Wpływ treningu w niedotlenienie normobarycznym na markery serca (HYPO-CARDIAC)

Celem tego badania interwencyjnego jest określenie zmian stężenia biomarkerów serca we krwi w odpowiedzi na wysiłek wykonywany do czasu wyczerpania wolicjonalnego: (1) po pojedynczej ekspozycji na normoksyjne i normobaryczne warunki niedotlenienia o różnym poziomie bodźca niedotlenicznego, u wyszkolonych i nieznanych mężczyzn; (2) po 3 tygodniach treningu wytrzymałościowego w niedotlenienie normobarycznej u rowerzystów (ekscentryczny przerost); (3) Po 3 tygodniach treningu oporowego w niedotlenienie normobarycznej u sportowców siły (koncentryczna przerost).

Projekt badawczy obejmuje ocenę stanu fizjologicznego mięśnia sercowego po ostrej i przewlekłej ekspozycji na niedotlenienie normobaryczne u sportowców z ekscentryczną i koncentryczną przerostem serca poprzez pomiar biomarkerów sercowych w surowicy krwi: troponiny sercowe I i T (CTNI i CTNT), mioglobinę (myo) i kinosetarne-Mytarase-My-Mytaponins i T (CTNI i CTNT), mioglobin (CK-MB), peptyd natriuretyczny typu B (NT-Probnp), N-końcowy pro-hormon BNP (H-FABP) i albumina modyfikowana przez niedokrwienie (IMA). Ponadto zaobserwowane będą poziomy następujących markerów: czynnik 1 indukowany przez niedotlenienie (HIF-1α), naczyniowy czynnik wzrostu śródbłonka A (VEGF-A), azotyny i azotany (bez produktów rozkładu).

Badanie składa się z trzech etapów. Etap 1 (został ukończony). Wszyscy uczestnicy przeprowadzili dwa kolejne testy ERgocycle (oceniany test wysiłkowy GXT i test wysiłkowy CXT z 10 minutami aktywnej przerwy odzyskiwania w różnych środowiskach (S1-Normoxia, S2-2000 M. A.S.L., S3- 3000 M. A.S.L.). Ułamek inspirowanego tlenu (FIO2) jest następujący: S1 (normoksya) = 20,9%; S2 (2000 m a.s.l.) = 16,5%; S3 (3000 m a.s.l.) = 14,4%. Środowisko niedotlenienia zostało utrzymane przy użyciu technologii klimatu Air Zzone (AIRSPORT).

W etapie 2 badań zbadane zostaną zmiany we krwi biomarkerów serca u 36 męskich rowerzystów w odpowiedzi na 3 tygodnie treningu wytrzymałościowego w niedotlenienie (3000 m). Uczestnicy będą losowo przydzielani do trzech grup: (1) LHTL „Live High, Train Low”; (2) IHT „Przerywany trening niedotleniony”; (3) Grupa kontrolna (c) - trening normoksyczny.

Eksperyment będzie składał się z dwóch serii testów: S1 (testy wyjściowe) i S2 (testy po trzech tygodniach treningu i po 3 dniach odpoczynku).

Wszyscy sportowcy zostaną przeszkoleni w profesjonalnym ośrodku treningowym, zapewniając wystarczającą hipoksyczne pokoje hotelowe i komory treningowe. Uczestnicy otrzymają znormalizowane posiłki i przekąski. Obciążenie treningowe zostanie zarejestrowane za pomocą mierników mocy (wektor, Garmin), a uzyskane dane zostaną przeanalizowane za pomocą oprogramowania WKO5 (szkolenia). Wszyscy sportowcy będą postępować zgodnie z tym samym schematem treningowym przez trzy tygodnie (trzy podstawowe mikrocykle i trzy dni powrotu do zdrowia). Intensywność ćwiczeń zostanie indywidualnie dostosowywana zgodnie z obciążeniem progowym mleczanowym (WRLT) każdego sportowca. W każdym mikrocykcie treningowym wszyscy uczestnicy wykonają trzy interwałowe sesje treningowe w warunkach laboratoryjnych (komora niedotlenienie). Każda sesja treningowa interwałowa rozpocznie się od 15-minutowego rozgrzewki, a następnie 50-60 minut głównego ćwiczenia i 10-minutowego odnowienia. Rozgrzewanie zostanie wykonane z intensywnością 60-80% WRLT/WRLTHYP. W głównej części uczestnicy będą wykonywać 4-5 odstępów, trwając 4-5 minut z obciążeniem 110% WRLT/WRLTHYP. Okres odzyskiwania między przedziałami potrwa 6-8 minut z obciążeniem 70% WRLT/WRLTHYP. Faza odnowienia będzie składać się z 10 minut ciągłego ćwiczeń z obciążeniem 60% WRLT/WRLTHYP.

W stadium 3 poziomy biomarkerów serca u 28 mężczyzn sportowców siłowych w odpowiedzi na 3 tygodnie treningu oporowego w niedotlenienie (3000 m) zostaną zbadane. Uczestnicy będą losowo losowo w dwóch równych grupach: trening oporności niedotlenienia (HRT) i normoksyczny trening oporności (NRT). Uczestnicy grupy HRT przeprowadzą trening oporowy w niedotlesieniu normobarycznym (FIO2 = 14,4%, 3000 m.p.ms.l.), podczas gdy uczestnicy grupy NRT wykonają ten sam trening, ale w normoksji. Eksperyment na etapie 3 będzie składał się z dwóch serii testów (S1 i S2), przeprowadzonych w laboratorium. Każda seria badań będzie składać się z trzech dni pomiarowych. Pierwszego dnia wszyscy uczestnicy przeprowadzą dwa kolejne testy ERgocycle z 10 minutami aktywnego przerwy w środowisku normoksyjnego. Protokół testowy i pobieranie próbek krwi będą takie same jak w pierwszym i drugim etapie badań. Po 72 godzinach odpoczynku uczestnicy powtórzą cały protokół testowy w warunkach niedotlenienia. Kolejność warunków (niedotlenienie vs. normoksja) będzie losowo losowo u wszystkich uczestników. Po kolejnych 72 godzinach odpoczynku wszyscy uczestnicy będą mieli ocenę siły mięśni przy użyciu testu maksimum jednego powtórzenia (1RM) w środowisku normoksyjnym. Testy zostaną przeprowadzone w dwóch ćwiczeniach: nacisku sztangi i przysiadu sztangi. Maksymalna wytrzymałość mięśniowa zostanie zmierzona za pomocą następującego protokołu: 10 minut rozgrzewki, test 1RM- maksymalnie cztery kolejne próby z rosnącym obciążeniami i pięciominutowym okresem odpoczynku między próbami, wybór pierwszego obciążenia pracą- 70% przyjęcia zdolności siły. Waga stopniowo wzrośnie o około 2,5-20 kg, dopóki uczestnik nie będzie w stanie ukończyć powtórzenia. Ostatni 1RM uczestnika to ostatnie obciążenie pracą wykonane w pełnym zakresie i ze stałą prędkością.

Obie grupy (HRT i NRT) będą zgodne z tym samym protokołem treningowym. Wszystkie sesje szkoleniowe zostaną wykonane w normobarycznej komorze niedotleninej, a uczestnicy nie będą informowani o warunkach w komorze. Trening oporu będzie składał się z trzech sesji treningowych tygodniowo. Każda jednostka będzie składać się z 15-minutowego rozgrzewki i 50-minutowej głównej części. W Dla każdego ćwiczenia wykonają osiem zestawów 10 powtórzeń z obciążeniem 70% 1RM. Pasywny okres odzyskiwania między zestawami wyniesie trzy minuty. We wszystkich grupach obciążenie pracą zostanie zwiększone indywidualnie o 5 kg, jeśli uczestnik wykonuje wszystkie zaplanowane powtórzenia dwa razy z rzędu (160).

Dla każdego uczestnika wszystkich serii testów (stadium 1, 2 i 3) próbki krwi zostaną pobrane w pięciu punktach czasowych podczas każdej serii badania: przed i bezpośrednio po stopniowanym teście wysiłkowym (GXT) i testom wysiłkowym (CXT) po 2, 6 i 24 godzinach. Kolejność warunków (normoksya vs. niedotlenienie) we wszystkich seriach testów będzie losowo losowo u wszystkich uczestników, a wszystkie serie sesji testowych i treningowych zostaną wykonane w komorze hipoksycznej normobarycznej (strefy powietrzne, Airsport). Uczestnicy nie będą informowani o warunkach. W całym projekcie badawczym wszyscy uczestnicy będą mieli kontrolowaną dietę mieszaną i nie będą uzupełnieni.

Protokół testowania na wszystkich etapach projektu badawczego we wszystkich seriach testów, przed śniadaniem, masy ciała i składu ciała zostaną wykonane między 7 a 7:30. Wysokość ciała zostanie zmierzona za pomocą antropometru o dokładności 0,5 cm, a skład ciała zostanie oszacowany za pomocą analizy impedancji bioelektrycznej (w Body 220, Biospace).

Następnie, dwie godziny po spożyciu lekkiego mieszanego posiłku (5 kcal/1 kg masy ciała; 50% węglowodanów, 30% tłuszczu, 20% białka), wszyscy uczestnicy przeprowadzą dwa kolejne testy ergocykli z 10 minutami aktywnej przerwy w powrocie. Wszystkie testy zostaną wykonane na ergometrze cyklu (Excalibur Sport, Lode BV) dostosowane indywidualnie do każdego uczestnika.

Pierwszy test zostanie uwzględniony oceniany test wysiłkowy (GXT) do wolicjonalnego wyczerpania. Ćwiczenie rozpocznie się od obciążenia 90 W, z przyrostami 30 W co trzy minuty do wyczerpania wolicjonalnego. W spoczynku (3 minuty przed testem) i podczas GXT, ciągłe rejestrowanie częstości akcji serca (HR) i minuty (VE), częstotliwość oddechu (BF), pobieranie tlenu (VO2) i wyderzone dwutlenek węgla (VCO2) oraz końcowe napięcie tlenu (Peto2) i końcowe napięcie tlenu (PETO2) i końcowe napięcie tlenu (METOLINER (METOLYZER (METALYZER (METALYZER (METALYZER) 3b, kora) przy użyciu metody oddechu po oddechu. Do oceny VO2max zastosowano następujące kryteria: (1) Stabilizacja VO2 pomimo dalszego wzrostu obciążenia (VVO2 <150 ml/min), (2) stopniowy spadek szczytowej VO2 podczas maksymalnego obciążenia. Dodatkowo, w spoczynku i podczas GXT, mierzy się ciągłe rejestrowanie nasycenia tlenem krwi (SPO2) (WRISTOX2, Nonin Medical Inc.).

W przypadku ostatniego stopnia nieskomplikowanego maksymalne obciążenie pracą (WRMAX) zostanie obliczone na podstawie następującego wzoru: WRMAX = WRK+ (T/T X WRP), gdzie WRK = poprzednie obciążenie pracą, T = Czas trwania ćwiczeń z obciążeniem pracy do przedwczesnej awarii, T = czas trwania każdego obciążenia, WP = ilość obciążenia pracą, za pomocą której intensywność ćwiczeń wzrosła podczas testu. Dokładność serca (Q) oszacuje za pomocą VO2MAX i będzie obliczona na podstawie następującego wzoru: Q = 100 x VO2/(5.72 + 10,5 x VO2/VO2max) przy użyciu Metasoft Studio (Cortex, Niemcy). Objętość udaru (SV) obliczy się w następujący sposób: SV = Q/HR na końcu każdego obciążenia (ostatnie 15 s) Próbki krwi naczyń włosowatych zostaną uzyskane z opuszków palców w celu określenia poziomu mleczanu we krwi (LA; Super GL2, Dr. Müller Gerätebau GmbH). Dane te zostaną wykorzystane do analizy kinetyki stężenia LA we krwi, oceny indywidualnego progu beztlenowego na podstawie metody DMAX. Ponadto, przed i natychmiast po zakończeniu GXT, krew naczyń włosowatych zostanie uzyskana z opuszki palców w celu określenia bilansu kwasowo-zasadowego i analizy wybranych wskaźników wymiany gazu: nasycenie tlenu (SAO2), częściowe ciśnienie tlenu (PO2) i częściowe ciśnienie dwutlenku węgla (PCO2) we krwi (Opti CCA-TS2 i elektrolietowe systemy operacyjne OPTI). Następnie nastąpi 10-minutowa aktywna przerwa odpoczynku (30% maksymalnego obciążenia pracą osiągniętym podczas testu do wyczerpania wolicjonalnego, WRMAX).

Następnie uczestnicy będą wykonywać test ćwiczeń na stałym obciążeniu (CXT) przy poszczególnym obciążeniu progowym mleczanu (WRLT) do wyczerpania wolicjonalnego. Podczas CXT uczestnicy będą mogli pić wodę ad libitum. Przed i natychmiast po zakończeniu CXT krew naczyń włosowatych zostanie uzyskana z opuszka palca w celu ustalenia stężenia LA i równowagi kwasowej zasad. Dodatkowo, w spoczynku i podczas CXT zmierzone zostanie ciągłe rejestrowanie HR i SPO2 (WIRSTOX2, Nonin Medical Inc.). We wszystkich seriach degustacji na każdym etapie projektu badawczego uczestnicy przejdą 2 kompletne badania echokardiografii (TTE) przy użyciu systemu GE Vivid 7 z przetwornikiem 2,5 MHz przez tego samego badacza. Wykonane zostaną techniki obrazu M, dwuwymiarowe i techniki Dopplera.

Dla każdego uczestnika próbki krwi 8 ml zostaną pobrane z żyły przedsiębiorczości w sześciu punktach czasowych podczas każdej serii badania: przed i bezpośrednio po testach GXT+CXT, po 2, 6 i 24 godzinach. Morfologia krwi zostanie oceniona w eDTA-Aantoagulowanej krwi żylnej w zautomatyzowanym analizatorze hematologii (Model Advia 60). Poziomy CTNI i CTNT, NT-PROBNP, H-FABP, IMA, HIF-1α, VEGF-A zostaną określone przy użyciu zestawów ELISA dostępnych w handlu zgodnie z instrukcją producenta. Działalność w surowicy CK-MB będzie mierzona kalorimetrycznie za pomocą zestawów komercyjnych. Poziomy NO2 i/lub NO3 w surowicy zostaną określone kalorimetrycznie przy użyciu zestawów komercyjnych stosujących metodę griesa, z enzymatyczną konwersją NO3- na NO2-.