Wpływ suplementacji kreatyną na funkcje poznawcze i markery ostrego uszkodzenia nerek po wysiłku fizycznym w warunkach wysokiej temperatury

Zarysowane pytania badawcze/hipotezy będą wymagały 3 wizyt (1 wizyta wyjściowa, a następnie 2 próby eksperymentalne) w Laboratorium Fizjologii Wysiłku UNI.

Pierwsza wizyta (wyjściowa) będzie obejmować wypełnienie dokumentacji (świadoma zgoda, kwestionariusz historii zdrowia, kwestionariusz gotowości do aktywności fizycznej; PAR-Q+), zapoznanie się z technikami oceny funkcji poznawczych, oceny antropometryczne oraz maksymalny, stopniowany test wysiłkowy.

Wizyta wyjściowa:

- Wzrost i masa ciała zostaną zmierzone za pomocą stadiometru stojącego i analizatora całego ciała InBody wykorzystującego analizę bioimpedancji.

• Podstawowy test poznawczy/zapoznawczy: Zostanie przeprowadzona bateria NIH Toolbox Fluid Cognition oraz test Stroopa Color Word (CWST) w celu uzyskania wyjściowych wartości poznawczych i zapoznania.
  Testy te będą przeprowadzane za pomocą iPada w cichym pomieszczeniu z minimalnymi dystrakcjami.
• Test na ergometrze rowerowym: Wydolność tlenowa zostanie oceniona za pomocą stopniowanego, maksymalnego testu zużycia tlenu na ergometrze rowerowym.
  Uczestnicy otrzymają klips na nos i ustnik, który zostanie podłączony do analizatora metabolicznego.
  Reakcja częstości serca i wymiana gazowa będą monitorowane przez cały test.
• Identyfikacja obciążeń używanych w próbach eksperymentalnych: Po teście na ergometrze rowerowym uczestnicy odpoczną w pozycji siedzącej przez 10 minut.
  Następnie przejdą serię submaksymalnych etapów trwających 3 minuty, aby zidentyfikować obciążenia odpowiadające szacowanemu tempu metabolicznemu 4 waty na kilogram masy ciała (4 W/kg) i 8 W/kg.
  Waty będą szacowane poprzez pomiar wymiany gazowej (VO2 i współczynnik oddechowy).
  Te intensywności wybrano, ponieważ były to średnie i szczytowe wartości zaobserwowane w próbie pracowników budowlanych podczas pracy latem.

Wizyty wysiłkowe (kreatyna i placebo, wizyty 2 i 3):

Każda eksperymentalna wizyta wysiłkowa składa się z suplementacji wraz ze standaryzowanym śniadaniem oraz 90 minut ćwiczeń na stacjonarnym ergometrze rowerowym znajdującym się w komorze cieplnej Laboratorium Fizjologii Wysiłku.
Aby zapewnić bezpieczeństwo uczestników i spójność w zbieraniu danych, poniżej przedstawiono warunki środowiskowe, względy bezpieczeństwa, protokoły ćwiczeń i procedury pomiarowe, które będą przestrzegane podczas każdej wizyty wysiłkowej.

Warunki środowiskowe:

Wszystkie testy wysiłkowe będą odbywać się w kontrolowanej komorze środowiskowej ustawionej na symulację gorącego środowiska wysiłkowego.
Warunki w komorze będą utrzymywane na poziomie 38 °C (100,4 °F) i 40% wilgotności względnej (WBGT: ~30,2 °C) i będą stale monitorowane za pomocą urządzenia monitorującego temperaturę i wilgotność Kestrel Drop.

Podanie suplementu:

1. W ciągu 7 dni poprzedzających każdą wizytę wysiłkową, uczestnik będzie proszony o przyjmowanie 20 g/dzień kreatyny lub placebo w sposób zaślepiony.
   Będzie to przyjmowane cztery razy dziennie w porcji 5 gramów suplementu popijanego wodą.
2. Co najmniej tydzień przed próbą, członek zespołu badawczego dostarczy uczestnikowi 28 torebek po 5 gramów kreatyny lub placebo.

Wizyty wysiłkowe (wizyty 2 i 3):

1. Po przybyciu uczestnicy dostarczą próbkę moczu do oceny nawodnienia (uczestnicy sami zbiorą swoją próbkę moczu, w prywatnej łazience jednoosobowej znajdującej się w Laboratorium Fizjologii Wysiłku).

2. Ciężar właściwy moczu (USG) zostanie zmierzony za pomocą refraktometru zgodnie ze standardowymi procedurami w celu potwierdzenia nawodnienia.

   4. Analiza bioelektrycznej impedancji: Uczestnicy staną na urządzeniu InBody, które zmierzy procent tkanki tłuszczowej.

   5. Kwestionariusz snu: Uczestnicy zostaną poproszeni o wypełnienie kwestionariusza snu, aby uzyskać informację, czy kreatyna wpłynęła na jakość lub czas trwania snu.

   6. Standaryzowane śniadanie, woda i podanie suplementu (1 godzinę przed ćwiczeniami)

a. Po potwierdzeniu odpowiedniego nawodnienia, uczestnicy spożyją przydzielony suplement (5 gramów kreatyny lub placebo) wraz ze standaryzowanym śniadaniem.
Po całkowitym spożyciu posiłku i suplementu, zespół badawczy uruchomi 1-godzinny timer, aby zapewnić pełne 60 minut oczekiwania przed rozpoczęciem ćwiczeń.

7. Po suplementacji, ale przed ćwiczeniami:

1. Funkcje poznawcze: Uczestnicy wykonają wyjściowy test Stroopa Color Word oraz baterię NIH Toolbox Fluid Cognition za pomocą iPada w cichym i wolnym od dystrakcji środowisku.
2. Ciśnienie krwi i pobranie krwi:

i. Uczestnicy będą siedzieć przez 10 minut.
ii.
Ciśnienie krwi zostanie zarejestrowane i zmierzone.
iii.
Próbka krwi włośniczkowej zostanie pobrana z płatka ucha lub opuszka palca w celu pomiaru składu krwi.

c. Zbiórka moczu: W prywatnej toalecie uczestnicy opróżnią pęcherz do zlewki.
Mocz będzie następnie przechowywany w temperaturze -80 °C do późniejszych analiz pod kątem markerów ostrego uszkodzenia nerek.

d. Masa ciała nago: Uczestnicy otrzymają instrukcję wejścia do prywatnej łazienki w celu zmierzenia masy ciała nago i samodzielnego wprowadzenia termistora doodbytniczego do pomiaru temperatury wewnętrznej: e. Urządzenia monitorujące: i. Uczestnicy zostaną wyposażeni w pas piersiowy Polar zawierający monitor tętna.

ii. Uczestnicy zostaną wyposażeni w 4 nieinwazyjne czujniki temperatury skóry iButton, umieszczone na klatce piersiowej, ramieniu, udzie i łydce.

8. Podstawowe pomiary przed wysiłkiem

1. Uczestnicy wejdą do komory cieplnej i usiądą na krześle.
2. W pozycji siedzącej zostaną zebrane następujące pomiary wyjściowe:

i. Kwestionariusz Profilu Stanów Nastroju (POMS) ii.
Test Stroopa Color-Word (CWST) (test funkcji poznawczych) iii.
Skala Komfortu i Obciążenia Cieplnego (TCS) (aby zrozumieć postrzegany stres cieplny) iv.
Ocena Percepcji Wysiłku (RPE) v. Tętno (HR) i Temperatura Wewnętrzna (Tc) vi.
Temperatura i Wilgotność Pomieszczenia vii.
Wizualna Skala Analogowa Zmęczenia (VAS-F) viii.
Kwestionariusz Objawów Żołądkowo-Jelitowych (GIQ) ix.
Kwestionariusz Objawów Środowiskowych (ESQ)

9. Protokół ćwiczeń

1. Uczestnicy będą jeździć na rowerze stacjonarnym przez 90 minut z wcześniej określonymi intensywnościami odpowiadającymi obciążeniom 4 W/kg i 8 W/kg, ustalonymi na podstawie testu VO2max.
   Konkretnie, uczestnik wykona 3 cykle 30-minutowe składające się z 20 minut przy 4 W/kg i 10 minut przy 8 W/kg.
   Uczestnicy zostaną poproszeni, aby nie pili wody podczas próby, ale woda będzie dostępna, jeśli uczestnicy będą jej chcieli.
2. HR i Tc będą ciągle monitorowane podczas ćwiczeń.
3. Co każde 10 minut następujące pomiary będą zbierane i rejestrowane:

i. HR ii.
Tc iii.
RPE iv.
TCS v. Temperatura i Wilgotność Pomieszczenia vi.
Wizualna Skala Analogowa Zmęczenia (VAS-F) d.
Pod koniec każdego 30-minutowego cyklu, uczestnicy wykonają CWST podczas jazdy na rowerze.

e.
Podczas minut 15-25 każdego 30-minutowego cyklu (ostatnie 5 minut przy 4 W/kg i pierwsze 5 minut przy 8 W/kg), uczestnik zostanie podłączony do tego samego ustnika i klipsa na nos, które były używane do wyjściowego testu tlenowego.
Będzie to wykorzystane do obliczenia szacowanego tempa metabolicznego podczas próby.

10. Pomiary po wysiłku w komorze cieplnej:

1. Po zakończeniu 90-minutowego protokołu ćwiczeń, uczestnicy pozostaną siedzieć w komorze przez 10 minut.
2. Rozpoczynając od 5 minuty po wysiłku, zostaną zebrane następujące pomiary:

i. HR ii.
Tc iii.
RPE iv.
TCS v. CWST vi.
Temperatura i Wilgotność Pomieszczenia vii.
Wizualna Skala Analogowa Zmęczenia (VAS-F) viii.
POMS ix.
GIQ x.
ESQ xi.
Ciśnienie krwi xii.
Pomiar krwi włośniczkowej I-STAT

11. Oceny nawodnienia po wysiłku

1. Uczestnicy dostarczą próbkę moczu w celu ponownej oceny nawodnienia za pomocą USG, przepływu moczu i przechowania moczu do przyszłych analiz (jak opisano powyżej).
2. Uzyskają również drugą masę ciała nago, zgodnie z tą samą procedurą co przed wysiłkiem.
3. Dostarczą również próbkę moczu.
4. Następnie uczestnicy otrzymają standaryzowaną objętość wody (500 mL dla osób < 75 kg, 1 L dla osób ≥75 kg) do spożycia do końca godziny po zakończeniu próby wysiłkowej.

5. W tym czasie uczestnicy będą mogli zmienić ubranie.

   12. Po dostarczeniu moczu i przebraniu się, uczestnicy wykonają wszystkie oceny funkcji poznawczych.

   13. Oceny nawodnienia 1 godzinę po wysiłku

a. Zostanie przeprowadzony kolejny pomiar pobrania krwi.
b.
Uczestnicy dostarczą próbkę moczu w celu ponownej oceny nawodnienia za pomocą USG, przepływu moczu i przechowania moczu do przyszłych analiz.

14. Następnie uczestnicy zostaną umówieni na drugą wizytę wysiłkową (po 28-dniowym okresie wypłukania - 21 dni wypłukania, a następnie 7 dni suplementacji).