「温帯および高温環境での高強度インターバル エクササイズ中のフェイスマスクの使用」

公共の場でのマスクの使用は、COVID-19 として知られ、疾病管理予防センター (CDC) と世界によって承認されている病気を引き起こす重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) の拡散を制限するために推奨されます。保健機関 (WHO)。 運動中にマスクを着用すると、マスクを着用していない場合と比較して、換気 (VE) が制限され、呼気終末 CO2 が増加することが示されているため、高強度の運動でトレーニングや競技を行うレクリエーション エクササイザーやアスリートに影響を与える可能性があります。 たとえば、N95 マスクは、他のタイプのマスクよりも鼻と口の周りにしっかりとフィットするように設計されており、サイクル エルゴメーターでインクリメンタル ランプ プロトコルを実行している個人のマスクなしのコントロールと比較して、最大の運動パフォーマンスのマーカーを減らすことが示されています。 .

医療従事者専用の N95 マスクとは対照的に、国立労働安全衛生研究所によって認定されたサージカル マスクは、COVID-19 拡散のリスクを軽減するために運動中に簡単に着用できます。 実際、これらのマスクは N95 よりもゆるくフィットしますが、最大出力 (Pmax)、相対酸素消費量 (mL/kg/分)、またはサイクル エルゴメーターで漸進的最大運動テストを参加者が実行した 2 つの研究でのテスト時間は減少しませんでした。 . さらに、プログレッシブ・マキシマム・サイクリング・エクササイズ・プロトコル中のサージカルマスクの使用は、最大心拍数（HRmax）の減少を除いて、健康な個人のマスクなしの状態と比較した場合、心血管、代謝、および肺の測定値を変化させませんでした。 プログレッシブ最大サイクリングエクササイズプロトコルを使用した別の最近の研究では、サージカルマスクの使用をマスクなしの状態と比較した場合、サイクルエルゴメトリーを使用しても (HRmax) に変化がないことが示されました。 このタイプの漸進的最大運動テストは、心血管、肺、および代謝マーカーを評価するために臨床および実験室の設定で頻繁に使用されますが、このタイプの運動プロトコルは、パフォーマンスを向上させようとするアスリートや、フィットネスを改善するために行動を起こすレクリエーション運動者によって採用されることはあまりありません。 このエクササイズ プロトコルは、アスリートやレクリエーション エクササイザーがトレーニングに使用するものではないため、漸進的最大エクササイズ テスト中のマスク使用の結果を、一般的に実践されているエクササイズ形式に変換することは困難です。 実際、最近のメタ分析では、マスクを着用すると、さまざまな運動強度とモダリティにわたって心血管、呼吸器、または代謝変数への影響が最小限に抑えられると結論付けられていますが、高強度インターバル運動 (HIIE) はこの分析には含まれていませんでした。 、また高温の環境温度でもありませんでした。 したがって、医療グレードの外科用マスクを着用している間の生理学的または代謝反応は、温暖な環境と暑い環境の両方で HIIE ではまだ知られていません。

高強度インターバル エクササイズは、短時間の高強度の運動の後に、能動的 (低/中強度の運動) または受動的 (運動なし) の休憩を行う、人気のある時間効率のよいトレーニング方法です。 高強度インターバル エクササイズは、レクリエーション、競技、臨床の場でエクササイズを行うユーザーを含む多様な集団において、体力やパフォーマンスを向上させるための安全で効果的な方法であることが示されています。 さらに、HIIE は屋内または屋外の環境で実行できるため、マスクを使用すると、温度と湿度に応じて運動の生理学的および知覚的負担が増加する可能性があります。 高温環境 (40°C、湿度 20%) で、健康な男性の KN95 マスクの下または外で皮膚温度に差は見られませんでした。これは、職業環境で必要とされる動きを模倣した中程度の強度の身体活動を 45 分間行ったものです。 また、全身の温度による不快感にも違いは見られず、息切れ感が 36% 増加しました。 さらに、30 分間の上り坂での軽度のトレッドミル運動中にサージカル マスクを使用しても、高温多湿の環境で熱中症のリスクが高まることはありませんでした。 今日まで、さまざまな環境条件での HIIE 中のサージカル マスク使用の影響を調査した調査研究はありません。

したがって、この研究の目的は、HIIE 中のサージカル マスクの使用が、温帯および暑い環境での心血管、代謝、体温調節、および知覚反応に及ぼす影響を調査することでした。

方法ː 無作為化された方法で、10 人の健康な参加者が、36°C の暑い環境 (HIIE-HOT) で 2 つの HIIE セッションを完了し、23°C の温暖な環境 (HIIE-TEMP) で 2 つの HIIE セッションを、マスクを着用し、手術用マスクを着用していない状態で完了しました。マスク (CON)。

手順 人体計測と最大酸素摂取量の測定 実験的試行の前に、参加者は人体計測と VO2max 測定のために運動生理学研究所を訪れました。 身長はスタディオメーター（SECA、seca 216、米国カリフォルニア州チノ）を使用して測定し、体重はデジタルスケール（Cardinal DETECTO 758C、Webb City、MO）を使用して測定しました。 次に、参加者は、電気ブレーキ付きサイクル エルゴメーター (Lode、Excalibur Sport、フローニンゲン、オランダ) で VO2max テストの前に、自己選択した運動強度で 5 分間のウォームアップを完了しました。 VO2max テスト中、HR は Polar HR モニター (Polar、Polar H10、USA) を使用して測定され、各テストは 10 ～ 12 分続くように設計されています。 最初の抵抗とテスト中の抵抗の継続的な増加 (20 ～ 40 ワット) は、参加者の自己申告によるフィットネスに基づいていました。 VO2max テストの終了は、意欲的な疲労時、または参加者が毎分 60 回転以上のサイクリング ケイデンスを維持できなくなったときに発生しました。 ガス交換は、メタボリック アナライザー (Parvo Medics Inc、TrueOne 2400、ソルトレイクシティ、ユタ州) を使用して測定し、データは 11 呼吸のローリング平均を使用して分析しました20。 VO2max の主な基準は、変動が 150 mlO2/分未満である観察されたプラトーとして分類されました 21。 一次基準を使用してプラトーを決定するために、11 呼吸ローリング平均 VO2 の最後の 30 秒間の各隣接データポイントからの絶対差の平均を 150 mlO2/min21 と比較しました。平均値が小さければ、テストは VO2max として分類されました。 プラトーがない場合、次の 3 つの二次基準のうち 2 つが満たされた場合、VO2max が確認されました。ジョーンズらを使用した最大心拍数の推定値。方程式 (202 - 0.72 x 年齢)。 VO2max テストで記録された最高出力を使用して、HIIE セッションの高強度およびアクティブ リカバリー バウトを計算しました。

高強度インターバル エクササイズ トライアル すべての HIIE セッションの前に、ハンドヘルド屈折計 (Cole-Parmer、RSA-BR90A、Vernon Hills、IL) を使用して尿比重 (USG) を測定し、参加者の水分補給状態を評価しました。 1.020 g/cc 未満の USG 測定値により、参加者は HIIE セッションに進むことができました。 USG が 1.020 g/cc を超える場合、参加者は 500 ml の水を消費し、30 分後に再評価されました。 USG が 1.020 g/cc を超えたままである場合、この水の供給は 2 回だけ繰り返されました。

無作為クロス オーバー反復測定デザインを使用して、2 回の訪問中に行われた 4 つの実験的試験で、HIIE の前と最中の心血管、体温調節、代謝、および知覚された反応を比較しました。 最低 72 時間の間隔を空けた訪問ごとに、参加者は 3 時間の休憩を挟んで 2 つの HIIE セッションを完了しました。 各 HIIE 試合は、85% Pmax で実行された 30 秒間持続する 10 試合と、その後 30% Pmax での 90 秒間のアクティブ リカバリーから構成されていました。 HIIE セッションは、温帯環境 (23°C、相対湿度 25%) で (TEMP/MASK) あり、サージカル マスクなし (TEMP/CON)、および高温環境 (36°C、相対湿度 14%) で実行されました。 ) (HOT/MASK) あり、サージカル マスクなし (HOT/CON)。 運動プロトコル中、参加者は水を飲むことができました。

マスクを使用した HIIE セッション中、すべての参加者は、鼻と口にぴったりとサージカル マスクを着用するように指示されました。 参加者は、柔軟な金属板をサージカル マスク内の鼻梁の上に装着し、マスクの底をあごの下に被せました。 3 時間の休息期間中、参加者には 350 カロリーの食事 (脂肪 7g、炭水化物 64g、タンパク質 9g) と水が自由に与えられました。

心臓血管の測定 各 HIIE 試行の前と 5 分間の座位安静の後、血圧計と聴診器を使用して安静時の血圧を測定しました。 メーカーのガイドラインに従って較正された心臓インピーダンス装置 (PhysioFlow®、NeuMeDex、ブリストル、ペンシルバニア州) を使用して、心拍出量 (CO)、1 回拍出量 (SV)、および HR を間接的に測定しました。 これらの測定値は、各 HIIE セッション中に PhysioFlow® ソフトウェアによって提供される 10 秒間の平均を使用して連続的に取得されました。

代謝測定 近赤外分光法（ＮＩＲＳ）装置（Ｍｏｘｙ、Ｍｏｘｙ Ｍｏｎｉｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ、ミネソタ州、米国）を使用して、各ＨＩＩＥセッション中に毎秒筋肉組織の酸素化を測定した。 各アクティブな休息期間 (MTO アクティブな休息 %) からの最高の筋肉組織の酸素化値は、各 HIIE セッションで平均化されました。 さらに、高強度の試合あたりの最低筋組織酸素化 (HIIE % 中の MTO) 値が記録され、各 HIIE セッションから平均化されました。 平均 MTO アクティブ残り % と HIIE % 中の MTO の差を使用して、筋肉組織の酸素化の差 (MTO 差 %) を計算しました。 すべての MTO 測定は、NIRS デバイスからの干渉なしに移動できる外側広筋のマークされた位置で利き足で行われました。 パルス酸素濃度計 (Caretaker、Caretaker Medical、米国) を使用して、HIIE 中の SpO2 を測定しました。 血中乳酸測定値 (Lactate Plus、NOVA Biomedical、マサチューセッツ州) は、HIIE の直前と 5 分後に耳たぶで 2 回測定されました。

HIIE の前と最中の知覚測定 知覚運動 (6 休息から 20 最大努力) スケール (RPE) と熱感覚 (0 非常に寒いから 8 非常に暑い) の Borg の評価は、HIIE の直前と 4 分ごとに測定されました。 呼吸困難の主観的変化を記録するために、運動の直前、10 分後、および直後に、息切れスケール (0 mm の息切れなしから 200 mm の最大の息切れまで) を使用しました。 実行された HIIE セッションごとに、RPE (ピーク RPE) と熱感覚 (ピーク熱感覚) の両方の最高測定値が記録されました。 さらに、RPE (RPE avg) と呼吸困難のスコアは、HIIE セッションごとに経時的に平均化されました。

熱ひずみと水分補給の測定 各 HIIE 運動セッション中に、体温計 (Precision 4000、YSI Incorporated、Yellow Springs 、オハイオ州、米国) 参加者の安全を確保するために監視されます。 さらに、Δコア温度 (すなわち、運動を開始する前のピークコア温度とコア温度の差) とピークコア温度が各 HIIE セッションで記録されました。 発汗量と脱水は、運動前の裸体重、運動後の裸体重、水分摂取量、運動後の尿量の測定値から計算されました27。 参加者は、個室でデジタル体重計 (Cardinal DETECTO 758C、Webb City、MO) を使用して、運動前および運動後の裸の体重を測定し、報告するよう求められました。