Kan anti-astmatisk medicin förbättra sprintprestanda hos friska uthållighetsidrottare?

Teoretisk bakgrund:

Användningen av beta2-agonister inom sport är begränsad på grund av möjliga prestationshöjande effekter. World Anti-Doping Agencys (WADA) förbjudna lista från den 1 januari 2020 förbjuder all användning av beta2-agonister förutom inhalerad salbutamol (maximalt 1600 mikrogram under 24 timmar i uppdelade doser som inte överstiger 800 mikrogram under 12 timmar från vilken dos som helst), inhalerad formoterol (maximal tillförd dos på 54 mikrogram under 24 timmar) och inhalerad salmeterol (maximalt 200 mikrogram under 24 timmar).

Astmatiska idrottare har konsekvent presterat bättre än icke-astmatiska idrottare under de olympiska spelen, och användningen av inhalerade beta2-agonister av idrottare är omgiven av kontroverser, vilket har uppmärksammats i de senaste beta2-agonist-antidopningsutredningarna som involverar idrottare i världsklass. År 2020, Riiser et al. slutfört två systematiska översikter med metaanalys inriktade på effekten från beta2-agonister på aerob (godkänd i BSJM mars 2020) och anaerob (för närvarande under granskning) prestanda. Ingen effekt upptäcktes på aerob prestanda, men en effekt på anaerob prestation rapporterades. Dessa metaanalyser separerar dock effekterna i antingen aerob eller anaerob prestation, medan många sporter kräver både en hög aerob och anaerob prestation för att lyckas. Till exempel har utvecklingen av uthållighetssporter - som cykling och längdskidåkning - gått i en riktning där anaeroba förmågor får allt större betydelse, som under sprint i slutskedet av ett lopp, att täppa till luckor och vid break away.

Om beta2-agonister kan förbättra prestationsförmågan inom uthållighetsidrotter genom dess effekt på anaerob prestation, är studier som bättre simulerar denna aspekt av en uthållighetstävling motiverade. Så vitt den nuvarande forskaren vet har endast tre studier undersökt denna aspekt och de gav motstridiga resultat. År 1988, Bedi et al. fann att tävlingscyklister spurtade längre (196 sek mot 159 sek) efter 60 minuters cykling med en enda inhalation av salbutamol före åkturen jämfört med placebo. Dessutom rapporterades högre trötthetsnivåer under slutspurten efter inhalation av salbutamol, vilket kan tyda på en bättre förmåga att utföra all-out anaerob ansträngning. Men Altarawneh et al. (2016) fann ingen ergogen effekt av 1000 ug inhalerad salbutamol på vare sig kontinuerlig högintensiv (90 s vid 130 % V̇O2max) prestation eller multipel sprintprestation (3 set av 5x4 s sprint med 20 s paus mellan sprint och 4,5 min seriell sprint) hos fritidsaktiva män. Konditionsnivån har föreslagits förväxla effekten av beta2-agonister på fysisk prestation, och så vitt vi vet har ingen studie undersökt effekten av en WADA-godkänd dos av inhalerad salbutamol på mätningar av upprepade anaerob prestationsanfall uppmätt under långvarig submaximal träning hos vältränade idrottare. Därför, på grund av den potentiella ergogena effekten av inhalerade beta2-agonister på anaerob prestanda i kombination med den potentiella reducerade VO2 under submaximalt arbete rapporterat av Bedi et al. (1988) bör kombinationen av anaerob prestation och långvarig submaximal uthållighetsträning undersökas ytterligare.

Material och metoder:

Deltagare som är berättigade till studien kommer att rekryteras från lokala cykel- och triathlonklubbar och idrottsgymnasier i Oslo-området. Deltagarna måste vara fria från bröstinfektion i minst 4 veckor före bedömning; och får inte ta några mediciner och inte ha några andra hälsomässiga eller medicinska motsägelser mot dem som deltar i studien, vilket bekräftas av informationen i ett frågeformulär om fysisk aktivitet.

Deltagarna kommer att besöka laboratoriet vid tre olika tillfällen. Deltagarna kommer att uppmanas att förbereda sig för varje testtillfälle på liknande sätt och att avstå från koffein- och alkoholkonsumtion och tung träning i 24 timmar före experimentet.

Experimentella procedurer:

Vid det första besöket på laboratoriet kommer längd och vikt att mätas, och deltagarna kommer att fylla i ett frågeformulär för fysisk aktivitetsberedskap före testet. Därefter kommer deltagarna att genomföra ett stegvis övningstest på en cykelergometer (Lode, Groningen, Nederländerna) för att fastställa sambandet mellan arbetsbelastning (W) och VO2. Efter en uppvärmningsfas ökar sedan arbetsbelastningen med 25 watt var 5:e minut med en pedalfrekvens på 90 varv per minut (rpm). Under de sista 3 minuterna av varje match kommer VO2 (Oxycon Pro, Jaeger GmbH, Hoechberg, Tyskland) och hjärtfrekvens (HR) (Polar, Kempele, Finland) att mätas. Ett kapillärt blodprov kommer att tas från en fingertopp och analyseras för blodlaktatkoncentration [La-] (Biosen C-line, EKF diagnostic GmbH, Magdeburg, Tyskland) och glukoskoncentration [Glu] (HemoCue Glucose 201+, Ängholm, Sverige) efter varje 5 minuters cykelpass. Testet kommer att avslutas när deltagarna når en [la-]-nivå på ≥1,5 mmolˑL-1 över baslinjen [La-]. Linjär regressionsanalys från det stegvisa träningstestet kommer att användas för att bestämma arbetsbelastningen motsvarande 70 % av VO2max för användning på samma cykelergometer i de efterföljande experimentella försöken. Deltagarna kommer sedan omedelbart att utföra ett inkrementellt träningstest för att bestämma VO2max. Detta test startar med arbetshastigheten (W) under den näst sista 5-minutersmatchen för varje deltagare och arbetshastigheten kommer sedan att ökas med 25 W varje min, tills utmattning, definierat som en oförmåga att hålla pedalkadens över 60 rpm . Efter 20 minuters vila kommer deltagarna att utföra 30-sekunders Wingate-tester i bekantskapssyfte.

För att utesluta alla deltagare med befintlig lungsjukdom eller astma, kommer den forcerade utandningsvolymen på 1 s (FEV1) och den forcerade vitalkapaciteten (FVC) att mätas med spirometri med slingor för maximal utandningsflödesvolym (Oxycon Pro, Jaeger GmbH, Hoechberg, Tyskland) enligt europeisk standard före och 0, 3, 5 och 10 minuter efter VO2max-testet. Dessutom, på dag 2 eller 3 kommer spirometri att mätas före och 15 minuter efter inhalation av salbutamol som kan identifiera försökspersoner med en bronkokonstriktion (med en cut-off vid Δ FEV1 på ≥12% och 200 ml).

På dag 2 och 3 kommer identiska protokoll att utföras i randomiserad ordning som beskrivs på annat håll.

Frågeformulär På dag 1 kommer försökspersonerna att fylla i ett frågeformulär om träningens typ, längd och intensitet; träningsrelaterade allergiska och infektionssymptom; sociala vanor (rökning); läkemedels- och kosttillskottsintag och antidopingbestämmelser (15). Efter varje försök (dag 2 och 3) kommer deltagarna att svara på frågor om luftvägssymtom, vanliga biverkningar, förnimmelser av dyspné och muskeltrötthet och om de kan gissa vilken intervention de fått (salbutamol eller placebo).

Statistiska analyser Provstorleken bestäms för det primära utfallet "medelkraft" från Wingate-testerna, som beskrivs av Dell, Holleran & Ramakrishnan (18). Effektstorleken baseras på studien av Collomp et al. (19) som rapporterade en skillnad i medeleffekt på 51 W efter salbutamol (medelvärde 585 +/- 27 W) jämfört med placebo (534 +/- 35 W). Provstorleksberäkningar med en online a priori effektkalkylator (https://clincalc.com/stats/samplesize.aspx) avslöjade att sju försökspersoner i varje grupp är nödvändiga för att få en potens på 0,8 med en signifikansnivå på 0,05, och. Med risk för avhopp och för att säkerställa en hög statistisk kraft med lägre salbutamoldos än i studien av Collomp et al., kommer 20 deltagare att inkluderas.

Tvåvägsvariansanalyser (ANOVA) för upprepade mätningar kommer att användas för att utvärdera den statistiska signifikansen för de uppmätta variablerna. Ett Tukey post hoc-test kommer att användas för att upptäcka skillnader över tid. En signifikansnivå (α) på 0,05 kommer att användas.

Etiska överväganden Studien kommer att genomföras i enlighet med Helsingforsdeklarationen. Innan den regionala etiska kommittén rekryterar deltagare bör den utvärdera och godkänna studien. Skriftligt informerat samtycke till att delta kommer att erhållas från deltagande idrottare. Förutom eventuellt obehag med takykardi eller skakningar, kommer deltagarna inte att uppleva några förväntade biverkningar.

Potentiella risker och fördelar Utredarna kommer att inkludera friska, icke-astmatiska deltagare som kommer att förscreenas för astma genom medicinsk historia, användning av medicin och lungfunktion mätt före och efter tung träning. Fördelarna med att delta är att deltagarna kommer att få mätningar av sin VO2max och blodlaktatkoncentration under submaximalt och maximalt arbete, vilket kommer att vara nyttig information för idrottarna när det gäller träningsplanering. Deltagarna kan uppleva kända biverkningar av inhalerad salbutamol som inkluderar tremor, takykardi, muntorrhet, huvudvärk och muskelkramper (17). Biverkningar (AE) kommer att rapporteras till den primära prövaren och institutionens standardrutiner kommer att följas. Detta inkluderar alla händelser som är ett resultat av ett användningsfel eller avsiktligt missbruk (från ISO/FDIS 14155): alla oönskade medicinska händelser, oavsiktlig sjukdom eller skada eller några oönskade kliniska tecken (inklusive ett onormalt laboratoriefynd) hos deltagare eller andra personer , relaterade till de inblandade förfarandena (alla förfaranden i projektplanen).

Projektansvar och nyckelroller Projektet kommer att genomföras vid Norges Idrettshögskole i Oslo, som kommer att vara institutionen med det akademiska ansvaret. Masterstudenterna Martine Gøransson och Sandra Viksjø kommer att utföra testerna, under handledning av PhD Julie Stang, PhD Olav Vikmoen och PhD-student Ove H Sollie. Prof. Thomas Halvorsen (MD) är medicinskt ansvarig för projektet. Professor Trine Stensrud och doktor Elisabeth Edvardsen är biträdande forskare i projektet.

Datahantering Rutiner för datahantering kommer att implementeras i enlighet med databearbetningsrutinerna vid Norges Idrottshögskola och genomföras i enlighet med standarder för GCP. Under studiens gång kommer nyckelutredarna att ha tillgång till studiematerialet, som kommer att säkras av en dataprofessionell officer (DPO). Data kommer att avidentifieras och lagras i en säker databas. En ämnesidentifikationslista, med korsreferens mellan försökspersonens identifikationsnummer i studien och försökspersonens personuppgifter, kommer att ses bort tillsammans med studiedokumentationen. Endast nyckelforskarna kommer att ha tillgång till denna kodbok med länken mellan deltagar-ID och data. Databasrensning och utfärdande av dataförfrågningar kommer att vara spårbara och transparenta med loggar. Lagringstiden för datalagring är 5 år. Deltagande utredare kommer att ansvara för datainsamling, databehandling och rapportskrivning.