Olika fysiska träningsprogram (aerob, motstånd eller blandad) som påverkar fysiologiska reaktioner (TRÄNING 2014) (TRAINING2014)

Studiet av den kardiovaskulära och kardiorespiratoriska kopplingen (CVRC) är ett hett ämne i den medicinska litteraturen fokuserad på att känna igen synergierna som finns i hälsosam fysiologi [7, 8]. Flera effekter som åldrande [9], sjukdomar [8] eller mentala tillståndsinterventioner [10] på kardiorespiratorisk koppling har undersökts, men även om dess potentiella intresse finns det inga studier om effekterna av träningsprogram och avträning.

Två huvudtyper av träningsprogram (aerobic-AT och motstånd-RT) har undersökts i stor omfattning med deras viktiga och olika fysiologiska effekter [11]. Dess kombination (AT+RT) har nyligen rekommenderats för hälsoändamål för omfattande befolkningsgrupper [12-14].

De fysiologiska effekterna av aeroba träningsprogram har traditionellt utvärderats genom kardiorespiratoriska reserver och detektering av maximala eller tröskelvärde subsystemvariabler [1]. Som ett komplext adaptivt system (CAS) fungerar den mänskliga organismen som en odelbar och integrerad helhet som inte kan reduceras till summan av dess subsystemfunktioner [2]. I detta CAS är de kardiovaskulära och kardiorespiratoriska subsystemen beroende av varandra och interagerar på ett dynamiskt och icke-linjärt sätt, d.v.s. icke-proportionellt, vilket måste närma sig genom icke-linjära modeller [3], studiet av tidsserier och metoder för komplexa system (CS) [4 ]. När CAS går in i varje ny situation med en befintlig uppsättning förmågor [5] och utbyter kontinuerligt information med sin omgivning är hennes/hans beteende unikt och oväntat på kort sikt (veckor, månader) [6], den vanliga varaktigheten för vanliga träningsprogram .

För att studera kopplingarna och koordinationen mellan flera variabler i CAS, föreslår CS-metoder detektering av de så kallade ordningsparametrarna, kollektiva eller koordinativa variabler, eftersom de fångar ordningen eller koordinationen av systemet [3, 15]. Huvudkomponentanalys (PC) är en vanlig statistisk teknik som har använts för att känna igen sådana koordinativa variabler inom en stor domän av biologiska forskningsfält som: motorisk kontroll [16], hjärndynamik [17], DNA-replikation [18] eller protein vikning [19]. PC-analysen minskar datadimensionen hos starkt kopplade system och extraherar det minsta antalet komponenter som står för det mesta av variationen i den ursprungliga multivariata datan och sammanfattar den med liten förlust av information. Datorer extraheras i minskande ordningsföljd så att den första PC:n står för så mycket av variationen som möjligt och varje efterföljande komponent står för lite mindre [20]. Antalet datorer återspeglar dimensionaliteten hos systemet, vilket är en minskning av antalet datorer som indikerar en större koppling (mindre dimensioner) och vice versa. Antalet datorer ändras när systemet genomgår en icke-linjär förändring, det vill säga en kvalitativ eller koordinativ omkonfiguration. PC-tekniken som tillämpas på kinematiska variabler har framgångsrikt använts för att studera effekterna av motoriska inlärningsprocesser [16], men har ännu inte tillämpats för att studera träningseffekter på fysiologiska variabler.

Syftet med denna forskning var att undersöka de dimensionella förändringarna av CVCRC före och efter en period på 6 veckor av olika träningsmodaliteter (AT, RT och AT+RT) och 3 veckor efter avträning hos friska unga män.

Material och metoder Deltagare. För att bestämma provstorleken utfördes en effektanalys. Med en effektstorlek på d = 0,80, alfa < 0,05, effekt (1 - beta) = 0,95, med tre upprepade fönster uppskattade vi en provstorlek = 32 [21]. Trettiotvå friska fysiskt aktiva män, idrottsstudenter (ålder 21,2 ± 2,4 år, höjd 177,1 ± 0,66 cm, medelkroppsmassa 71,0 ± 5,1 kg och medelkroppsmassaindex 22,6 ± 1,7 kg·m-2) utan sport specialisering men engagerad i ett brett utbud av aeroba aktiviteter minst tre gånger i veckan anmälde sig frivilligt att delta i denna studie. Efter baslinjetesterna fördelades de i fyra randomiserade grupper under de 6 veckorna av träning: aerobic (AT), motstånd (RT), aerobic+resistens (AT+RT) och kontroll (C).

Procedur. Deltagarna fyllde i ett standard medicinskt frågeformulär för att bekräfta sin friska status och undertecknade ett informerat samtycke. Alla experimentella procedurer godkändes av den lokala bioetiska kommittén och utfördes i enlighet med de etiska riktlinjerna i Helsingforsdeklarationen. Efter baslinjen för kardiorespiratoriska tester och maximala styrka och krafttest (se nedan) följde de 3 gånger i veckan sitt tilldelade specifika träningsprogram:

1. AT-grupp (n = 8): de trampade 60 minuter vid 60 % av sin individuella maximala arbetsbelastning (60 % Wmax). Denna arbetsbelastning ökades med 5 % per vecka om inte deltagaren inte kunde hålla tempot under hela sessionen. Pulsen övervakades under alla sessioner.
2. RT-grupp (n = 8): de utförde två gånger en 30 min styrka krets[14]. Fyrtio procent av 1RM för överkroppen (d.v.s. knäböj, bröstpress, axelpress, tricepsförlängning, bicepscurl, neddragning [övre rygg]) och 60 % för underkroppen (quadricepsförlängning, benpress, ben lockar [hamstrings] och kalvhöjning) användes som startvikter. De tillät deltagarna maximalt 12 repetitioner som inkluderade en långsam kontrollerad rörelse (2s upp och 4s ner). Viloperioden mellan övningarna var 2 min. Arbetsbelastningen justerades varje vecka, med motståndet ökat efter behov (vanligtvis 5 upp till 10 %) om deltagaren kunde lyfta vikten bekvämt (dvs. mer än 12 repetitioner).
3. AT+RT-grupp (n = 8): de trampade med 60 % Wmax under 30 minuter och utförde en gång styrkretsen (som R-grupp).
4. C-grupp (n = 8): fortsatte med sina vanliga aktiviteter, utan någon speciell träning.

Kardiorespiratoriska tester. Det inkrementella cykeltestet (Excalibur, Lode, Groningen, Nederländerna) startade vid 0W och arbetsbelastningen ökade med 20W/min tills utmattningsdeltagare inte kunde hålla den föreskrivna cykelfrekvensen på 70rpm under mer än 5 sekunder i följd. Alla tester utfördes i ett välventilerat labb; rumstemperaturen var 23ºC och den relativa luftfuktigheten 48%, med variationer på högst 1ºC i temperatur och 10% i relativ fuktighet. Under testet andades försökspersonerna genom en ventil (Hans Rudolph 2700, Kansas City, MO, USA) och respiratoriskt gasutbyte bestämdes med hjälp av ett automatiserat öppet kretssystem (Metasys, Brainware, La Valette, Frankrike). Syre- och CO2-innehåll och luftflödeshastighet registrerades andetag för andetag. Före varje försök kalibrerades systemet med en blandning av O2 och CO2 med känd sammansättning (O2 15%, CO2 5%, N2 balanserad) (Carburos Metálicos, Barcelona, ​​Spanien) och med omgivande luft. Hemodynamisk information från deltagarna bestämdes med icke-invasiv fingermanschettteknik (Nexfin, BMEYE Amsterdam, Nederländerna). Nexfin-enheten tillhandahåller kontinuerlig blodtrycksövervakning (BP) från den resulterande pulstrycksvågformen och beräknar: systoliskt och diastoliskt blodtryck (SBP och DBP). Deltagarna kopplades samman genom att linda en uppblåsbar manschett runt fingrets mellersta falanx. Fingerartärens pulserande "fixeras" till en konstant volym genom applicering av en ekvivalent ändring i trycket mot blodtrycket, vilket resulterar i en vågform av trycket (klämmvolymmetoden). Elektrokardiogram (EKG) övervakades kontinuerligt (DMS Systems, DMS-BTT trådlös Bluetooth EKG-sändare och mottagare, programvara DMS Version 4.0, Peking, Kina). Testerna utfördes minst 3 timmar efter en lätt måltid och deltagarna instruerades att inte utföra någon kraftig fysisk aktivitet under 72 timmar före testet. Deltagarna upprepade detta test efter 6 veckors träning och efter 3 veckors avträning.

Maximal styrka och krafttestning. Maximal styrka och maximal kraft i övre respektive nedre extremiteter mättes (Musclelab Power System, Porsgruun, Norge) hos varje deltagare. Uppskattningsvis 1 RM-bröstpress och 1RM-squat baserat på submaximala belastningar beräknades. I bröstpressövningen började belastningen med 25 kg, och fortsatte med 35 kg, 45 kg, 55 kg, 65 kg etc. och i knäböj började man med 45 kg och fortsatte med 65 kg, 85 kg, 105 kg , etc. tills de inte kunde utföra 1 repetition. Baserat på dessa resultat registrerades den maximala 1RM och grafen för förhållandet kraft/hastighet plottades för att bestämma den maximala effekten.

Alla träningstester utfördes minst 3 timmar efter en lätt måltid och deltagarna instruerades att inte utföra någon kraftig fysisk aktivitet under 72 timmar före testet. Deltagarna upprepade dessa tester efter 6 veckors träning och efter 3 veckors avträning.

Dataanalys Följande maximala värden för prestationsförmåga och kardiorespiratoriska variabler registrerades under testerna: maximal cykelbelastning (Wmax), maximal syreupptagningsförmåga (VO2 max), maximal expiratorisk ventilation per minut (VE max), maximal hjärtfrekvens (HR max). maximal 1RM-squat och maximal 1RM-bröst. Gruppmedelvärdena i de olika förhållandena jämfördes med den icke-parametriska Friedman.

En PC-analys av tidsserien för följande utvalda kardiorespiratoriska variabler: expired fraktion av O2 (FeO2), expired fraktion av CO2 (FeCO2), ventilation (VE), systoliskt blodtryck (SBP), diastoliskt blodtryck (DBP) och hjärta rate (HR) utfördes för att få information om CVCRC hos varje deltagare. Medianen för PC1 kongruenskoefficient erhölls i varje grupp och tillstånd (före, efter träning och avträning). Nollhypotesen om en konstant PC-kongruensmedian över kontrollgruppen och träningsgrupperna testades genom icke-parametrisk Kruskal-Wallis. Mann Whitney U matchade par-testanalys utfördes också för att bedöma statistiskt signifikanta skillnader mellan varje par olika tillstånd. Effektstorlekar (Cohens d) beräknades för att visa storleken på standardiserade medianernas skillnader där effekter nådde p < 0,05 nivå.