Fysiologische en thermoregulerende reacties van lichaamskoeling tijdens fietsen in een warme omgeving (PYTHON)

Ontwerp

Het onderzoek zal worden afgerond in de volgende tijdlijn:

Bezoek 1: Baseline- en VO2max-testen

Bezoek 2: Bezoek aan metabolische warmteproductie

Bezoek 3-6: proef 1, 2, 3, 4

Bezoekspecifieke informatie wordt hieronder beschreven, maar specifieke gegevensverzamelingsprotocollen voor afhankelijke variabelen en procedures zijn opgenomen onder de beschrijving van het onderzoeksontwerp. Deelnemers wordt gevraagd een vrijgaveformulier voor foto's/video's (bijlage H) te ondertekenen voor gebruik in onderzoeksprojecten, wetenschappelijke publicaties/conferenties en voor educatieve doeleinden. Deelnemers kunnen worden gefilmd of gefotografeerd tijdens het sporten of rusten in de klimaatkamer. Deelnemers worden toegewezen na medische goedkeuring.

Bezoek 1: Baseline- en VO2max-testen

Deelnemers die zijn goedgekeurd om deel te nemen, worden ingepland voor een baseline- en VO2max-testdag. Basaal metabolisme (BMR) wordt gemeten bij aankomst tijdens het basisbezoek. De deelnemer zal op zijn rug liggen met een geventileerde kap die zijn hoofd en romp bedekt. De geventileerde kap wordt bevestigd aan een slang die is aangesloten op een stofwisselingswagen. De metabole wagen meet continu de uitwisselingsverhouding van de ademhaling, het zuurstofverbruik en het gebruik van het substraat. De deelnemer blijft ongeveer 30 minuten onder de motorkap. Na voltooiing van de BMR geven de deelnemers een urinemonster in een schone urinebeker. Het soortelijk gewicht van de urine en de kleur van de urine worden beoordeeld. Naakte lichaamsmassa zal ook worden geregistreerd. Elke deelnemer krijgt privacy terwijl de lichaamsmassa wordt gemeten door metingen te doen met de deelnemer alleen in een privékamer achter een stevige, gesloten deur, en het onderzoek leest de schaal buiten de kamer af. Deelnemers mogen alleen doorgaan naar de VO2max-test als wordt voldaan aan de geëuhydrateerde criteria van een soortelijk gewicht van de urine (USG) ≤1,025. Als de deelnemer arriveert met een USG tussen 1.020 en 1.025, wordt de proefpersoon gevraagd om 500 ml water te drinken om een ​​goede hydratatiestatus te garanderen. Als USG groter is dan 1.025, wordt het onderwerp verplaatst naar een andere dag. Bij bezoek 1 wordt de lengte gemeten met een meetlint. Het percentage lichaamsvet wordt gemeten met behulp van luchtverplaatsingsplethysmografie (BodPod®; Cosmed, softwareversie 4.2+, Concord, CA, VS). Dit duurt minder dan ~ 5 minuten om te voltooien. Deze informatie zal worden gebruikt om de demografische gegevens van het onderwerp te beschrijven. Deelnemers wordt ook gevraagd om een ​​maximale zuurstofopname (VO2max)-test uit te voeren op een loopband en op een fietsergometer in een thermoneutrale omgeving met tussenpozen van ongeveer 30 minuten tot een uur. Deze test zal de aerobe conditieniveaus van de deelnemers bepalen die zullen worden vergeleken tussen de twee trainingsprotocollen. Deelnemers wordt ook gevraagd naar hun gemiddelde wekelijkse fysieke activiteit (bijlage K). Dit bezoek duurt ongeveer 1-2 uur.

Bezoek 2: Bezoek aan metabole warmteproductie

Om de juiste trainingsintensiteit voor te schrijven, moet de warmteproductie worden gecontroleerd. Warmteproductie zal worden voorgeschreven met behulp van een graduele inspanningstest (fasen van 3-5 minuten) in de hitte (dezelfde omgevingstemperatuur als proeven) die metabolische gegevens zal meten via het verzamelen van uitgeademde lucht met behulp van een 2-weg niet-rebreathing masker om warmte te berekenen productie en kies op de juiste manier fietsintensiteiten om te vergelijken tussen groepen onderzoeksdeelnemers. Deze test vindt plaats na het basisbezoek. De studieprocedures zullen die van proeven nabootsen (hieronder beschreven), met uitzondering van het inspanningsprotocol. Het oefenprotocol duurt ongeveer 20 minuten. Het omvat 5 trainingsfasen (graduele fasen). Tijdens dit bezoek draagt ​​de deelnemer de ACU.

Bezoek 3-6: Trials 1-4

Deelnemersnummers worden willekeurig toegewezen en 4 proeven (mist-fan, onderarm, passieve koeling, ijshanddoek) worden besteld met een generator voor willekeurige getallen en toegewezen aan een deelnemersnummer.

Deze orders worden gecompenseerd tussen deelnemers om ervoor te zorgen dat er geen ordereffect is. Elke deelnemer voltooit vier proeven als onderdeel van het onderzoek. Deelnemers mogen proefbezoeken inhalen als ze ziek zijn, een blessure oplopen of niet aan de hydratatie-eisen voldoen. Deelnemers wordt gevraagd of ze momenteel ziek zijn of medicijnen gebruiken om te bepalen of ze de oefenproef kunnen voltooien. Het bezoek van de deelnemer wordt verplaatst als hij koorts heeft, ziek is of medicijnen gebruikt die de lichaamstemperatuur beïnvloeden. Deelnemers zullen vier proeven op vier afzonderlijke dagen voltooien.

Proces #

Koeling Interventie

1

Passieve koeling

2

Mist-ventilator koeling

3

Onderarm onderdompeling

4

Ijs handdoek

Het inspanningsprotocol en de herstelgedeelten van dit onderzoek zullen worden uitgevoerd in een klimaatkamer met een omgevingstemperatuur van ongeveer 30-40°C en een relatieve vochtigheid van ongeveer 30-70%. Deelnemers drinken ad libitum tijdens de inspanningsproef.

Bij aankomst in het lab wordt deelnemers gevraagd om aan te geven of ze de afgelopen 24 uur respectievelijk 12 uur alcohol of cafeïne hebben gebruikt. Er wordt niet gevraagd wat ze precies hebben geconsumeerd, maar als ze een positieve indicatie geven, wordt hun proef verzet naar een andere dag. Deelnemers leveren een klein urinemonster in een schone urinebeker en er wordt een naakte lichaamsmassa gemeten. Bij aankomst in het laboratorium wordt de hydratatiestatus beoordeeld aan de hand van het soortelijk gewicht van de urine, het naakte lichaamsgewicht en de kleur van de urine. Deelnemers mogen alleen doorgaan naar de inspanningsproef als wordt voldaan aan de geëuhydrateerde criteria van een soortelijk gewicht van de urine (USG) ≤1,025. Als de deelnemer arriveert met een USG tussen 1.020 en 1.025, wordt de proefpersoon gevraagd om 500 ml water te drinken om een ​​goede hydratatiestatus te garanderen. Als USG groter is dan 1.025, wordt het onderwerp verplaatst naar een andere dag. Deelnemers krijgen bij het voorafgaande bezoek instructies over hoe ze de gewenste hydratatiestatus kunnen verkrijgen voor de komende proef. Onderzoekers zullen een slokdarmsonde inbrengen. Alleen getraind personeel mag de slokdarmsonde inbrengen (studenten zijn niet toegestaan). Deelnemers zullen een rectale sonde inbrengen en een hartslagmeterband dragen. Bovendien zullen deelnemers 9-site Biopac-huidtemperatuursensoren dragen. Onderzoekers zullen de huidtemperatuursensoren met medische tape aanbrengen op de borst, bovenarm, onderarm, dij, nek, buik, dij, rug en kuit van de deelnemers (anterieur en posterieur). Deelnemers dragen ook iButtons (draadloze huidtemperatuursensoren) op hun borst, bovenarm, onderarm, dij en kuit (anterieur en posterieur). De deelnemers zullen ook worden gevraagd om een ​​subjectieve slaapvragenlijst in te vullen bij aankomst in het lab. Deelnemers dragen tijdens de oefenproeven een actief gevechtsuniform (ACU). Er zullen drie ADU-maten voor de blouse en broek (small, medium, large) beschikbaar zijn voor de deelnemers. Er wordt een riem gebruikt om ervoor te zorgen dat de ACU goed past. Deelnemers kunnen de ACU's niet bewaren. ADU's worden gewassen (volgens de instructies van de fabrikant) en hergebruikt voor deelnemers. De instructies van de ADU-fabrikant zijn identiek aan de standaard wascyclus (wasmiddel en wasmachine droog). De ACU wordt voor en na gebruik gewogen om het in de kleding opgevangen zweet te meten. Deelnemers zullen de polsgebaseerde apparaten (verstrekt door BHSAI) tijdens de test op hun niet-dominante arm dragen. Het polsapparaat moet ongeveer 1 inch proximaal van de pols worden geplaatst en goed passen voor nauwkeurige hartslagmetingen. Het polsapparaat wordt gebruikt om de hartslag te schatten met behulp van infraroodtechnologie. De hartslagschattingen van het polsapparaat worden vergeleken met de polaire hartslagmeter (gouden standaard). Het lichaamswaarschuwingssysteem gebruikt de hartslag van het polsapparaat en de omgevingsomstandigheden om de lichaamstemperatuur te schatten. De sponsor van de studie zal de rectale temperatuur en de huidtemperatuursensoren op 7 plaatsen gebruiken om het algoritme te wijzigen (niet in realtime - op basis van de verzamelde gegevens) om de lichaamstemperatuur beter te schatten. Het toekomstige doel is om het lichaamswaarschuwingssysteem in het horloge te integreren. Deelnemers dragen een ander op de pols gebaseerd apparaat (WHOOP) op de arm die geen BHSAI-apparaat heeft. Het WHOOP-apparaat controleert de hartslagvariatie en slaap. Deelnemers wordt gevraagd dit apparaat dagelijks te dragen gedurende de duur van het onderzoek.

Deelnemers gaan de klimaatkamer binnen en blijven 30 minuten zitten om in evenwicht te komen. De omgevingskamer wordt ingesteld op een omgevingstemperatuur van 30-40 °C, 30-70% relatieve vochtigheid. Na basismetingen van hartslag en rectale temperatuur, vullen de deelnemers de perceptuele indices in. Deelnemers vullen ook een vragenlijst over omgevingssymptomen (ESQ) in.

De proef bestaat uit twee cycli van 40 minuten van 7 W/kg tot 15 W/kg. Elk oefenblok van 40 minuten wordt gevolgd door een rustpauze waarin wordt gekoeld. Tijdens de inspanningsproef mogen deelnemers onbeperkt drinken. De deelnemer wordt ongeveer 30 minuten gekoeld met de hem toegewezen koelmodaliteit. Rectale en slokdarmtemperatuur, huidtemperatuur, hartslag, perceptuele metingen en gemoedstoestand (POMS, hieronder beschreven) worden verzameld op verschillende tijdstippen vóór, tijdens en na inspanning en afkoeling. De metabole warmteproductie zal tijdens alle vier de proeven worden gemeten met behulp van indirecte calorimetrie (masker aangesloten op metabole wagen).

Passieve koeling: Deelnemers worden gevraagd plaats te nemen op een stoel in de klimaatkamer voor passieve koeling.

Mist-fan koeling: Een mist-fan wordt naast de deelnemer geplaatst en zal tijdens mist-fan koeling alleen hun handen en onderarmen vernevelen. Deelnemers wordt gevraagd hun ADU-mouwen op te stropen om het huidoppervlak te vergroten. De temperatuur van de mist en de windsnelheid van de ventilator worden geregistreerd.

Onderarmonderdompeling: De deelnemer plaatst zijn onderarm in water van ongeveer 20°C tijdens onderarmonderdompeling.

IJshanddoek: een handdoek die gedurende langere tijd water kan vasthouden, wordt gebruikt en ondergedompeld in een ijs-watermengsel (~2 C). Onderzoekers zullen voorzichtig in de handdoek knijpen om overtollig water te verwijderen (maar verzadigd blijven met water) en vervolgens op beide onderarmen en handen aanbrengen zodat er geen luchtspleet is tussen de handdoek en de extremiteit. Breng het gedurende 1-5 minuten aan en vervang het dan door een andere frisse, koude handdoek. Deze stap zou ervoor zorgen dat de onderarmen en handen een vrijwel constante temperatuur hebben, aangezien de handdoek tijdens het aanbrengen warm wordt. Het proces wordt gedurende de gehele koelduur herhaald.

De gegevensverzameling zal in twee afzonderlijke fasen worden verdeeld. Er zal eerst een pilotstudie worden uitgevoerd waarin de eerste twee deelnemers alle studielaboratoriumbezoeken zullen afleggen. Gegevens van die onderzoeken zullen ter beoordeling worden gedeeld met de sponsor voordat verder wordt gegaan met het verzamelen van gegevens. Deelnemers ondergaan voor de pilottesten dezelfde procedures als reguliere testen. Pilottestgegevens zullen in de dataset worden opgenomen. Na goedkeuring van de sponsor wordt de gegevensverzameling hervat. Elke proef duurt ongeveer 4 uur.

Alle apparaten worden goed schoongemaakt volgens de instructies van de fabrikant voordat ze door andere deelnemers worden gebruikt.