Różne programy treningowe (aerobowe, oporowe lub mieszane) wpływają na reakcje fizjologiczne (TRAINING2014) (TRAINING2014)

Badanie sprzężenia sercowo-naczyniowego i krążeniowo-oddechowego (CVRC) jest gorącym tematem w literaturze medycznej, skupiającym się na rozpoznaniu synergii występujących w zdrowej fizjologii [7, 8]. Zbadano kilka skutków, takich jak starzenie się [9], choroby [8] lub interwencje stanu psychicznego [10] na sprzężenie krążeniowo-oddechowe, jednak pomimo potencjalnego zainteresowania nie ma badań dotyczących wpływu programów treningowych i odtrenowania.

Dwa główne typy programów treningowych (aerobowy – AT i oporowy – RT) były szeroko badane pod kątem ich ważnych i różnych efektów fizjologicznych [11]. Jego połączenie (AT+RT) zostało ostatnio zalecane w celach zdrowotnych dla rozległych typów populacji [12-14].

Fizjologiczne efekty programów treningu aerobowego tradycyjnie oceniano na podstawie rezerwy krążeniowo-oddechowej i wykrywania maksymalnych lub progowych zmiennych podsystemu [1]. Jako złożony system adaptacyjny (CAS), organizm ludzki działa jako niepodzielna i zintegrowana całość, której nie można sprowadzić do sumy funkcji jego podsystemów [2]. W tym CAS podsystemy sercowo-naczyniowy i krążeniowo-oddechowy są współzależne i oddziałują w sposób dynamiczny i nieliniowy, tj. nieproporcjonalny, do czego należy podejść za pomocą modeli nieliniowych [3], badania szeregów czasowych i metodologii systemów złożonych (CS) [4 ]. Ponieważ CAS wchodzą w każdą nową sytuację z istniejącym zestawem możliwości [5] i stale wymieniają informacje ze swoim otoczeniem, ich zachowanie jest wyjątkowe i nieoczekiwane w krótkim okresie (tygodnie, miesiące) [6], zwykły czas trwania wspólnych programów szkoleniowych .

W celu zbadania sprzężeń i koordynacji między wieloma zmiennymi w CAS, podejścia CS proponują wykrywanie tzw. parametrów porządku, zmiennych zbiorczych lub koordynacyjnych, ponieważ wychwytują one porządek lub koordynację systemu [3, 15]. Analiza składowych głównych (PC) jest powszechną techniką statystyczną stosowaną do rozpoznawania takich zmiennych koordynacyjnych w rozległej dziedzinie badań biologicznych, takich jak: kontrola motoryczna [16], dynamika mózgu [17], replikacja DNA [18] czy białko składane [19]. Analiza PC zmniejsza wymiar danych wysoce sprzężonych systemów, wydobywając najmniejszą liczbę komponentów, które odpowiadają za większość zmienności w oryginalnych danych wielowymiarowych i podsumowuje je z niewielką utratą informacji. Komputery PC są wyodrębniane w porządku malejącym pod względem ważności, tak aby pierwszy komputer odpowiadał za jak najwięcej zmienności, a każdy kolejny składnik nieco mniej [20]. Liczba komputerów PC odzwierciedla wymiarowość systemu, będąc zmniejszeniem liczby komputerów PC wskazującym na główne sprzężenie (mniejsze wymiary) i odwrotnie. Liczba komputerów osobistych zmienia się, gdy system podlega nieliniowej zmianie, tj. Rekonfiguracji jakościowej lub koordynacyjnej. Technika PC zastosowana do zmiennych kinematycznych była z powodzeniem stosowana do badania wpływu procesów uczenia się motorycznego [16], ale nie została jeszcze zastosowana do badania wpływu treningu na zmienne fizjologiczne.

Celem tego badania było zbadanie zmian wymiarowych CVCRC przed i po okresie 6 tygodni różnych modalności treningowych (AT, RT i AT+RT) oraz 3 tygodni po roztrenowaniu u zdrowych młodych mężczyzn.

Materiał i metody Uczestnicy. W celu określenia wielkości próby przeprowadzono analizę mocy. Używając wielkości efektu d = 0,80, alfa < 0,05, moc (1 - beta) = 0,95, z trzema powtarzającymi się oknami oszacowaliśmy wielkość próby = 32 [21]. Trzydziestu dwóch zdrowych, aktywnych fizycznie mężczyzn, studentów wychowania fizycznego (wiek 21,2 ± 2,4 lat, wzrost 177,1 ± 0,66 cm, średnia masa ciała 71,0 ± 5,1 kg i średni wskaźnik masy ciała 22,6 ± 1,7 kg·m-2) bez specjalizacji sportowej, ale uprawiających szeroki zakres zajęć aerobowych co najmniej trzy razy w tygodniu, zgłosiło się na ochotnika do udziału w tym badaniu. Po testach wyjściowych podzielono ich na cztery randomizowane grupy na 6 tygodni treningu: aerobową (AT), oporową (RT), aerobową+oporową (AT+RT) i kontrolną (C).

Procedura. Uczestnicy wypełnili standardowy kwestionariusz medyczny potwierdzający ich stan zdrowia i podpisali formularz świadomej zgody. Wszystkie procedury eksperymentalne zostały zatwierdzone przez lokalną komisję bioetyczną i zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi etycznymi określonymi w Deklaracji Helsińskiej. Po wyjściowych testach krążeniowo-oddechowych oraz testach maksymalnej siły i mocy (patrz poniżej) 3 razy w tygodniu realizowali przypisany im specjalny program treningowy:

1. Grupa AT (n = 8): pedałowali 60 min przy 60% swojego indywidualnego maksymalnego obciążenia (60% Wmax). Obciążenie to zwiększano o 5% tygodniowo, chyba że uczestnik nie był w stanie utrzymać tempa przez całą sesję. Tętno było monitorowane podczas wszystkich sesji.
2. Grupa RT (n = 8): wykonali dwukrotnie 30-minutowy obwód siłowy[14]. Czterdzieści procent 1RM na górną część ciała (tj. uginanie ramion [ścięgna podkolanowe] i podnoszenie łydek) były używane jako ciężarki startowe. Pozwolili uczestnikom maksymalnie 12 powtórzeń, które obejmowały powolny kontrolowany ruch (2 s w górę i 4 s w dół). Odpoczynek między ćwiczeniami wynosił 2 min. Obciążenia były dostosowywane co tydzień, przy czym opór był zwiększany w razie potrzeby (zwykle od 5 do 10%), jeśli uczestnik był w stanie wygodnie podnieść ciężar (tj. więcej niż 12 powtórzeń).
3. Grupa AT+RT (n = 8): pedałowali z 60% Wmax przez 30 min i raz wykonali obwód siłowy (jak grupa R).
4. Grupa C (n = 8): kontynuowali swoje zwykłe zajęcia, bez żadnego specjalnego szkolenia.

Testy krążeniowo-oddechowe. Test przyrostowej jazdy na rowerze (Excalibur, Lode, Groningen, Holandia) rozpoczął się od 0 W, a obciążenie wzrastało o 20 W/min, aż wyczerpani uczestnicy nie byli w stanie utrzymać przepisanej częstotliwości 70 obr./min przez więcej niż 5 kolejnych sekund. Wszystkie testy przeprowadzono w dobrze wentylowanym laboratorium; temperatura w pomieszczeniu wynosiła 23ºC, a wilgotność względna 48%, przy wahaniach temperatury nie większych niż 1ºC i 10% wilgotności względnej. Podczas testu osoby badane oddychały przez zastawkę (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA), a wymianę gazów oddechowych określano za pomocą zautomatyzowanego systemu obiegu otwartego (Metasys, Brainware, La Valette, Francja). Oddech po oddechu rejestrowano zawartość tlenu i CO2 oraz natężenie przepływu powietrza. Przed każdą próbą system był kalibrowany za pomocą mieszaniny O2 i CO2 o znanym składzie (15% O2, 5% CO2, zrównoważony N2) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Hiszpania) oraz powietrzem otoczenia. Informacje hemodynamiczne uczestników określono za pomocą nieinwazyjnej technologii mankietów na palce (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Holandia). Urządzenie Nexfin zapewnia ciągłe monitorowanie ciśnienia krwi (BP) na podstawie wynikowej fali ciśnienia tętna oraz oblicza: skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi (SBP i DBP). Uczestnicy zostali połączeni poprzez owinięcie nadmuchiwanego mankietu wokół środkowego paliczka palca. Pulsująca tętnica palca jest „ustalana” do stałej objętości poprzez zastosowanie równoważnej zmiany ciśnienia w stosunku do ciśnienia krwi, co skutkuje kształtem fali ciśnienia (metoda objętości zaciskowej). Elektrokardiogram (EKG) był stale monitorowany (DMS Systems, bezprzewodowy nadajnik i odbiornik EKG DMS-BTT Bluetooth, oprogramowanie DMS wersja 4.0, Pekin, Chiny). Testy przeprowadzono co najmniej 3 godziny po lekkim posiłku, a uczestników poinstruowano, aby nie wykonywali żadnej energicznej aktywności fizycznej przez 72 godziny przed badaniem. Uczestnicy powtórzyli ten test po 6 tygodniach treningu i po 3 tygodniach roztrenowania.

Testy maksymalnej wytrzymałości i mocy. U każdego uczestnika zmierzono maksymalną siłę i maksymalną moc odpowiednio kończyn górnych i dolnych (Musclelab Power System, Porsgruun, Norwegia). Obliczono szacunkowe 1 RM-wyciskanie klatki piersiowej i 1RM-przysiad na podstawie submaksymalnych obciążeń. W ćwiczeniu wyciskania na klatkę piersiową obciążenie rozpoczęło się od 25 kg i kontynuowano z 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg itd., aw ćwiczeniu przysiadu zaczynano od 45 kg i kontynuowano z 65 kg, 85 kg, 105 kg itd., aż nie byli w stanie wykonać 1 powtórzenia. Na podstawie tych wyników zarejestrowano maksymalny 1RM i sporządzono wykres zależności siła/prędkość w celu wyznaczenia maksymalnej mocy.

Wszystkie testy wysiłkowe przeprowadzono co najmniej 3 godziny po lekkim posiłku, a uczestników poinstruowano, aby nie wykonywali żadnej energicznej aktywności fizycznej przez 72 godziny przed testem. Uczestnicy powtórzyli te testy po 6 tygodniach treningu i po 3 tygodniach roztrenowania.

Analiza danych Podczas testów zarejestrowano następujące maksymalne wartości parametrów wydolnościowych i krążeniowo-oddechowych: maksymalne obciążenie cykliczne (Wmax), maksymalny pobór tlenu (VO2 max), maksymalna wentylacja wydechowa na minutę (VE max), tętno maksymalne (HR max), maksymalny 1RM-przysiad i maksymalny 1RM-klatka. Średnie grupowe w różnych warunkach porównano za pomocą nieparametrycznego Friedmana.

Analiza PC szeregów czasowych następujących wybranych zmiennych krążeniowo-oddechowych: wydychana frakcja O2 (FeO2), wydychana frakcja CO2 (FeCO2), wentylacja (VE), skurczowe ciśnienie krwi (SBP), rozkurczowe ciśnienie krwi (DBP) i serce (HR) przeprowadzono w celu uzyskania informacji o CVCRC u każdego uczestnika. Medianę współczynnika zgodności PC1 uzyskano w każdej grupie i stanie (przed, po treningu i roztrenowaniu). Hipoteza zerowa o stałej medianie kongruencji PC w grupie kontrolnej i grupach treningowych została przetestowana za pomocą nieparametrycznego Kruskala-Wallisa. Przeprowadzono również analizę testu par Manna Whitneya w celu oceny statystycznie istotnych różnic między każdą parą różnych warunków. Wielkości efektów (d Cohena) zostały obliczone w celu wykazania wielkości różnic standaryzowanych median, gdzie efekty osiągnęły p < 0,05 poziom.