職業関連活動中の二環境条件の比較 (COBRA)

各参加者は 5 回の試験訪問を行います: 1) ベースライン テストと 4 回の試験。

参加者番号はランダムに割り当てられます。 男性向けの4つの試験（極度の寒さ、EC;中等度の寒さ、MoC、軽度の寒さ、MiC、極度の暑さ、EH）および女性向けの4つの試験（EC-卵胞期、EC-F; EC-黄体期、EC-L; EH） -F; EH-F) は乱数発生器で注文され、参加者番号に割り当てられます。 これらの注文は、注文効果がないように参加者間で相殺されます。 参加者は、医療クリアランスが付与された後に割り当てられます。 訪問固有の情報は以下に記載されていますが、従属変数および手順に関する特定のデータ収集プロトコルは、研究デザインの説明の下に含まれています。 参加者は、研究プロジェクト、科学出版物/会議、および教育目的で使用される写真/ビデオリリースフォーム (付録 H) に署名するよう求められます。 参加者は、環境チャンバーで運動中または休憩中にビデオ撮影または写真撮影される場合があります。

ベースライン検査 (訪問 1)

参加が承認された参加者には、ベースラインと VO2max がスケジュールされます。

テストの日。 実験室に到着すると、被験者は清潔な尿カップに尿サンプルを提供します。

尿比重と尿の色を評価します。 ヌード体重も記録されます。 各参加者にプライバシーが与えられますが、堅固で密閉されたドアの後ろの個室で参加者だけで測定を行い、部屋の外で体重計を読んで研究することで体重測定値を取得します。 参加者は、継続することのみが許可されます

尿比重（USG）≤1.025の水分補給基準が満たされている場合、VO2maxテスト。 参加者が 1.020 ～ 1.025 の USG を持って到着した場合、被験者は適切な水分補給状態を確保するために 500 mL の水を飲むよう求められます。 参加者は、人体測定値を収集する前に、カロリンスカ睡眠日記 (付録 I) に記入します。 女性は月経歴アンケートに記入します（付録K）。 高さは巻尺で測ります。 体脂肪率は、空気置換プレチスモグラフィー (BodPod®; Cosmed、ソフトウェア バージョン 4.2+、米国カリフォルニア州コンコード) を使用して測定されます。 これが完了するまでに 5 分もかかりません。 この情報は、被験者の人口統計を説明するために使用されます。 習熟のために、研究者は食道プローブを挿入してすぐに取り外します。 参加者は、熱中性環境のトレッドミルで最大酸素摂取量 (VO2max) テストを完了するよう求められます。 このテストは、参加者の有酸素フィットネス レベルを提供します。 VO2max テストの後、研究者は、試験期間中に血流分析が行われる 6 つの場所を評価します (従属変数セクションで説明)。 これにより、参加者は血流プロセスに慣れ、研究者はテスト日の前に関心のある各動脈を最適に配置できます。 研究者は、シャーピーまたはトレーシング ペーパーを使用して解剖学的ランドマークをマークし、試験期間中に動脈の識別を支援することもできます。 この訪問には約 1 ～ 2 時間かかります。

サブスタディ #1 極端な寒さと暑さの中でのオスとメス

このサブスタディでは、男性の場合は 2 回、女性の場合は 4 回の訪問が行われます (下の図)。

参加者は、人工気候室の外で 30 分間の休憩、人工気候室の中で 1 時間の休憩、人工気候室でサイクルを休むための 2 時間の作業を行います。

参加者は、病気の場合、怪我をした場合、または水分補給の要件を満たしていない場合は、試用訪問を行うことができます。 参加者は、現在病気にかかっているか、薬を服用しているかどうかを尋ねられ、試験を完了することができるかどうかを判断します. 参加者が発熱、現在の病気、または体温に影響を与える薬を服用している場合、参加者の訪問は再スケジュールされます。 両方の試験は、少なくとも 3 日間離れた別々の日に行われます。 女性は、自己申告とベースライン来院時に記入した月経歴アンケートに基づいて、月経周期のフェーズを決定します（付録 K）。 卵胞期の EC および EH 試験は、月経開始から 14 日後に収集され、黄体期は周期の 14 ～ 30 日の間に発生します。

実験室に到着すると、被験者は清潔な尿カップに尿サンプルを提供します。 尿比重と尿の色を評価します。 ヌード体重が記録されます。 各参加者にプライバシーが与えられますが、堅固で密閉されたドアの後ろの個室で参加者だけで測定を行い、部屋の外で体重計を読んで研究することで体重測定値を取得します。 参加者は、尿比重（USG）≤1.025の水分補給基準が満たされている場合にのみ、試験を続けることが許可されます。 参加者が 1.020 ～ 1.025 の USG で到着した場合、被験者は適切な水分補給状態を確保するために 500 mL の水を飲むよう求められます。

ラボに到着すると、参加者は過去 24 時間と 12 時間にそれぞれアルコールまたはカフェインを摂取したかどうかを示すよう求められます。 摂取したものを正確に特定するよう求められることはありませんが、肯定的な兆候があれば、別の日に試験の予定が変更されます。 研究の主要担当者は、食道温度を測定するために食道プローブを挿入します (手順は後述)。 主要担当者として記載されている学部生は、食道プローブを挿入しません。参加者は、肛門括約筋から 15 cm 先に直腸体温計を非公開で挿入し、心拍数モニター ストラップを着用します。 さらに、参加者は 14 部位の皮膚温度センサー (Biopac) を着用します。 研究者は、参加者の指先と指の付け根、手の背、前腕、太もも、ふくらはぎ、足の背、足の親指、鼻、頬、耳の先、あご、額に医療用テープで皮膚温度センサーを貼り付けます。 参加者はまた、4 つの iButton 皮膚温度センサーを 4 つの場所 (肩、胸、ふくらはぎ、太もも) に配置して、平均皮膚温度を評価します。 参加者はまた、ラボに到着すると、主観的な睡眠アンケートに記入するよう求められます。参加者は、Samsung Gear S3 スマートウォッチを非利き腕に装着し、Polar チェスト ストラップを着用します。 これらのデバイスは、スマートウォッチからのデータを使用してコア温度を推定するための 2B-Cool アルゴリズムを実行する Samsung Galaxy Note 4 スマートフォンとペアになります。 これらのデバイスは、BHSAI からコネチカット大学に提供されます。 BHSAI が提供するデバイスに加えて、参加者は反対側の手でアップル ウォッチとガーミン ウォッチを着用します。 これらのデバイスは両方とも、ゴールド スタンダード評価に対して検証されます (表 2)。 メーカー独自のアプリケーションの Apple および Garmin デバイスからの各従属変数。 すべての測定値は、ベースライン記録を含めるために、熱中性曝露 (曝露前) 期間から開始されます。 上腕動脈、橈骨動脈および尺骨動脈、浅大腿動脈、前脛骨動脈、および後脛骨動脈の血流は、安静時 (運動前および休息中) にトリプレックス超音波で収集されます。 被験者全体の測定部位、例えば、1) 橈骨、2) 尺骨、3) 上腕、4) 大腿、5) 前脛骨、および 6) 後脛骨の同じシーケンスが使用されます。 パルス酸素濃度計も参加者の指にクリップで留め、各休息期間を通じて 10 分ごとに測定します。 血中乳酸は、運動試験中および運動後の指刺し血液サンプル（0.7μl）から評価されます。 代謝熱産生を収集するために、VO2 データも評価されます。 30 分間のサーモニュートラル暴露の後、参加者はラウンジチェアで 1 時間休憩し、休憩を挟んで 2 時間の中程度の運動を行います。 上記の従属変数はすべて、エクササイズ期間中のさまざまな時点で収集されます。 参加者は、運動試験を通して自由に飲むことができます。 参加者は、試用期間中の食事と水分の摂取量を追跡するために、(My Fitness Pal を使用して) 食事記録を保持するよう求められます。

エクストリームコールドトライアル

EC トライアル中、参加者は T シャツ、ショーツ、マイクロフリース キャップ、軽量のバラクラバを着用します。 参加者は足首までの長さの靴下も着用します (休憩中は靴を履いてはいけません)。 参加者は椅子に直立して足を地面から離し、手を椅子のアームに置きます (空気にさらされます)。 参加者は最大 1 時間座ったままになります。 参加者のさらなる安全のために、深部体温が 35°C を下回った場合、実験は終了します。 参加者は、T シャツ、ショート パンツ、マイクロフリース キャップ、およびプロトコルの運動コンポーネントの靴を着用します。 試験は、チャンバーの外（〜20℃）で、周囲温度が8°C未満で相対湿度が約30％の気候チャンバーで実施されます。

エクストリームヒートトライアル

EH トライアル中、参加者は休憩中に T シャツとショート パンツ、マイクロフリース キャップ、軽量のバラクラバを着用します。 参加者は足首までの長さの靴下も着用します (休憩中は靴を履いてはいけません)。 参加者は、エクササイズの前にキャップとバラクラバを取り外します。 休憩中、参加者は足を地面から上げて椅子に直立し、椅子の腕に手を置きます (空気にさらされます)。 参加者は最大 1 時間座ったままになります。 参加者の安全のため、深部体温が 40℃を超えた場合は実験を中止します。 参加者は、T シャツ、ショート パンツ、マイクロフリース キャップ、およびプロトコルの運動コンポーネントの靴を着用します。 試験は、チャンバーの外（〜20℃）で、周囲温度が30〜42℃、相対湿度が約30〜60％の気候チャンバーで実施されます。 参加者は、環境症状アンケート (ESQ) にも記入します。

サブスタディ #2 安静時の中等度および軽度の寒冷ストレスの男性

参加者は、気候チャンバーの外で 30 分間の休憩を行い、中程度の寒さと穏やかな寒さの気候チャンバー内で 2 時間の休憩を行います (図 3)。 データ収集手順は、以下と図 3 にまとめられています。 被験者は男性のみであり、同じ男性被験者がサブスタディ＃1に参加します。

試用日の手順 (中程度および軽度の寒さ)。

参加者は、病気の場合、怪我をした場合、または水分補給の要件を満たしていない場合は、試用訪問を行うことができます。 参加者は、現在病気にかかっているか、薬を服用しているかどうかを尋ねられ、試験を完了することができるかどうかを判断します. 参加者が発熱、現在の病気、または体温に影響を与える薬を服用している場合、参加者の訪問は再スケジュールされます。 両方の試験は、少なくとも 3 日間離れた別々の日に行われます。 実験室に到着すると、被験者は清潔な尿カップに尿サンプルを提供します。 尿比重と尿の色を評価します。 ヌード体重が記録されます。 各参加者にプライバシーが与えられますが、堅固で密閉されたドアの後ろの個室で参加者だけで測定を行い、部屋の外で体重計を読んで研究することで体重測定値を取得します。 参加者は、尿比重（USG）≤1.025の水分補給基準が満たされている場合にのみ、試験を続けることが許可されます。 参加者が 1.020 ～ 1.025 の USG を持って到着した場合、被験者は適切な水分補給状態を確保するために 500 mL の水を飲むように求められます。

ラボに到着すると、参加者は過去 24 時間と 12 時間にそれぞれアルコールまたはカフェインを摂取したかどうかを示すよう求められます。 摂取したものを正確に特定するよう求められることはありませんが、肯定的な兆候があれば、別の日に試験の予定が変更されます。 研究の主要担当者は、食道温度を測定するために食道プローブを挿入します (手順は後述)。 主要担当者として記載されている学部生は、食道プローブを挿入しません。参加者は、肛門括約筋から 15 cm 先に直腸体温計を非公開で挿入し、心拍数モニター ストラップを着用します。 さらに、参加者は 14 部位の皮膚温度センサーを着用します。 研究者は、参加者の指先と指の付け根、手の背、前腕、太もも、ふくらはぎ、足の背、足の親指、鼻、頬、耳の先、あご、額に医療用テープで皮膚温度センサーを貼り付けます。 参加者は 3 誘導 ECG デバイスを着用します。 参加者はまた、ラボに到着すると、主観的な睡眠アンケートに記入するよう求められます。参加者は、Samsung Gear S3 スマートウォッチを非利き腕に装着し、Polar チェスト ストラップを着用します。 これらのデバイスは、スマートウォッチからのデータを使用してコア温度を推定するための 2B-Cool アルゴリズムを実行する Samsung Galaxy Note 4 スマートフォンとペアになります。 これらのデバイスは、BHSAI からコネチカット大学に提供されます。 すべての測定値は、ベースライン記録を含めるために、熱中性曝露 (曝露前) 期間から開始されます。 上腕動脈、橈骨動脈および尺骨動脈、浅大腿動脈、前脛骨動脈、および後脛骨動脈の血流は、安静時 (運動前および休息中) にトリプレックス超音波で収集されます。 被験者全体の測定部位、例えば、1) 橈骨、2) 尺骨、3) 上腕、4) 大腿、5) 前脛骨、および 6) 後脛骨の同じシーケンスが使用されます。 代謝熱産生を収集するために、VO2 データも評価されます。 パルス酸素濃度計も参加者の指にクリップで留め、各休息期間を通じて 10 分ごとに測定します。 血中乳酸は、ベースライン期間中（熱中性）に指刺し血液サンプル（0.7μl）を使用して最初に評価されます。 30分間の熱中性曝露の後、参加者はラウンジチェアで2時間休憩します。 上記の従属変数はすべて、エクササイズ期間中のさまざまな時点で収集されます。 参加者は、運動試験を通して自由に飲むことができます。 参加者は、試用期間中の食事と水分の摂取量を追跡するために、(My Fitness Pal を使用して) 食事記録を保持するよう求められます。 参加者はTシャツ、ショートパンツ、マイクロフリースの帽子を着用します。 参加者は足首までの長さの靴下も着用します（靴は不可）。 参加者は椅子に直立して足を地面から離し、手を椅子のアームに置きます (空気にさらされます)。 参加者は最大 2 時間座ったままになります。 参加者のさらなる安全のために、深部体温が 36°C を下回った場合、実験は終了します。 試験はチャンバーの外（〜20C）で実施され、中程度の寒さの気候チャンバーでは周囲温度が8〜10°C、軽度の気候では10〜15Cになります（両方の相対湿度は約30％）。