"Gezichtsmaskergebruik tijdens intensieve intervaltraining in gematigde en hete omgevingen"

Het gebruik van maskers in openbare ruimtes wordt aanbevolen om de verspreiding van Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) te beperken, dat de ziekte veroorzaakt die bekend staat als COVID-19 en wordt onderschreven door de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) en de wereld Gezondheidsorganisatie (WHO). Het dragen van een masker tijdens het sporten kan gevolgen hebben voor recreatieve sporters en atleten die trainen en strijden met een hoge trainingsintensiteit, aangezien is aangetoond dat het de ventilatie (VE) beperkt en de CO2 aan het einde van de ademhaling verhoogt in vergelijking met controle zonder masker. N95-maskers zijn bijvoorbeeld ontworpen om strakker om de neus en mond te passen dan andere soorten maskers en het is aangetoond dat ze markeringen van maximale trainingsprestaties verminderen in vergelijking met een maskerloze controle voor personen die een incrementeel hellingsprotocol uitvoeren op een fietsergometer .

In tegenstelling tot N95-maskers die zijn gereserveerd voor gezondheidswerkers, zijn chirurgische maskers die zijn gecertificeerd door het National Institute for Occupational Safety and Health gemakkelijk toegankelijk om te dragen tijdens het sporten om het risico op verspreiding van COVID-19 te verminderen. Deze maskers passen inderdaad losser dan de N95, maar verminderden het maximale vermogen (Pmax), het relatieve zuurstofverbruik (ml/kg/min) of de testduur niet in twee onderzoeken waarbij deelnemers een progressieve maximale inspanningstest uitvoerden op een fietsergometer . Verder veranderde het gebruik van een chirurgisch masker tijdens een progressief maximaal fietsinspanningsprotocol de cardiovasculaire, metabole en pulmonale metingen niet in vergelijking met een toestand zonder masker bij gezonde personen, met uitzondering van een afname van de maximale hartslag (HRmax). Een ander recent onderzoek waarbij gebruik werd gemaakt van een progressief maximaal fietstrainingsprotocol toonde geen verandering in (HRmax) bij het gebruik van fietsergometrie wanneer het gebruik van een chirurgisch masker werd vergeleken met een toestand zonder masker. Hoewel dit type progressieve maximale inspanningstest vaak wordt gebruikt voor klinische en laboratoriumomgevingen om cardiovasculaire, pulmonale en metabole markers te beoordelen, wordt dit type trainingsprotocol niet vaak gebruikt door atleten die hun prestaties willen verbeteren of recreatieve sporters die actie ondernemen om hun conditie te verbeteren. Omdat dit oefenprotocol niet wordt gebruikt door atleten of recreatieve sporters om te trainen, is het moeilijk om de resultaten van maskergebruik tijdens progressieve maximale inspanningstesten te vertalen naar veelgebruikte vormen van lichaamsbeweging. Een recente meta-analyse concludeert zelfs dat het dragen van een masker een minimale impact heeft op cardiovasculaire, respiratoire of metabolische variabelen bij een breed scala aan trainingsintensiteiten en -modaliteiten, maar intervaltraining met hoge intensiteit (HIIE) was niet opgenomen in deze analyse , evenmin als hete omgevingstemperaturen. De fysiologische of metabolische reacties tijdens het dragen van een chirurgisch masker van medische kwaliteit zijn dus nog niet bekend bij HIIE in zowel gematigde als warme omgevingen.

Intervaltraining met hoge intensiteit is een populaire tijdbesparende trainingsmethode die bestaat uit korte periodes van hoge intensiteit gevolgd door actieve (lage/matige intensiteitstraining) of passieve (geen training) rustperiodes. Het is aangetoond dat intervaltraining met hoge intensiteit een veilige en effectieve manier is om de fysieke fitheid of prestaties te verbeteren in een diverse populatie, waaronder sporters in recreatieve, competitieve en klinische omgevingen. Bovendien kan HIIE zowel binnen als buiten worden uitgevoerd en kan het gebruik van een masker de fysiologische en perceptuele belasting van de oefening verhogen, afhankelijk van de temperatuur en vochtigheid. In een warme omgeving (40°C en 20% luchtvochtigheid) werd er geen verschil gevonden in huidtemperatuur onder of buiten een KN95-masker bij gezonde mannen die 45 minuten lang matig intensief lichamelijk actief waren en de bewegingen nabootsten die nodig zijn in een beroepsomgeving. Er werd ook geen verschil gevonden in thermisch ongemak in het hele lichaam en er werd een toename van 36% waargenomen in de waargenomen kortademigheid. Bovendien verhoogde het gebruik van een chirurgisch masker tijdens 30 minuten licht bergop lopen op de loopband niet het risico op een hitteberoerte in een hete en vochtige omgeving. Tot op heden heeft geen enkele onderzoeksstudie de effecten van het gebruik van een chirurgisch masker tijdens HIIE in verschillende omgevingsomstandigheden onderzocht.

Daarom was het doel van deze studie om de effecten te onderzoeken van het gebruik van een chirurgisch masker tijdens HIIE op cardiovasculaire, metabolische, thermoregulerende en perceptuele reacties in gematigde en warme omgevingen.

Methodenː Op willekeurige wijze voltooiden tien gezonde deelnemers twee HIIE-sessies in een hete omgeving van 36°C (HIIE-HOT) en twee HIIE-sessies in een gematigde omgeving van 23°C (HIIE-TEMP) terwijl ze (MASK) en geen chirurgische masker (CON).

Procedures Antropometrie en metingen van maximale zuurstofopname Voorafgaand aan de experimentele onderzoeken bezochten de deelnemers de laboratoria voor inspanningsfysiologie voor antropometrie en VO2max-metingen. De lichaamslengte werd gemeten met een stadiometer (SECA, seca 216, Chino, CA, VS) en het gewicht werd gemeten met een digitale weegschaal (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO). Vervolgens voltooiden de deelnemers een warming-up van 5 minuten met een zelfgekozen trainingsintensiteit voorafgaand aan de VO2max-test op een elektrisch geremde fietsergometer (Lode, Excalibur Sport, Groningen, Nederland). Tijdens de VO2max-test werd HR gemeten met behulp van een Polar HR-monitor (Polar, Polar H10, VS), waarbij elke test ontworpen was om tussen de 10 en 12 minuten te duren. De startweerstand en de continue toename van de weerstand (tussen 20-40 watt) tijdens de test was gebaseerd op de zelfgerapporteerde fitheid van de deelnemers. Beëindiging van de VO2max-test vond plaats bij vrijwillige vermoeidheid of wanneer de deelnemer niet langer een fietscadans van 60 omwentelingen per minuut of hoger kon volhouden. Gasuitwisseling werd gemeten met behulp van een metabole analysator (Parvo Medics Inc, TrueOne 2400, Salt Lake City, UT) en gegevens werden geanalyseerd met behulp van een voortschrijdend gemiddelde van 11 ademhalingen. Primaire criteria voor een VO2max werden gecategoriseerd als een waargenomen plateau dat varieerde met minder dan 150 mlO2/min21. Om een ​​plateau te bepalen met behulp van primaire criteria, werd het gemiddelde van het absolute verschil van elk naburig gegevenspunt in de laatste 30 seconden van het voortschrijdend gemiddelde VO2 over 11 ademhalingen vergeleken met 150 mlO2/min21; als de gemiddelde waarde lager was, werd de test gecategoriseerd als een VO2max. Bij afwezigheid van een plateau werd een VO2max bevestigd als aan twee van de drie secundaire criteria werd voldaan: 1) een RPE ≥17, 2) een respiratoire uitwisselingsratio (RER) van 1,1 of hoger, en 3) een HR binnen 10 slagen van de geschatte maximale hartslag met behulp van de Jones et al. vergelijking (202 - 0,72 x leeftijd). Het hoogste geleverde vermogen van de VO2max-test werd gebruikt om de hoge intensiteit en actieve herstelperioden voor de HIIE-sessies te berekenen.

Intervaloefeningen met hoge intensiteit Voorafgaand aan alle HIIE-sessies werd de hydratatiestatus van de deelnemer beoordeeld door het meten van het soortelijk gewicht van de urine (USG) met behulp van een draagbare refractometer (Cole-Parmer, RSA-BR90A, Vernon Hills, IL). Een USG-meting lager dan 1.020 g/cc stelde deelnemers in staat door te gaan naar de HIIE-sessies. Als de USG hoger was dan 1,020 g/cc, consumeerden de deelnemers 500 ml water en werden ze na 30 minuten opnieuw beoordeeld. Deze watergift werd slechts twee keer herhaald als USG boven de 1.020 g/cc bleef.

Een gerandomiseerd cross-over ontwerp met herhaalde metingen werd gebruikt om cardiovasculaire, thermoregulerende, metabole en waargenomen reacties vóór en tijdens HIIE te vergelijken in vier experimentele onderzoeken die tijdens twee bezoeken werden uitgevoerd. Voor elk bezoek, met een tussenpoos van minimaal 72 uur, voltooiden de deelnemers twee HIIE-sessies met daartussen 3 uur rust. Elke HIIE-aanval bestond uit 10 periodes van 30 seconden uitgevoerd bij 85% Pmax gevolgd door 90 seconden actief herstel bij 30% Pmax. De HIIE-sessies werden uitgevoerd in een gematigde omgeving (23°C, 25% relatieve vochtigheid) met (TEMP/MASK) en zonder chirurgisch masker (TEMP/CON), en in een warme omgeving (36°C, 14% relatieve vochtigheid). ) met (HOT/MASK) en zonder chirurgisch masker (HOT/CON). Tijdens het oefenprotocol mochten de deelnemers water drinken.

Tijdens HIIE-sessies met een masker kregen alle deelnemers de instructie om het chirurgische masker nauwsluitend over neus en mond te dragen. De deelnemers pasten de flexibele metalen plaat in het chirurgische masker over de neusbrug en hadden de onderkant van de maskerbedekking onder de kin. Tijdens de rustperiode van 3 uur kregen de deelnemers ad libitum een ​​maaltijd van 350 calorieën (7 g vet; 64 g koolhydraten; 9 g eiwit).

Cardiovasculaire metingen Voor elke HIIE-proef en na 5 minuten zittende rust werd de bloeddruk in rust gemeten met behulp van een bloeddrukmeter en een stethoscoop. Een cardiaal impedantieapparaat (PhysioFlow®, NeuMeDex, Bristol, PA) gekalibreerd volgens de richtlijnen van de fabrikant werd gebruikt om indirect het hartminuutvolume (CO), het slagvolume (SV) en de hartslag te meten. Deze metingen werden tijdens elke HIIE-sessie continu uitgevoerd met behulp van 10-secondengemiddelden van de PhysioFlow®-software.

Metabolische metingen Een apparaat voor nabij-infraroodspectroscopie (NIRS) (Moxy, Moxy Monitor System, MN, VS) werd gebruikt om elke seconde de oxygenatie van het spierweefsel te meten tijdens elke HIIE-sessie. De hoogste spierweefseloxygenatiewaarde van elke actieve rustperiode (MTO actieve rust%) werd gemiddeld voor elke HIIE-sessie. Bovendien werd de laagste waarde voor spierweefseloxygenatie (MTO tijdens HIIE %) per aanval met hoge intensiteit geregistreerd en gemiddeld voor elke HIIE-sessie. Het verschil tussen het gemiddelde MTO actieve rust % en MTO tijdens HIIE % werd gebruikt om het spierweefseloxygenatieverschil (MTO verschil %) te berekenen. Alle MTO-metingen werden uitgevoerd op het dominante been op een gemarkeerde locatie op de vastus lateralis die beweging mogelijk zou maken zonder interferentie van het NIRS-apparaat. Een pulsoximeter (Caretaker, Caretaker Medical, VS) werd gebruikt om SpO2 te meten tijdens HIIE. Bloedlactaatmetingen (Lactate Plus, NOVA Biomedical, MA) werden onmiddellijk vóór en 5 minuten na HIIE in duplo genomen bij de oorlel.

Perceptuele meting voor en tijdens HIIE Borgs beoordeling van waargenomen inspanning (6 rust tot 20 maximale inspanning) schaal (RPE) en thermisch gevoel (0 zeer koud tot 8 zeer heet) werd gemeten vlak voor en elke vier minuten in HIIE. Een kortademigheidsschaal (0 mm geen kortademigheid tot 200 mm maximale kortademigheid) werd gebruikt onmiddellijk voor, na 10 minuten en onmiddellijk na inspanning om subjectieve verandering in ademhalingsmoeilijkheden vast te leggen. De hoogste metingen voor zowel RPE (piek RPE) als thermische sensatie (piek thermische sensatie) werden geregistreerd per uitgevoerde HIIE-sessie. Bovendien werden de RPE- (RPE gem.) en dyspnoescores over de tijd gemiddeld voor elke HIIE-sessie.

Thermische belasting en hydratatiemetingen Tijdens elke HIIE-trainingssessie werden continue kerntemperatuurmetingen uitgevoerd met behulp van rectale thermistoren (niveau 1 slokdarm/rectale temperatuursonde, Smiths Medical, Minneapolis, MN, VS) verbonden met een thermometer (Precision 4000, YSI Incorporated, Yellow Springs , OH, VS) en gecontroleerd om de veiligheid van deelnemers te waarborgen. Bovendien werden de ∆-kerntemperatuur (d.w.z. het verschil tussen de piekkerntemperatuur en de kerntemperatuur voorafgaand aan het begin van de training) en de piekkerntemperatuur geregistreerd voor elke HIIE-sessie. Zweetsnelheid en uitdroging werden berekend op basis van het naakte gewicht vóór de training, het naakte gewicht na de training, de inname van water en de urineproductie na de training27. Deelnemers werd gevraagd om hun naakte gewicht vóór en na de training te meten en te rapporteren met behulp van een digitale weegschaal (Cardinal DETECTO 758C, Webb City, MO) in een privékamer.