血圧に対して等価な圧力変化を適用することによって一定の容積に「固定」され、圧力の波形が得られます (クランプ容積法)。 心電図 (ECG) は継続的に監視されました (DMS Systems、DMS-BTT ワイヤレス Bluetooth ECG 送信機および受信機、ソフトウェア DMS バージョン 4.0、北京、中国)。 テストは軽食の少なくとも 3 時間後に実施され、参加者はテストの 72 時間前から激しい身体活動を行わないように指示されました。 参加者は、6 週間のトレーニング後と 3 週間のトレーニング解除後に、このテストを繰り返しました。

最大強度とパワーのテスト。 各参加者の上肢と下肢の最大強度と最大パワーをそれぞれ測定しました（Musclelab Power System、Porsgruun、ノルウェー）。 サブ最大負荷に基づいて、推定 1 RM チェスト プレスと 1RM スクワットが計算されました。 チェストプレスのエクササイズでは負荷は 25 kg から始まり、35 kg、45 kg、55 kg、65 kg と続き、スクワットエクササイズでは 45 kg から始まり、65 kg、85 kg、105 kg と続きました。など、1回の繰り返しを実行できなくなるまで。 これらの結果に基づいて、最大 1RM を記録し、力/速度の関係グラフをプロットして最大出力を決定しました。

すべての運動テストは軽食の少なくとも 3 時間後に実施され、参加者はテストの 72 時間前から激しい身体活動を行わないように指示されました。 参加者は、6 週間のトレーニング後と 3 週間のトレーニング解除後に、これらのテストを繰り返しました。

データ分析 テスト中に記録されたパフォーマンスおよび心肺機能変数の最大値は次のとおりです。最大 1RM のスクワットと最大 1RM の胸。 異なる条件でのグループ平均は、ノンパラメトリック フリードマンを使用して比較されました。

次の選択された心肺変数の時系列の PC 分析: 呼気 O2 割合 (FeO2)、呼気 CO2 割合 (FeCO2)、換気 (VE)、収縮期血圧 (SBP)、拡張期血圧 (DBP)、心臓各参加者の CVCRC に関する情報を取得するためにレート (HR) が実行されました。 PC1 合同係数の中央値は、各グループおよび条件 (トレーニング前、トレーニング後、およびトレーニング解除後) で得られました。 コントロール グループとトレーニング グループの一定の PC 合同中央値の帰無仮説は、ノンパラメトリック Kruskal-Wallis によってテストされました。 異なる条件の各カップル間の統計的に有意な差を評価するために、Mann Whitney U マッチペア検定分析も実行されました。 効果サイズ (コーエンの d) は、効果が p < .05 に達した場合の標準化された中央値の差の大きさを示すために計算されました。 レベル。