より良い健康への道を呼吸できますか？

学習デザイン：

この研究では、n = 36が3つのグループのいずれかにランダムに割り当てられる準ランダム化対照試験設計を使用します。 これらのグループは、HIG（n = 12）、CHG（n = 12）、およびCOG（n = 12）で構成されます。 各参加者は、研究に登録する際に識別番号を受け取り、その後、研究に直接関係していない研究者によって、3つのグループの1つにバランスの取れた方法（各グループの男性と女性と）で割り当てられます。 この人は、Excelランダム化手順を使用します。 この研究の概要を以下の図1に示します。 参加者は、3つの介入グループのいずれかにランダムに割り当てられます。1）高強度グループ（HIG、n = 12）、2）呼吸保持グループ（CHG、n = 12）、3）対照群（COG、n = 12）。

図1。 学習訪問の概要

図1：研究の概要この研究は、HIG（HIITグループ）、BRG（呼吸補償群）、およびCOG（コントロールグループ）として示される3つの介入グループで構成されます。 介入前のデータ収集訪問が完了すると、参加者は準ランダム化された注文を使用して3つの介入グループのいずれかに配置されます。 研究を監督する研究者は、3つの介入グループすべてが彼らの能力の最善に一致するようにしました。 合計4回のテスト訪問、2回の介入前、および介入後2回。 上記のアウトライン訪問に使用されるカラーコーディングは、データ収集訪問の類似性を示しています。 上記のように、Visit 1およびVisit 3に同様のデータ収集方法が使用され、2とVisit 4にアクセスします。

参加者：

18歳以上の男性と女性（n = 60、hig = 20、brg = 20、con = 20）で構成される健康な参加者は、この研究の対象となります。 参加者は、北コロラド大学のチラシと口コミを使用して募集されます。 参加者の年齢範囲は18歳から50歳です。 参加者は、運動中の安全性を確保するために、身体活動の準備アンケート（PAR-Q+）に記入する必要があります。 包含基準と除外基準を表1に示します。 潜在的にストレスを軽減するための介入の有効性を評価するために、参加者はうつ病、不安、ストレススケール（DASS-21）サブカテゴリスコアに基づいて除外され、軽度から極端に重度のうつ病、不安、ストレスを経験している必要があります3。 参加者は、うつ病の場合は10以上、不安の場合は8以上、DASS-21のストレスの場合は14以上を獲得する必要があります。

表1：包含および除外基準包含基準18〜50歳の性別の男性と女性のインフォームドコンセント、書面によるインフォームドコンセントを与える能力と意欲、除外基準を理解し、ランダム化グループの割り当てを受け入れる必要があります。

PAR-Q+、医療クリアランスが不要で、身体活動の準備アンケートに記入する能力と意欲。

身体活動、参加者は、抑うつ不安とストレススケールのサブカテゴリスコアリングの前に、定期的なHIITおよび構造化された呼吸慣行を控えなければなりません。 うつ病≥10、不安≥8、ストレス≥14。

除外基準：

喘息、慢性閉塞性肺疾患、重大な心血管疾患、以前の心筋梗塞、うっ血性心不全、脳卒中または脳卒中または過渡虚血攻撃、心臓筋骨筋腫、肺炎菌菌腔内患者腹部患者肺胞血症などの既知の心血管疾患を含む、既知の心血管症、脳卒中、脳卒中攻撃などの既知の心血管疾患を含む、18歳以上の年齢の人の重大な呼吸器症状はありません。高血圧症、骨粗鬆症、関節リウマチ、およびサルコペニア認知および精神的健康を含むがこれらに限定されない高血圧症の有意な筋骨格疾患。

Gunter Hall 1610に到着すると、1/に訪問する3つの調査にアクセスすると、被験者には、現時点で提供される紙の同意書を確認する時間が与えられます。 調査員は、実験的なプロトコルを説明し、参加者に質問をするよう招待します。 被験者が研究に参加することに同意した場合、被験者と研究者は、インフォームドコンセントの2つのコピーに署名します。 1つのコピーが参加者に提供され、2番目のコピーは調査官の記録に残ります。 また、被験者は、大学のポリシーごとにこの調査の最後に補償を受けるために、フルネームと住所が収集されることを通知されます。

その後、参加者は、介入を開始する前に、参加者の健康を評価するために調査に記入するよう求められます。 調査には、Par-Q+、Dass-21、Pittsburg Sleep Quality Index（PSQI）、およびウィスコンシン州上呼吸症状調査（WURSS）が含まれます。 調査の説明を以下に示します。 これらの調査は、デジタル形式と物理的な形態の両方の各参加者に提供され、参加者はすべての調査質問を完了します。 調査が完了した後、研究チームは、免疫機能分析とホルモン組成のために訓練されたph血による静脈穿刺を介して参加者から血液サンプルを収集します。 調査のオンラインバージョンは、qualtrics（qualtrics.com、 ワシントン州シアトル）。

全員のための身体活動の準備状況アンケート（PAR-Q+）：PAR-Q+は、YESまたはNOの一般化された健康質問を利用して、医療クリアランスと医師の解放の必要性のために運動プログラムに参加することに関心のある参加者をスクリーニングします。 PAR-Q+には、「休息時の胸部に痛みを感じますか、日常の活動や生活中、または身体活動をするとき」という7つの一般的な健康に関する質問があります。 「医師は医学的に監視された身体活動のみを行うべきだと言ったことがありますか？」4。 この調査の対象となる個人は、運動プログラムに参加する前にさらなる医療許可を必要としないため、すべての質問4に正直に答えないでください。

うつ病の不安とストレススケール（DASS-21）：DASS-21は21の質問で構成されており、参加者のうつ病、不安、ストレス3,5を探ります。 アンケートでは、この1週間に参加者が反映することを要求し、各質問は0-3スケールで回答され、0は「私にはまったく当てはまらなかった」という意味で、3つの意味は「ほとんどの場合私に適用されます」。 DASS-21の結果は、メンタルヘルスパラメーターの3つのサブカテゴリに分類され、7つの質問が各カテゴリに特に寄与します。 DASS-21で説明されている質問の例には、「私は心を感じたか青く感じました」、「パニックに近づいていると感じました」、「私は人としてはあまり価値がないと感じました」3,5。 その後、サブカテゴリは、「正常」から「非常に深刻な」3,5までの5段階のスケールで、うつ病、不安、ストレスの重症度を決定するために得点します。

ピッツバーグ睡眠品質指数（PSQI）：PSQIは、参加者に主観的な睡眠の質、睡眠の遅延、睡眠期間、習慣的な睡眠の効率、睡眠の妨害、睡眠薬の使用、および昼間の機能不全に対処する19の質問で構成されています。

ウィスコンシン州上呼吸症状調査（WURSS-21）：WURSSは、風邪の影響を評価する目的で、病気固有の生活の質の測定です（急性上気道感染症）。 WURSS-21は、病気の認識、過去24時間の病気に関連する症状の重症度、病気が過去24時間にわたって明確に考え、毎日のタスクを達成する能力を妨げている範囲、および7以前の病気の比較を調査する21の質問で構成されています。

食事評価：参加者の食習慣は、24時間の食事のリコールで評価されます。 各参加者は、訪問前に24時間食べて飲んだものを記録し、訪問前に同じ食べ物や飲み物を食べたり飲んだりするように指示されます。24時間の食事のリコールは、訪問1と訪問4で研究チームに変わります。

-Anthropomorphic Assessments体重と身長の評価：参加者は、体重と身長の評価の前に靴、靴下、および基本層以外の追加の衣服を取り除くように指示されます。 両方の測定値は、Stadiomer Seca 220（Chino、California、USA）とDetecto Sanding Digital Scale（Webb City、Missouri、USA）を介して取得されます。 この尺度は、記述目的で使用され、訪問でのみ完了します。

空気変位プレチスモグラフィ：体組成は、BodPod（Cosmed USA Inc.、Concord、CA）の利用を通じて、空気変位プレチスモグラフィを介して評価されます。 得られた測定には、体組成、除脂肪体重（LBM）、および体脂肪率（BF％）が含まれます。 参加者は、靴、靴下、宝石、および基本層以外の追加の衣服を取り除くように指示されます。 参加者は水泳キャップを着用するように指示され、メーカーのガイドラインに従って体組成分析が実行されます8。 この尺度は、記述目的で使用され、訪問でのみ完了します。

生理学的評価水分補給評価：オンラインインフォームの同意と調査を完了した後、訪問1および訪問2の開始時に訪問3、および訪問4の尿検査が完了します。 参加者は、膀胱を標本収集容器に無効にするように指示されます。 提供された尿サンプルは、PAL-10（4410）尿特異的重力屈折計（Atago、Tokyo、日本）を使用して尿特異的重力について分析されます。 尿特異的重力（USG）<1.020に設定された水分補給が遮断されました。 脱水状態に到着する参加者（USG> 1.020） それが不可能な場合は、参加者が再スケジュールされ、後日戻るように指示されるように水分補給するように指示されます。

身体活動と睡眠追跡：フープストラップ4.09。 これらのデータを収集するために使用されます。 HOOPストラップから得られた測定には、連続心拍数モニタリング、HRV、睡眠サイクル、睡眠段階、および身体活動データが含まれます。 WHOOPストラップからのHRV測定は、正常から通常のビート法の標準偏差を使用して実行されたHRV分析と比較されます10。 このストラップは、2週間の介入期間全体で着用されます。

免疫学的評価血液サンプリング：この研究で実施されたすべての血液収集手順は、制御された環境で訓練されたph血によって行われます。 血液抽選は、訪問1および訪問3の介入前と介入後の時点でそれぞれ発生します。 すべてのサンプルは、0600〜1000の時間の間に断食状態の参加者と収集されます。 参加者は、以前の食事摂取量を開示するように求められ、介入後の血液サンプリングの24時間前に同じ食事を消費するように求められます。 血液の抽選ごとに、参加者は静脈内血液サンプル（血液大さじ2.5）を介して約40mlの血液を寄付します。 血液は、vacutainerコレクションバイアルに収集された安全性ロックバタフライ針を使用して、腕静脈から収集されます。 血液サンプルは、炎症、脳の健康、ストレスのバイオマーカーについて評価され、免疫機能を評価するために使用されます。

2/訪問4にアクセスしてください：

水分補給評価：上記のように。 心拍数のばらつき：HRVは、WHOOPストラップ（WHOOP-INC。、ボストン、マサチューセッツ州）の両方を使用して測定され、手動評価9-11で検証されます。 参加者はテレメトリーに添付され、HRV評価のための正常から通常の心拍法の標準偏差が使用されます。 HRV測定は、参加者を12の鉛心電図（ECG）に取り付けることで実行され、5分間の録音が行われます。 電極は、次のリードを含む通常の12のリードECGに従って配置されます：右腕（ra）、左腕（LA）、右脚（RL）、左脚（LL）、V1、V2、V3、V4、V5、およびV6。 鉛IIが使用され、通常の心拍からの通常の心拍の標準偏差が評価され、ミリ秒（MS）で報告されます。 その後、参加者はHRV範囲によって分類されます。50ms未満のHRVは不健康であると見なされ、50〜100msは健康を損ない、100msを超えることは健康と見なされます12。 HRVは、全身ストレス状態の臨床指標として評価され、それぞれ介入前および介入後の時点で測定されます。 参加者の準備とECG録音の合計時間には10分もかかりません。

Vo¬-2max¬：この測定値は、TrueOne 2400代謝測定システム（MMS-2400）（Parvomedics、Sandy、UT、USA）13を使用して、サイクルエルゴメーター（Monark Ergomedic 895e、Monark、Monark、Varberg、Sweden）で評価されます。 参加者には、極性心拍数センサーH1（Polar Electro Inc.、BethPage、NY、USA）が装備され、5分間で脚を入れて脚を静かに静かに休むように指示されます13。 5分間の休息、ベースライン安静時心拍数（RHR）、乳酸塩（Nova Biomedical、USA）を介した安静中の血液乳酸（RBL）、およびLittman聴診器（3 Mセンテニアル、CO、米国）およびスフィモマンメーター（American Diagnostic corp.、Hauppauge、Ny、ny、ny、ny、ny、ny、ny、ny）を使用して静止血圧（RBP）に続いて。 バイタルが得られた後、サイクルエルゴメーターが参加者の仕様に取り付けられ、参加者は0.5kpの抵抗で短いウォームアップを実行します。 ウォームアップの直後、参加者はペダルケイデンスを75-85rpmに増やすように指示され、ステージ113を開始します。 3分ごとの段階の開始時に、0.5kpの抵抗が追加され、エルゴメーターの重量バスケット13をサイクルします。 すべての段階の終わりに、心拍数（HR）、血圧（BP）、血液乳酸（BL）、および知覚速度（RPE）が測定されます13。 BLが乳酸蓄積の開始に達すると（obla;> 4mmol）、最大のワークロードが0.2kp増加し、最大のVo2max13が確保されます。 テストの終了は、電圧疲労または75RPM14未満のペダルケイデンスの減少に応じて発生します。 これは記述的な尺度であり、訪問2でのみ決定されます。

介入洞察：

運動介入：運動セッション中に、HRは極性心拍数ストラップ（ケンペレ、フィンランド）を介して測定されます。 トレーニングセッションは、サイクルエルゴメーター（Monark Ergomedic 895E、Monark、Varberg、Sweden）で80-90％VO2maxで実行された6つの90秒の高強度サイクリング（HIC）スプリントで構成され、その後、Vo2maxの50-60％で180秒の低強度サイクリング（LIC）が続きます。 HIC強度とLIC強度の両方で、参加者はRPEを尋ねられます。これは、運動セッション全体で参加者の心拍数と比較されます。 この監視されたトレーニングプロトコルには、80-90％VO2MAXで9分間のHICと50-60％VO2MAXで18分間のLICが必要です。 サイクリングセッションは、短いウォームアップから始まり、30分間、監視された運動セッション全体を合計するクールダウンで終わります。 トレーニングセッションは、前のトレーニングセッションの48時間後、月曜日、水曜日、金曜日に週3回、合計3回行われます。 1回目と6回目のトレーニングセッションHR回復（HRR）の完了直後に、標準化された5分間、標準化された期間が評価されます。

呼吸介入：呼吸介入は、週5日間約5〜10分間続く1日1回の呼吸練習で構成されます。 呼吸練習は、30の呼吸（吸入と呼気）の繰り返しで構成される周期的な過換気の一種であり、その後、最初の週に15秒間、2週間で最大30秒間息を吐きました。 参加者は合計3ラウンドを実行します。 参加者は、座っているか横になっている間、制御された一貫した方法で呼吸繰り返しを実行するように指示されます。 参加者は、呼吸サイクルのキューに関するビデオを介してガイド付き指導を受け、Zoom Call9を介して研究チームによって監督されながら、いつ吸入、息を吐き、息を吐き、いつ息を吸うかを参加者に通知します。 呼吸トレーニングセッションが完了すると、研究チームはガイド付きクールダウンを実施し、すべての参加者と一緒にチェックインして、呼吸運動からの悪影響を感じないようにします。 ガイド付きクールダウンは、参加者に参加者に徐々に呼吸プロトコルが完了すると徐々に彼らの呼吸率に戻るように指示する研究チームのメンバーで構成されます。今、私たちはリラックスした深呼吸、鼻から完全な吸い、その後に口を完全に吸い、徐々に吸い込んで徐々に増加します。 介入に関連する有害症状またはイベントの発生が記録されます。 すべての参加者は、トレーニング介入への関与が自発的であり、いつでも撤退できることを思い出させます。 1回目と10回目のCHRセッションの完了直後に、HRRは標準化された期間5分間評価されます。

コントロールグループ：コントロールグループは、上記で概説した同じテスト手順を受けますが、介入期間中、現在の活動レベルと通常の毎日の習慣を維持するよう求められます。

分析：

すべてのデータが収集され、グループ平均および標準偏差として提示されます。 統計分析が実行され、介入前の時点で介入グループの間に有意差があるかどうかを判断します。 すべてのデータは、観測の独立性、サンプルの正規分布、およびサンプル間の分散について評価されます。 次に、各グループの参加者との間の統計的有意性を評価するために、3（グループ）x 2（タイムポイント）反復測定ANOVAを使用します。 有意性はP <0.05に設定されます。