Verschillende trainingsprogramma's (aëroob, weerstand of gemengd) hebben invloed op fysiologische reacties (TRAINING2014) (TRAINING2014)

De studie van de cardiovasculaire en cardiorespiratoire koppeling (CVRC) is een hot topic in de medische literatuur gericht op het herkennen van de synergieën die aanwezig zijn in gezonde fysiologie [7, 8]. Verschillende effecten zoals veroudering [9], ziektes [8] of interventies in de mentale toestand [10] op cardiorespiratoire koppeling zijn onderzocht, maar hoewel het potentieel interessant is, zijn er geen studies over de effecten van trainingsprogramma's en detraining.

Twee hoofdtypen trainingsprogramma's (aerobic-AT en weerstand-RT) zijn uitgebreid onderzocht op hun belangrijke en verschillende fysiologische effecten [11]. De combinatie ervan (AT+RT) is onlangs aanbevolen voor gezondheidsdoeleinden voor uitgebreide bevolkingsgroepen [12-14].

De fysiologische effecten van aerobe trainingsprogramma's worden van oudsher geëvalueerd door middel van de cardiorespiratoire reserve en de detectie van maximale of drempelsubsysteemvariabelen [1]. Als een complex adaptief systeem (CAS) fungeert het menselijk organisme als een ondeelbaar en geïntegreerd geheel dat niet kan worden gereduceerd tot de som van de functies van zijn subsystemen [2]. In dit CAS zijn de cardiovasculaire en cardiorespiratoire subsystemen onderling afhankelijk en werken ze op een dynamische en niet-lineaire manier samen, d.w.z. niet-proportioneel, wat moet worden benaderd door middel van niet-lineaire modellen [3], de studie van tijdreeksen en complexe systemen (CS)-methodologieën [4 ]. Aangezien de CAS elke nieuwe situatie betreedt met een bestaande reeks capaciteiten [5] en continu informatie uitwisselt met hun omgeving, is haar/zijn gedrag uniek en onverwacht op korte termijn (weken, maanden) [6], de gebruikelijke duur van gewone trainingsprogramma's .

Om de koppelingen en coördinatie tussen meerdere variabelen in CAS te bestuderen, stellen CS-benaderingen de detectie voor van de zogenaamde ordeparameters, collectieve of coördinatieve variabelen, omdat ze de volgorde of coördinatie van het systeem vastleggen [3, 15]. De principale componentenanalyse (PC) is een gebruikelijke statistische techniek die is gebruikt om zulke coördinerende variabelen te herkennen in een groot domein van biologische onderzoeksgebieden zoals: motorische controle [16], hersendynamiek [17], DNA-replicatie [18] of proteïne vouwen [19]. De pc-analyse verkleint de gegevensdimensie van sterk gekoppelde systemen door het kleinste aantal componenten te extraheren dat verantwoordelijk is voor de meeste variatie in de originele multivariate gegevens en deze samen te vatten met weinig informatieverlies. Pc's worden geëxtraheerd in afnemende volgorde van belangrijkheid, zodat de eerste pc het grootste deel van de variatie voor zijn rekening neemt en elk volgend onderdeel iets minder [20]. Het aantal pc's weerspiegelt de dimensionaliteit van het systeem, zijnde een afname van het aantal pc's dat duidt op een grote koppeling (minder dimensies) en vice versa. Het aantal pc's verandert wanneer het systeem een ​​niet-lineaire verandering ondergaat, d.w.z. een kwalitatieve of coördinerende herconfiguratie. De pc-techniek toegepast op kinematische variabelen is met succes gebruikt om de effecten van motorische leerprocessen te bestuderen [16], maar is nog niet toegepast om trainingseffecten op fysiologische variabelen te bestuderen.

Het doel van dit onderzoek was om de dimensionale veranderingen van de CVCRC te onderzoeken voor en na een periode van 6 weken van verschillende trainingsmodaliteiten (AT, RT en AT+RT) en 3 weken na detraining bij gezonde jonge mannen.

Materiaal en methoden Deelnemers. Om de steekproefomvang te bepalen is er een poweranalyse uitgevoerd. Met een effectgrootte van d = .80, alfa < .05, vermogen (1 - bèta) = .95, met drie herhaalde vensters schatten we een steekproefomvang = 32 [21]. Tweeëndertig gezonde fysiek actieve mannen, studenten lichamelijke opvoeding (leeftijd 21,2 ± 2,4 jaar, lengte van 177,1 ± 0,66 cm, gemiddelde lichaamsmassa 71,0 ± 5,1 kg en gemiddelde body-mass index 22,6 ± 1,7 kg·m-2) zonder sportspecialisatie, maar betrokken bij een breed scala aan aërobe activiteiten, die minstens drie keer per week vrijwillig deelnamen aan dit onderzoek. Na de basislijntests werden ze verdeeld over vier gerandomiseerde groepen gedurende de 6 weken training: aëroob (AT), weerstand (RT), aëroob+weerstand (AT+RT) en controle (C).

Procedure. Deelnemers vulden een standaard medische vragenlijst in om hun gezonde status te bevestigen en ondertekenden een formulier voor geïnformeerde toestemming. Alle experimentele procedures werden goedgekeurd door de lokale bio-ethische commissie en werden uitgevoerd in overeenstemming met de ethische richtlijnen die zijn vastgelegd in de Verklaring van Helsinki. Na de baseline cardiorespiratoire testen en maximale kracht- en krachttesten (zie hieronder) volgden ze 3 keer per week hun toegewezen specifieke trainingsprogramma:

1. AT-groep (n = 8): ze trapten 60 min op 60% van hun individuele maximale belasting (60% Wmax). Deze werklast werd wekelijks met 5% verhoogd, tenzij de deelnemer tijdens de sessie het tempo niet kon bijhouden. Tijdens alle sessies werd de hartslag gecontroleerd.
2. RT-groep (n = 8): ze voerden tweemaal een krachtcircuit van 30 minuten uit [14]. Veertig procent van 1RM voor het bovenlichaam (d.w.z. squat, chest press, shoulder press, triceps extension, biceps curl, pull-down [bovenrug]), en 60 procent voor het onderlichaam (quadriceps extension, leg press, leg curls [hamstrings] en calf raise) werden gebruikt als startgewichten. Ze lieten de deelnemers maximaal 12 herhalingen toe, waaronder een langzame gecontroleerde beweging (2 seconden omhoog en 4 seconden omlaag). De rustperiode tussen de oefeningen was 2 min. De werkbelasting werd wekelijks aangepast, waarbij de weerstand indien nodig werd verhoogd (meestal 5 tot 10%) als de deelnemer het gewicht comfortabel kon tillen (d.w.z. meer dan 12 herhalingen).
3. AT+RT-groep (n = 8): ze trapten gedurende 30 minuten op 60% Wmax en voerden eenmaal het krachtcircuit uit (als R-groep).
4. C-groep (n = 8): gingen door met hun gebruikelijke bezigheden, zonder speciale training.

Cardiorespiratoire testen. De incrementele fietstest (Excalibur, Lode, Groningen, Nederland) begon bij 0W en de werklast nam toe met 20W/min tot uitputtingsdeelnemers de voorgeschreven fietsfrequentie van 70rpm niet langer dan 5 opeenvolgende seconden konden volhouden. Alle tests zijn uitgevoerd in een goed geventileerd laboratorium; de kamertemperatuur was 23ºC en de relatieve vochtigheid 48%, met variaties van niet meer dan 1ºC in temperatuur en 10% in relatieve vochtigheid. Tijdens de test ademden de proefpersonen door een klep (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, VS) en de ademhalingsgasuitwisseling werd bepaald met behulp van een geautomatiseerd open-circuitsysteem (Metasys, Brainware, La Valette, Frankrijk). Het zuurstof- en CO2-gehalte en het luchtdebiet werden adem voor adem geregistreerd. Voor elke proef werd het systeem gekalibreerd met een mengsel van O2 en CO2 van bekende samenstelling (O2 15%, CO2 5%, N2 gebalanceerd) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Spanje) en met omgevingslucht. Hemodynamische informatie van deelnemers werd bepaald met niet-invasieve vingermanchettechnologie (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Nederland). Het Nexfin-apparaat zorgt voor continue bloeddrukbewaking (BP) op basis van de resulterende pulsdrukgolfvorm en berekent: systolische en diastolische bloeddruk (SBP en DBP). Deelnemers werden met elkaar verbonden door een opblaasbare manchet om de middelste kootje van de vinger te wikkelen. Het pulseren van de vingerslagader wordt 'gefixeerd' op een constant volume door toepassing van een equivalente drukverandering ten opzichte van de bloeddruk, wat resulteert in een golfvorm van de druk (klemvolumemethode). Elektrocardiogram (ECG) werd continu gecontroleerd (DMS Systems, DMS-BTT draadloze Bluetooth ECG-zender en -ontvanger, software DMS versie 4.0, Beijing, China). De tests werden ten minste 3 uur na een lichte maaltijd uitgevoerd en de deelnemers kregen de instructie om gedurende 72 uur vóór de test geen zware lichamelijke activiteit uit te voeren. Deelnemers herhaalden deze test na 6 weken trainen en na 3 weken aftrainen.

Maximale kracht- en vermogenstesten. Bij elke deelnemer werden respectievelijk de maximale kracht en het maximale vermogen van de bovenste en onderste ledematen gemeten (Musclelab Power System, Porsgruun, Noorwegen). Geschatte 1 RM-thoraxpress en 1RM-squat op basis van submaximale belastingen werd berekend. Bij de borstpersoefening begon de belasting met 25 kg, en ging verder met 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg, etc. en bij de squat-oefening begonnen ze met 45 kg en gingen door met 65 kg, 85 kg, 105 kg , enz. totdat ze 1 herhaling niet konden uitvoeren. Op basis van deze resultaten werd de maximale 1RM geregistreerd en werd de kracht/snelheid-relatiegrafiek uitgezet om het maximale vermogen te bepalen.

Alle inspanningstesten werden ten minste 3 uur na een lichte maaltijd uitgevoerd en de deelnemers kregen de instructie om gedurende 72 uur vóór de test geen zware fysieke activiteit uit te voeren. Deelnemers herhaalden deze testen na 6 weken trainen en na 3 weken aftrainen.

Gegevensanalyse Tijdens de tests werden de volgende maximale prestatie- en cardiorespiratoire variabelen geregistreerd: maximale fietsbelasting (Wmax), maximale zuurstofopname (VO2 max), maximale expiratoire ventilatie per minuut (VE max), maximale hartslag (HR max), maximale 1RM-squat en maximale 1RM-borst. De groepsgemiddelden in de verschillende condities werden vergeleken met behulp van de niet-parametrische Friedman.

Een pc-analyse van de tijdreeks van de volgende geselecteerde cardiorespiratoire variabelen: uitgeademde fractie van O2 (FeO2), uitgeademde fractie van CO2 (FeCO2), ventilatie (VE), systolische bloeddruk (SBP), diastolische bloeddruk (DBP) en hart rate (HR) werd uitgevoerd om informatie te verkrijgen over de CVCRC bij elke deelnemer. De mediaan van de PC1-congruentiecoëfficiënt werd verkregen in elke groep en conditie (voor, na training en detraining). De nulhypothese van een constante pc-congruentiemediaan over de controlegroep en de trainingsgroepen werd getest via niet-parametrische Kruskal-Wallis. Mann Whitney U matched pairs-testanalyse werd ook uitgevoerd om statistisch significante verschillen tussen elk paar verschillende aandoeningen te beoordelen. Effectgroottes (Cohen's d) werden berekend om de omvang van gestandaardiseerde medianenverschillen aan te tonen waar effecten p < .05 bereikten niveau.