Ulike trening (aerobic, motstand eller blandet) fysiske programmer som påvirker fysiologiske responser (TRENING2014) (TRAINING2014)

Studiet av kardiovaskulær og kardiorespiratorisk kobling (CVRC) er et hett tema i medisinsk litteratur fokusert på å gjenkjenne synergiene som er tilstede i sunn fysiologi [7, 8]. Flere effekter som aldring [9], sykdommer [8] eller mentale tilstandsintervensjoner [10] på kardiorespiratorisk kobling har blitt undersøkt, men selv om den potensielle interessen er, er det ingen studier på effekten av treningsprogrammer og avtrening.

To hovedtyper treningsprogrammer (aerobic-AT og motstand-RT) har blitt mye undersøkt av deres viktige og forskjellige fysiologiske effekter [11]. Kombinasjonen (AT+RT) har nylig blitt anbefalt med helseformål for omfattende befolkningstyper [12-14].

De fysiologiske effektene av aerobe treningsprogrammer har tradisjonelt blitt evaluert gjennom kardiorespiratorisk reserve og påvisning av maksimale eller terskelsubsystemvariabler [1]. Som et komplekst adaptivt system (CAS) fungerer den menneskelige organismen som en udelelig og integrert helhet som ikke kan reduseres til summen av undersystemets funksjoner [2]. I dette CAS er de kardiovaskulære og kardiorespiratoriske subsystemene avhengige av hverandre og samhandler på en dynamisk og ikke-lineær måte, dvs. ikke-proporsjonal, som må tilnærmes gjennom ikke-lineære modeller [3], studiet av tidsserier og komplekse systemer (CS) metodologier [4 ]. Når CAS går inn i hver ny situasjon med et eksisterende sett med evner [5] og utveksler kontinuerlig informasjon med omgivelsene deres, er hennes/hans oppførsel unik og uventet på kort sikt (uker, måneder) [6], den vanlige varigheten av vanlige treningsprogrammer .

For å studere koblingene og koordineringen mellom flere variabler i CAS, foreslår CS-tilnærminger deteksjon av de såkalte ordensparametrene, kollektive eller koordinative variabler, fordi de fanger opp rekkefølgen eller koordineringen av systemet [3, 15]. Hovedkomponentanalysen (PC) er en vanlig statistisk teknikk som har blitt brukt til å gjenkjenne slike koordinative variabler i et stort område av biologiske forskningsfelt som: motorisk kontroll [16], hjernedynamikk [17], DNA-replikasjon [18] eller protein bretting [19]. PC-analysen reduserer datadimensjonen til høyt koblede systemer som trekker ut det minste antallet komponenter som står for mesteparten av variasjonen i de originale multivariate dataene og oppsummerer dem med lite tap av informasjon. PC-er trekkes ut i avtagende betydningsrekkefølge slik at den første PC-en står for så mye av variasjonen som mulig og hver påfølgende komponent står for litt mindre [20]. Antall PC-er gjenspeiler dimensjonaliteten til systemet, og er en reduksjon av antall PC-er som indikerer en hovedkobling (mindre dimensjoner) og omvendt. Antall PC-er endres når systemet får en ikke-lineær endring, dvs. en kvalitativ eller koordinativ rekonfigurering. PC-teknikken brukt på kinematiske variabler har blitt brukt med hell for å studere effekten av motoriske læringsprosesser [16], men har ennå ikke blitt brukt for å studere treningseffekter på fysiologiske variabler.

Målet med denne forskningen var å undersøke dimensjonsendringene til CVCRC før og etter en periode på 6 uker med ulike treningsmodaliteter (AT, RT og AT+RT) og 3 uker etter avtrening hos friske unge menn.

Materiale og metoder Deltakere. For å bestemme prøvestørrelsen ble det utført en effektanalyse. Ved å bruke en effektstørrelse på d = 0,80, alfa < 0,05, effekt (1 - beta) = 0,95, med tre gjentatte vinduer estimerte vi en prøvestørrelse = 32 [21]. 32 friske fysisk aktive menn, kroppsøvingsstudenter (alder 21,2 ± 2,4 år, høyde 177,1 ± 0,66 cm, gjennomsnittlig kroppsmasse 71,0 ± 5,1 kg og gjennomsnittlig kroppsmasseindeks 22,6 ± 1,7 kg·m-2) uten idrettsspesialisering, men engasjert i et bredt spekter av aerobe aktiviteter minst tre ganger i uken meldte seg frivillig til å delta i denne studien. Etter baseline-testene ble de fordelt i fire randomiserte grupper for de 6 ukene med trening: aerobic (AT), motstand (RT), aerobic+resistens (AT+RT) og kontroll (C).

Fremgangsmåte. Deltakerne fylte ut et standard medisinsk spørreskjema for å bekrefte sin sunne status og signerte et informert samtykkeskjema. Alle eksperimentelle prosedyrer ble godkjent av den lokale bio-etiske komiteen og ble utført i samsvar med de etiske retningslinjene fastsatt i Helsinki-erklæringen. Etter baseline kardiorespiratoriske tester og maksimal styrke- og krafttester (se nedenfor) fulgte de 3 ganger i uken det tildelte spesifikke treningsprogrammet:

1. AT-gruppe (n = 8): de tråkket 60 minutter ved 60 % av deres individuelle maksimale arbeidsbelastning (60 % Wmax). Denne arbeidsmengden ble økt med 5 % ukentlig med mindre deltakeren ikke klarte å holde tempoet gjennom hele økten. Hjertefrekvensen ble overvåket under alle øktene.
2. RT-gruppe (n = 8): de utførte to ganger en 30 min styrkekrets[14]. Førti prosent av 1RM for overkroppen (dvs. knebøy, brystpress, skulderpress, tricepsextension, biceps curl, nedtrekk [øvre rygg]), og 60 % for underkroppen (quadricepsextension, benpress, ben krøller [hamstrings] og leggheving) ble brukt som startvekter. De tillot deltakerne maksimalt 12 repetisjoner som inkluderte en langsom kontrollert bevegelse (2s opp og 4s ned). Hviletiden mellom øvelsene var 2 min. Arbeidsbelastningen ble justert ukentlig, og motstanden ble økt etter behov (vanligvis 5 til 10 %) hvis deltakeren var i stand til å løfte vekten komfortabelt (dvs. mer enn 12 repetisjoner).
3. AT+RT-gruppe (n = 8): de tråkket ved 60 % Wmax i løpet av 30 minutter og utførte en gang styrkekretsen (som R-gruppe).
4. C-gruppe (n = 8): fortsatte med sine vanlige aktiviteter, uten noen spesiell trening.

Kardiorespiratorisk testing. Den inkrementelle sykkeltesten (Excalibur, Lode, Groningen, Nederland) startet ved 0W og arbeidsbelastningen økte med 20W/min inntil utmattelsesdeltakere ikke kunne holde den foreskrevne sykkelfrekvensen på 70rpm i mer enn 5 sekunder på rad. Alle testene ble utført i et godt ventilert laboratorium; romtemperaturen var 23ºC og den relative luftfuktigheten 48 %, med variasjoner på ikke mer enn 1ºC i temperatur og 10 % i relativ fuktighet. Under testen pustet forsøkspersonene gjennom en ventil (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA) og respiratorisk gassutveksling ble bestemt ved bruk av et automatisert åpent kretssystem (Metasys, Brainware, La Valette, Frankrike). Oksygen- og CO2-innhold og luftstrømhastighet ble registrert pust for pust. Før hvert forsøk ble systemet kalibrert med en blanding av O2 og CO2 med kjent sammensetning (O2 15 %, CO2 5 %, N2 balansert) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Spania) og med omgivelsesluft. Hemodynamisk informasjon om deltakerne ble bestemt med ikke-invasiv fingermansjettteknologi (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Nederland). Nexfin-enheten gir kontinuerlig blodtrykksovervåking (BP) fra den resulterende pulstrykkbølgeformen, og beregner: systolisk og diastolisk blodtrykk (SBP og DBP). Deltakerne ble koblet sammen ved å vikle en oppblåsbar mansjett rundt den midterste falanxen på fingeren. Fingerarterien som pulserer er 'fiksert' til et konstant volum ved påføring av en ekvivalent endring i trykk mot blodtrykket som resulterer i en bølgeform av trykket (klemmevolummetoden). Elektrokardiogram (EKG) ble kontinuerlig overvåket (DMS Systems, DMS-BTT trådløs Bluetooth EKG-sender og mottaker, programvare DMS versjon 4.0, Beijing, Kina). Testene ble utført minst 3 timer etter et lett måltid og deltakerne ble bedt om å ikke utføre noen kraftig fysisk aktivitet i 72 timer før testing. Deltakerne gjentok denne testen etter 6 ukers trening og etter 3 ukers avtrening.

Maksimal styrke og krafttesting. Maksimal styrke og maksimal kraft av henholdsvis øvre og nedre lemmer ble målt (Musclelab Power System, Porsgruun, Norge) hos hver deltaker. Estimert 1 RM-brystpress og 1RM-squat basert på submaksimale belastninger ble beregnet. I brystpressøvelsen startet belastningen med 25 kg, og fortsatte med 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg osv. og i knebøy startet de med 45 kg og fortsatte med 65 kg, 85 kg, 105 kg osv. til de ikke kunne utføre 1 repetisjon. Basert på disse resultatene ble maksimal 1RM registrert og kraft/hastighet-forholdsgrafen ble plottet for å bestemme maksimal effekt.

Alle treningstester ble utført minst 3 timer etter et lett måltid, og deltakerne ble bedt om å ikke utføre noen kraftig fysisk aktivitet i 72 timer før testing. Deltakerne gjentok disse testene etter 6 ukers trening og etter 3 ukers avtrening.

Dataanalyse Følgende maksimalverdier for ytelse og kardiorespiratoriske variabler ble registrert under testene: maksimal syklingsbelastning (Wmax), maksimalt oksygenopptak (VO2 max), maksimal ekspirasjonsventilasjon per minutt (VE max), maksimal hjertefrekvens (HR max), maksimal 1RM-knebøy og maksimal 1RM-bryst. Gruppemiddelverdiene i de forskjellige forholdene ble sammenlignet med den ikke-parametriske Friedman.

En PC-analyse av tidsserien for følgende utvalgte kardiorespiratoriske variabler: utløpt brøkdel av O2 (FeO2), utløpt brøkdel av CO2 (FeCO2), ventilasjon (VE), systolisk blodtrykk (SBP), diastolisk blodtrykk (DBP) og hjerte rate (HR) ble utført for å få informasjon om CVCRC hos hver deltaker. Medianen av PC1-kongruenskoeffisient ble oppnådd i hver gruppe og tilstand (før, etter trening og avtrening). Nullhypotesen om en konstant PC-kongruensmedian over kontrollgruppen og treningsgruppene ble testet gjennom ikke-parametrisk Kruskal-Wallis. Mann Whitney U matchede par testanalyse ble også utført for å vurdere statistisk signifikante forskjeller mellom hvert par forskjellige tilstander. Effektstørrelser (Cohens d) ble beregnet for å demonstrere størrelsen på standardiserte medianforskjeller der effektene nådde p < 0,05 nivå.