Gecombineerde tDCS en pneumatische compressie voor herstel na een 10 km hardloopwedstrijd

Het doel van deze studie is om de effecten te onderzoeken van gecombineerde transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) en pneumatische compressie (PC) op herstel bij master mannelijke hardlopers na een 10-kilometerloop. De studie heeft ook tot doel te onderzoeken of deze interventies de hersteltijd kunnen verkorten en prestatievermindering na langdurige en intensieve inspanning kunnen voorkomen.

Deze studie wordt uitgevoerd als een gerandomiseerde, gecontroleerde, cross-over trial met een gemengd experimenteel ontwerp. Elke deelnemer ondergaat vier verschillende herstelprotocollen in willekeurige volgorde, met een interval van één week tussen de sessies. Randomisatie wordt uitgevoerd met behulp van Research Randomizer, waarbij deelnemers worden toegewezen aan één van vier sequenties (bijv. B-A-D-C). Deelnemers worden alleen geïdentificeerd door numerieke codes om blindering te waarborgen en vertrouwelijkheid te handhaven. Elke deelnemer ervaart alle protocollen, wat binnen-subject vergelijkingen mogelijk maakt en order-gerelateerde bias minimaliseert.

De vier herstelprotocollen zijn:

(A) tDCS-groep: alleen transcraniële gelijkstroomstimulatie (B) PC-groep: alleen pneumatische compressie (PC) (C) tDCS + PC-groep: gelijktijdige toepassing van zowel tDCS als PC (D) Controlegroep: passieve rust zonder interventie

De tDCS- en PC-interventies vertegenwoordigen de onafhankelijke variabelen, terwijl afhankelijke variabelen de Well-being Questionnaire (WBQ), Total Quality Recovery (TQR), hartslagvariabiliteit (HRV), Stroop Test prestatie, verticale spronghoogte en maximale vrijwillige isometrische contractie (MVIC) met elektromyografie (EMG) opnames omvatten.

Deelnemers zullen 35 mannelijke langeafstand master hardlopers zijn van 40-55 jaar oud, woonachtig in Bursa, Turkije, met minimaal vijf jaar consistente training. Deelnemers trainen vijf dagen per week gedurende ongeveer 90 minuten per dag en moeten voldoen aan aerobe fitheidscriteria vastgesteld door het American College of Sports Medicine, inclusief het voltooien van een officiële 10-kilometerrace onder de 50 minuten in de afgelopen zes maanden en het handhaven van een wekelijkse hardloopvolume van 60-80 kilometer. Vrijwilligers worden geworven uit de lokale langeafstand hardloopgemeenschap die bekend is bij de hoofdonderzoeker, Hilal Oruç Kaya.

Deelnemers worden uitgesloten als ze regelmatige medicatie hebben gebruikt in de afgelopen zes maanden; stimulerende middelen, cafeïne of alcohol hebben geconsumeerd binnen 24 uur voorafgaand aan de testen; roken; musculoskeletale blessures hebben gehad in de afgelopen zes maanden; momenteel fysiotherapie ondergaan; of neurologische aandoeningen hebben zoals epilepsie of een voorgeschiedenis van aanvallen, of hart-, hersen- of andere elektronische implantaten bezitten. Aanvullende uitsluitingscriteria zijn open wonden of dermatologische aandoeningen op het hoofd, circulatiestoornissen zoals diepveneuze trombose, perifeer arterieel vaatlijden, ernstige spataderen, of eerdere blootstelling aan tDCS- of PC-interventies. Deelnemers kunnen vrijwillig terugtrekken, sessies niet bijwonen, of worden verwijderd als cardiovasculaire, neurologische of orthopedische complicaties optreden tijdens inspanning of interventies, of als ze overmatig ongemak of bijwerkingen ervaren van de tDCS- of PC-procedures. Schriftelijke geïnformeerde toestemming wordt verkregen nadat deelnemers zijn geïnformeerd over het doel, de procedures, potentiële risico's en voordelen van de studie.

De steekproefgrootte is berekend met behulp van G*Power versie 3.1.9.7 voor herhaalde metingen variantieanalyse met binnen-tussen interactie, uitgaande van een effectgrootte van f = 0.30, een alfaniveau van 0.05 en een statistische power van 0.80, resulterend in een vereiste steekproefgrootte van 28 deelnemers. Om rekening te houden met potentiële uitvallers, worden in totaal 35 deelnemers geworven.

Screening en Kennismakingssessie

Deelnemers ondergaan antropometrische metingen (lichaamsmassa, lichaamsvetpercentage en lengte) met behulp van een Tanita BC 418 MA lichaamssamenstelling analyzer en een Seca stadiometer. Lichamelijke fitheid wordt geëvalueerd met een 12-minuten Cooper Test uitgevoerd op een 400-meter buitenbaan onder gecontroleerde omgevingsomstandigheden (temperatuur 20-24°C, relatieve vochtigheid 50-70%, windsnelheid ≤10 km/u). Een gestandaardiseerde 20-minuten warming-up, inclusief joggen, versnellingen, sprongen en stretchoefeningen, gaat vooraf aan de test. Afstanden worden geregistreerd met een Polar V3 global positioning system (GPS) horloge.

Deelnemers voltooien ook een kennismakingssessie met het 10-kilometer hardloopparcours, tDCS- en PC-apparaten, de Stroop Test, MVIC-procedures en verticale sprongbeoordelingen om begrip van alle studieprocedures te waarborgen.

Experimentele Sessies

Pre-loop Metingen (T1): Deelnemers voltooien de Well-being Questionnaire (WBQ) en Total Quality Recovery (TQR) schalen. Hartslag (HR) en hartslagvariabiliteit (HRV) worden gedurende 10 minuten geregistreerd met een Polar V3 GPS horloge en een H10 hartslagmonitor. Cognitieve prestatie wordt beoordeeld met de Stroop Test, verticale spronghoogte wordt gemeten, en MVIC van de quadriceps-spieren wordt geregistreerd met elektromyografie (EMG).

10-Kilometer Loop: Deelnemers voltooien een 10-kilometer loop op 75% inspanningsintensiteit berekend met de Karvonen formule. Inspanningsintensiteit wordt gemonitord met GPS- en HR-gegevens. Waargenomen inspanning wordt beoordeeld met de Borg 20-punts Rating of Perceived Exertion schaal op het 5-kilometerpunt en direct na voltooiing van de loop.

Post-loop Metingen (T2): Alle metingen verkregen bij T1 worden direct na de 10-kilometer loop herhaald.

Interventies

Deelnemers worden willekeurig toegewezen aan één van de vier herstelprotocollen:

tDCS: 20 minuten van 2 mA stimulatie toegepast op de F3 en F4 regio's van de dorsolaterale prefrontale cortex in een half liggende positie met het Brain Premier apparaat

PC: 20 minuten van sequentiële pneumatische compressie toegepast op de onderste ledematen met het Normatec pneumatisch compressiesysteem, met compressiedruk instelbaar tussen 20 en 100 mmHg, volgens gestandaardiseerde druk- en timingprotocollen

tDCS + PC: gelijktijdige toepassing van beide interventies gedurende 20 minuten

Controle: passieve rust in een half liggende positie gedurende 20 minuten

Deelnemers in de tDCS-condities rapporteren sensaties en waargenomen intensiteit van stimulatie (bijv. jeuk, branderigheid, ongemak) met behulp van een gestructureerde vragenlijst.

Post-interventie Metingen (T3): Alle metingen verkregen bij T1 worden direct na de interventie herhaald.

Uitkomstmaten

Subjectieve herstelmaten: Well-being Questionnaire (WBQ) en Total Quality Recovery (TQR)

Autonome maten: hartslagvariabiliteit (HRV) en GPS-afgeleide gegevens

Cognitieve prestatie beoordeeld met de Stroop Test

Verticale spronghoogte beoordeeld met de My Jump applicatie

MVIC van de quadriceps-spieren geregistreerd met elektromyografie (EMG) volgens de Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) richtlijnen

Statistische Analyse

Gegevens worden geanalyseerd met IBM SPSS Statistics versie 29. Normaliteit wordt beoordeeld met de Shapiro-Wilk test, homogeniteit van varianties met Levene's test, en sfericiteit met Mauchly's test. Een tweeweg herhaalde metingen variantieanalyse (4 Tijd × 4 Conditie) wordt gebruikt om interactie-effecten te evalueren, met Bonferroni-gecorrigeerde post hoc vergelijkingen toegepast waar nodig. Effectgroottes worden gerapporteerd met behulp van partiële eta-kwadraat (ηp²), waarbij waarden van >0.01 als klein worden beschouwd, >0.06 als medium en >0.14 als groot. Statistische significantie wordt vastgesteld op p < 0.05.