Effecten van hypoxische herhaalde sprinttraining op prestaties bij normoxia bij mannelijke en vrouwelijke atleten (RSHwomen)

Er zal een enkele blinde, parallelle, geslachtsvergelijkende, gerandomiseerde, gecontroleerde proefopzet worden gebruikt en de methodologie van deze studie zal gebaseerd zijn op een eerder toegepast succesvol protocol op mannen. Deelnemers (mannen en vrouwen) worden willekeurig toegewezen aan ofwel de controlegroep (herhaalde sprinttraining bij normoxia; RSN) of de interventiegroep (herhaalde sprinttraininggroep bij hypoxie; RSH), resulterend in vier groepen in totaal (vrouwen RSN en RSH ; reuen RSN en RSH). Vanwege het grote aantal deelnemers dat nodig is, wordt het experiment opgesplitst in twee onderzoeken: RSN wordt uitgevoerd in onderzoek 1 en RSH in onderzoek 2. Het experiment omvat 7 weken (week 1-7) herhaalde sprinttraining op de fiets bij normoxia of hypoxie, 2x/week, en twee testsessies voor (week -2/-1, Pre-testing) en na (week 8/9, Post-testing) de trainingsperiode. Tijdens de testsessies zullen de deelnemers de volgende inspanningstests en metingen in normoxia voltooien: beoordeling van de lichaamssamenstelling door middel van DEXA (dual energy x-ray absorptiometry) en huidplooimetingen, VO2max-test, bloedafname in rust om hemoglobine- en oestrogeenconcentraties en hematocriet te meten , bepaling van de hemoglobinemassa, herhaalde sprintvaardigheidstest (RSA) en nabij-infraroodspectroscopiemeting (NIRS) voor spieroxygenatie en 30-s Wingate-test. Bloedlactaat wordt in rust gemeten voor en direct na de volgende inspanningstests: RSA en Wingate.

Voorlopig bezoek:

In de week voorafgaand aan de pre-screening worden de deelnemers beoordeeld op geschiktheid door middel van een medische screening en het invullen van vragenlijsten (medische screening en vragenlijsten over fysieke activiteit/levensstijl), na ondertekening van de geïnformeerde toestemming met betrekking tot de pre-screening. Als ze in aanmerking komen en toch willen deelnemen aan het onderzoek, ondertekenen de deelnemers de geïnformeerde toestemming met betrekking tot het onderzoek en maken ze kennis met alle experimentele procedures.

Begeleid trainen:

Deelnemers zullen 7 weken lang een herhaalde sprinttraining fietsen (2x/week), beginnend in de week na de Pre-test en eindigend in de week voor de Post-test. De trainingen vinden plaats in een hypoxische kamer bestaande uit een compressor, gebouwd in het laboratorium. De ingeademde zuurstoffractie (FiO2) wordt ingesteld op 14,6% en 20,9% voor RSH en RSN om een ​​hoogte van respectievelijk 3000 m en 300 m te simuleren. Om proefpersonen blind te maken voor hoogte, draait het compressorsysteem ook voor RSN, maar met een normoxische luchtstroom in de kamer. De temperatuur in de kamer wordt tijdens het trainingsprogramma constant gehouden.

De trainingssessies bestaan ​​uit een warming-up van 10 minuten op 50% van de VO2max van elke deelnemer, gevolgd door 3 sets van 5 x 10 s herhaalde sprints op de fietsergometer. Het aantal sets wordt in week 7 teruggebracht tot twee. Deelnemers krijgen de instructie om tijdens elke sprint te proberen het maximale vermogen te bereiken en te behouden. Een actief herstel op 30% van VO2max is toegestaan ​​gedurende 20 seconden tussen sprints en gedurende 5 minuten tussen sets. De training wordt afgesloten met een cooling-down van 10 minuten op 30% VO2max. Tijdens de sprints wordt een individueel vast koppel van 0,7 Nm/kg gebruikt en in week 7 wordt dit verlaagd naar 0,5 Nm/kg. Tijdens elke trainingssessie wordt het geleverde vermogen en de hartslag geregistreerd. Water zal worden verstrekt aan alle deelnemers om te zorgen voor voldoende hydratatie tijdens de training. Na elke sessie wordt de deelnemers gevraagd om hun mate van waargenomen inspanning (RPE, Borg-schaal, 6-20) en het niveau van pijn in de benen (continue visuele analoge schaal, VAS) te rapporteren. Tussen de twee wekelijkse sessies wordt minimaal één rustdag ingelast voor een optimaal herstel. Deelnemers wordt gevraagd hun gebruikelijke training buiten het laboratorium voort te zetten en een trainingsdagboek bij te houden.

Voor- en natesten:

Elke pre- en posttestsessie bestaat uit twee dagen. Deelnemers wordt gevraagd om gedurende de drie dagen voorafgaand aan elke testsessie een voedingsdagboek in te vullen en hun dieet zoveel mogelijk te reproduceren. Ze zullen ook worden geïnstrueerd om zich te onthouden van alcohol- en cafeïne-inname gedurende de 24 uur vóór elke test, en van zware inspanning gedurende de 48 uur ervoor. Deelnemers wordt geadviseerd om voor de tests een standaardmaaltijd te consumeren. Tijdens de testen wordt aan alle deelnemers ad libitum kraanwater verstrekt.

Tijdens testdag 1 worden lichaamsgewicht en lengte gemeten en wordt de lichaamssamenstelling beoordeeld met behulp van DEXA-scan (dual energy x-ray absorptiometry) en huidplooimetingen. Een bloedmonster zal in rust worden genomen uit de antecubitale ader voor het meten van hemoglobine- en oestrogeenconcentraties en hematocriet. Ook worden de oestrogeenspiegels beoordeeld, om ervoor te zorgen dat vrouwelijke deelnemers niet ovuleren (ondanks de pil) op de testdagen. Deelnemers voeren vervolgens een maximale incrementele inspanningstest uit om de aërobe prestatie (VO2max) te beoordelen. Een uur na de test wordt de hemoglobinemassa bepaald volgens de CO-rebreathing-methode.

Tijdens testdag 2 doen de deelnemers een RSA-test en een Wingate-test. De lactaatconcentratie in het bloed wordt gemeten uit een oorlelmonster van 5 µl in rust vóór elke test en vervolgens onmiddellijk na en 2, 4 en 6 minuten na de inspanningstests, d.w.z. RSA- en Wingate-tests.

Bij alle verrichtingsonderzoeken maken de deelnemers gebruik van de fietsergometer. De stoel- en stuurposities worden voor elke deelnemer aangepast en voor alle tests gereproduceerd. Tijdens de RSA- en Wingate-tests registreren de onderzoekers de hartslag, het maximale en gemiddelde geleverde vermogen en de trapfrequentie. Na elke test wordt deelnemers gevraagd hun RPE en VAS te rapporteren.

Pre- en Post-testen worden in exact dezelfde volgorde uitgevoerd in normoxia in het goed geventileerde laboratorium bij een constante temperatuur van ~ 18 o C.

VO2max-test

Na bloedafname op dag 1 voeren de deelnemers een VO2max-test uit. De startbelasting voor de test wordt vastgesteld op 1,2 W/kg LBM en wordt elke 2 minuten verhoogd met 0,6 W/kg LBM tot uitputting. Zuurstofverbruik en kooldioxideproductie worden tijdens de test gemeten met behulp van een gasuitwisselingsanalysator en het maximale zuurstofverbruik (VO2max) wordt bepaald. Tijdens de test wordt ook de hartslag geregistreerd. Na voltooiing van de test wordt de deelnemers gevraagd hun RPE en VAS te rapporteren.

Herhaalde sprintvaardigheidstest

Tijdens testdag 2 komen de deelnemers aan in het laboratorium en wordt een nulmeting (3 min) van de spieroxygenatie van de rechter vastus lateralis uitgevoerd in een zittende positie met behulp van de NIRS-methode. Daarna voeren de deelnemers een warming-up van 10 minuten uit op 50% van hun VO2max, inclusief twee volledige sprints van 5 seconden tegen een vast koppel van 0,8 Nm/kg. Na de warming-up wordt in rust nog een NIRS-meting uitgevoerd. Deelnemers beginnen dan 20 seconden te trappen met 30% VO2max voordat ze de RSA-test uitvoeren. De test bestaat uit sprints van 10 seconden tegen een vast koppel van 0,8 Nm/kg met een actief herstel van 20 seconden na elke sprint bij 30% VO2max. Deelnemers krijgen de instructie om tijdens elke sprint van de test te proberen het maximale vermogen te bereiken en te behouden. Ze zullen ook sterke verbale aanmoediging krijgen en zullen worden geïnstrueerd om zoveel mogelijk sprints uit te voeren tot vrijwillige uitputting. Er wordt geen indicatie gegeven van het aantal uitgevoerde sprints. Een minimale trapfrequentie van 70 rpm gedurende meer dan 5 s tijdens een sprint zal een criterium zijn om de test te stoppen. Na voltooiing van de test volgt een cooling-down van 10 minuten op 30% VO2max.

NIRS

Veranderingen in spieroxygenatie zullen tijdens de RSA-test worden gemeten met behulp van de NIRS-techniek met behulp van het verschil in absorptiekarakteristieken van licht tussen 760 en 850 nm. De huidplooi wordt gemeten met een schuifmaat om te bevestigen dat de afstand tussen het NIRS-apparaat en de spier niet groter is dan 16 mm. Het apparaat wordt vervolgens met een groot verband op de vastus lateralis van het rechterbeen bevestigd om interferentie door vreemd licht en verlies van doorvallend licht buiten het onderzoeksveld te voorkomen.

Concentraties voor oxyhemoglobine ([O2Hb]), deoxyhemoglobine ([HHb]) en totaal hemoglobine/myoglobine ([tHb]) worden bepaald. Amplitudes tijdens de volgende sprints en de gemiddelde waarde voor alle sprints tijdens de RSA-test (d.w.z. Δ[HHb]av en Δ[tHb]av) worden berekend. Dezelfde analyse zal worden uitgevoerd tijdens de opeenvolgende herstelfasen. Bovendien wordt de Δ[tHb]/kracht berekend als de verhouding tussen Δ[tHb] en het gemiddelde vermogen voor elke sprint als een index van bloedperfusie in verhouding tot de intensiteit van elke sprint.

Meting van de hemoglobinemassa

Voor deze meting worden 7 bloedmonsters van ongeveer 70ul genomen aan de vingertop, 5 voor CO-inhalatie en 2 erna. De CO-rebreathing-methode bestaat uit het inademen van een kleine hoeveelheid CO (1 m/kg lg) vermengd met zuurstof. CO heeft een hoge affiniteit voor hemoglobine en bindt zich bij voorkeur aan het laatste. Om de totale hemoglobinemassa te meten, wordt de fractie van CO gebonden aan hemoglobine (ABL90 Flex, Radiometer) geëvalueerd voor en na de inademing van het gemengde gas (zuurstof + CO) evenals de CO-concentratie in de uitgeademde lucht (CO-meter , Dräger).

30 s Wingate-test

Een uur na de RSA-test voeren de deelnemers een warming-up van 10 minuten uit op de fietsergometer met 30% van hun VO2max, inclusief twee sprints van 5 seconden met een testbelasting. Daarna voltooien ze een maximale fietsoefening van 30 seconden met een weerstand ingesteld op 7,5% van het lichaamsgewicht van de deelnemer (0,075 kg/kg lichaamsgewicht). De deelnemers zullen worden gevraagd om tijdens de test het hoogst mogelijke vermogen te genereren en zullen sterke verbale aanmoediging krijgen. Er volgt een cooling-down van 10 minuten.

De onderzoekers zullen de mannelijke en vrouwelijke deelnemers zo goed mogelijk matchen voor sprintprestaties die zijn vastgelegd tijdens de RSA-test of Pre-testing. Het gemiddelde vermogen van de beste twee sprints wordt berekend in watt en vervolgens uitgedrukt in joules per kilogram vetvrije massa (LBM). Bovendien zullen de onderzoekers deelnemers matchen voor VO2max ten opzichte van LBM, geregistreerd tijdens de incrementele test van Pre-testen.