Effekt av träning i normobarisk hypoxi på hjärtmarkörer (HYPO-CARDIAC)

Målet med denna interventionella studie är att bestämma förändringar i koncentrationen av hjärtbiomarkörer i blod som svar på träning som utförs fram till frivillig utmattning: (1) Efter en enda exponering för normoxi och normobariska hypoxiska förhållanden med varierande nivåer av den hypoxiska stimulansen, i utbildade och otränade män; (2) efter 3 veckors uthållighetsträning i normobarisk hypoxi hos cyklister (excentrisk hypertrofi); (3) Efter 3 veckors motståndsträning i normobarisk hypoxi hos styrkaidrottare (koncentrisk hypertrofi).

Forskningsprojektet involverar bedömning av det fysiologiska tillståndet i myokardiet efter akut och kronisk exponering för normobarisk hypoxi hos idrottare med excentrisk och koncentrisk hjärthypertrofi genom att mäta utvalda hjärtbiomarkörer i blodserum: hjärt troponiner I och T (ctni och ctnt), myoglobin (myo) B-typ natriuretisk peptid (NT-proBNP), N-terminal pro-hormon av BNP (H-FABP) och ischemi-modifierad albumin (IMA). Dessutom kommer nivåerna för följande markörer att observeras: hypoxi-inducerbar faktor-1 (HIF-la), vaskulär endotelväxtfaktor A (VEGF-A), nitriter och nitrater (inga nedbrytningsprodukter).

Studien består av tre steg. Steg 1 (har slutförts). Alla deltagare har utfört två på varandra följande ergocykeltester (det graderade träningstestet GXT och konstant-arbetsbelastningstest CXT med 10 minuters aktiv återhämtningsbrott i olika miljöer (S1-Normoxia, S2-2000 M A.S.L., S3- 3000 M A.S.L.). Fraktionen av inspirerat syre (FiO2) är som följer: S1 (Normoxia) = 20,9%; S2 (2000 m a.s.l.) = 16,5%; S3 (3000 m a.s.l.) = 14,4%. Den hypoxiska miljön upprätthölls med hjälp av Airzone Climate Technology (Airsport).

I steg 2 av studien kommer förändringar i blodnivåerna för hjärtbiomarkörer i 36 manliga cyklister som svar på 3 veckors uthållighetsträning i hypoxi (3000 m) att undersökas. Deltagarna kommer att tilldelas slumpmässigt till tre grupper: (1) LHTL "Live High, Train Low"; (2) IHT "Intermittent Hypoxic Training"; (3) Kontrollgruppen (C) - Normoxisk träning.

Experimentet kommer att bestå av två serier av testning: S1 (baslinjetester) och S2 (tester efter tre veckors träning och efter 3 dagars vila).

Alla idrottare kommer att tränas på ett professionellt träningscenter som ger tillräckligt med hypoxiska hotellrum och träningskamrar. Deltagarna kommer att förses med standardiserade måltider och snacks. Träningsbelastningen kommer att registreras med hjälp av kraftmätarna (vektor, garmin) och de erhållna uppgifterna kommer att analyseras med programvaran WKO5 (TrainingPeaks). Alla idrottare kommer att följa samma träningsprogram i tre veckor (tre grundläggande mikrocykler och tre dagars återhämtning). Träningsintensiteten kommer att justeras individuellt enligt laktattröskelarbetsbelastningen (WRLT) för varje idrottare. I varje träningsmikrocykel kommer alla deltagare att utföra tre intervallträningssessioner i laboratorieförhållanden (en hypoxisk kammare). Varje intervallträning kommer att börja med en 15-minuters uppvärmning, följt av 50-60 minuter av huvudövningen och en 10-minuters koldown. Uppvärmningen kommer att utföras vid intensiteten av 60-80% WRLT/WRLTHYP. I huvuddelen kommer deltagarna att utföra 4-5 intervall som varar i 4-5 minuter med en arbetsbelastning på 110% WRLT/WRLTHYP. Återställningsperioden mellan intervaller kommer att pågå i 6-8 minuter med en arbetsbelastning på 70% WRLT/WRLTHYP. Kylningsfasen kommer att bestå av 10 minuters kontinuerlig träning med en arbetsbelastning på 60% av WRLT/WRLTHYP.

Steg 3 Förändringar i blodnivåer av hjärtbiomarkörer hos 28 män styrka idrottare som svar på 3 veckors motståndsträning i hypoxi (3000 m) kommer att undersökas. Deltagarna kommer att randomiseras i två lika grupper: Hypoxic Resistance Training (HRT) och Normoxic Resistance Training (NRT). Deltagarna i HRT -gruppen kommer att utföra motståndsträning i normobarisk hypoxi (FiO2 = 14,4%, 3000 m a.s.l.), medan deltagarna i NRT -gruppen kommer att utföra samma träning, men i normoxi. Experimentet i steg 3 kommer att bestå av två serier av testning (S1 och S2), utförda i ett laboratorium. Varje forskningsserie kommer att bestå av tre mätdagar. Den första dagen kommer alla deltagare att utföra två på varandra följande ergocykeltester med 10 minuters aktiv återhämtningsbrott i normoxiemiljön. Testprotokollet och blodprovtagningen kommer att vara detsamma som i de första och andra stadierna av forskningen. Efter 72 timmars vila kommer deltagarna att upprepa hela testprotokollet under hypoxiska förhållanden. Ordern på förhållandena (hypoxi kontra normoxia) kommer att randomiseras över alla deltagare. Efter nästa 72 timmars vila kommer alla deltagare att få sin muskelstyrka bedömd med hjälp av maximumet med en repetition (1RM) i Normoxia-miljön. Testerna kommer att genomföras i två övningar: en skivstångsbänkpress och en skivstång squat. Maximal muskelstyrka kommer att mätas med följande protokoll: 10 min uppvärmning, 1RM-testet- maximalt fyra på varandra följande försök med ökande arbetsbelastningar och en fem minuters viloperiod mellan försök, val av den första arbetsbelastningen- 70% av deltagarens antagna styrka kapacitet. Vikten kommer gradvis att ökas med cirka 2,5-20 kg tills deltagaren inte kan slutföra upprepningen. Deltagarens slutliga 1RM är den sistnöjda arbetsbelastningen som utförs på full räckvidd och med konstant hastighet.

Båda grupperna (HRT och NRT) följer samma träningsprotokoll. Alla träningspass kommer att utföras i en normobarisk hypoxisk kammare och deltagarna kommer inte att informeras om förhållandena i kammaren. Motståndsträningen kommer att bestå av tre träningssessioner per vecka. Varje enhet kommer att bestå av en 15-minuters uppvärmning och en 50-minuters huvuddel. I huvuddelen kommer deltagarna att utföra skivstångsbänkpressar och skivstång. För varje övning kommer de att utföra åtta uppsättningar med 10 repetitioner med en arbetsbelastning på 70% 1RM. Den passiva återhämtningsperioden mellan uppsättningarna kommer att vara tre minuter. I alla grupper kommer arbetsbelastningen att ökas individuellt med 5 kg om deltagaren utför alla schemalagda repetitioner två gånger i rad (160).

För varje deltagare i alla serier av testning (steg 1, 2 och 3) kommer blodprover att tas vid fem tidpunkter under varje serie av studien: före och omedelbart efter det graderade träningstestet (GXT) och Constant-Workload Test (CXT) -test, efter 2, 6 och 24 timmar. Förhållandena (Normoxia vs. Hypoxia) i alla serier av testning kommer att randomiseras över alla deltagare, och alla serier av testning och träningspass kommer att utföras i en normobarisk hypoxisk kammare (Airzone, Airsport). Deltagarna kommer inte att informeras om villkoren. Under hela forskningsprojektet kommer alla deltagare att vara på en kontrollerad blandad diet och kommer inte att kompletteras.

Testprotokoll i alla stadier av forskningsprojektet i alla serier av testning, före frukost, kroppsmassa och kroppssammansättning kommer att tas mellan 7 och 7:30. Kroppshöjd kommer att mätas med en antropometer med en noggrannhet på 0,5 cm, och kroppssammansättning kommer att uppskattas med bioelektrisk impedansanalys (InBody 220, BioSpace).

Sedan, två timmar efter konsumtionen av en lätt blandad måltid (5 kcal/1 kg kroppsvikt; 50% kolhydrater, 30% fett, 20% protein), kommer alla deltagare att utföra två på varandra följande ergocykeltester med 10 minuters aktiv återhämtningsavbrott. Alla tester kommer att utföras på en cykel ergometer (Excalibur Sport, Lode BV) justeras individuellt till varje deltagare.

Det första testet kommer att inkluderas det graderade träningstestet (GXT) fram till frivillig utmattning. Övningen börjar med en arbetsbelastning på 90 W, med steg om 30 W var tredje minut fram till frivillig utmattning. At rest (3 minutes before the test) and during the GXT, continuous recording of heart rate (HR) and minute ventilation (VE), breathing frequency (BF), oxygen uptake (VO2) and expired carbon dioxide (VCO2), and end-tidal oxygen tension (PETO2) and end-tidal carbon dioxide tension (PETCO2) will be performed by means of a fast gas analyser (MetaLyzer 3B, cortex) med hjälp av andnings-för-andningsmetoden. Följande kriterier kommer att användas för att bedöma VO2max: (1) stabilisering av VO2 trots en ytterligare ökning av belastningen (ΔVO2 <150 ml/min), (2) gradvis minskning av topp VO2 under maximal belastning. Dessutom, vid vila och under GXT, kommer kontinuerlig inspelning av blodsyremättnad (SPO2) att mätas (Wristox2, Nonin Medical Inc.).

När det gäller det sista ofullständiga stadiet kommer maximal arbetsbelastning (WRMAX) att beräknas utifrån följande formel: wrmax = wrk+ (t/t x wrp), där WRK = tidigare arbetsbelastning, t = träningstid med arbetsbelastningen tills för tidigt misslyckande, t = varaktighet för varje arbetsbelastning, WRP = mängden arbetsbelastning med vilken träningsintensitet ökade under testet. Hjärtutgång (q) kommer att uppskatta med VO2MAX och beräknas med följande formel: q = 100 x VO2/(5,72 + 10,5 x VO2/VO2max) med Metasoft Studio (Cortex, Tyskland). Stroke Volume (SV) kommer att beräkna enligt följande: SV = Q/HR i slutet av varje belastning (de senaste 15 s) kapillärblodproverna kommer att erhållas från fingertopparna för att bestämma blodlaktatnivåer (LA; Super GL2, Dr. Müller Gerätebau GmbH). Dessa data kommer att användas för att analysera kinetiken för LA -koncentration i blod, utvärdera individuell anaerob tröskel baserad på DMAX -metoden. Vidare, före och omedelbart efter avslutad GXT, kommer kapillärblod att erhållas från fingertoppet för att bestämma syra-basbalansen och för att analysera utvalda gasutbytesindikatorer: syremättnad (SAO2), partiellt tryck av syre (PO2) och partiellt tryck av koldioxid (PCO2) i blodet (Opti CCA-TTS2-blodglas och elektroly-analy, OPTI-medicin. Detta kommer att följas av en 10-minuters aktiv vilopaus (30% av den maximala arbetsbelastningen som nåddes under testet fram till frivillig utmattning, WRMAX).

Sedan kommer deltagarna att utföra Constant-Workload Praint Test (CXT) vid den individuella laktattröskelarbetsbelastningen (WRLT) fram till frivillig utmattning. Under CXT kommer deltagarna att få dricka vatten ad libitum. Före och omedelbart efter avslutad CXT kommer kapillärblod att erhållas från fingertoppen för att bestämma LA-koncentrationen och syra-basbalansen. Dessutom, i vila och under CXT, kommer kontinuerlig inspelning av HR och SPO2 att mätas (Wristox2, Nonin Medical Inc.). I alla serier av provsmakning under varje steg i forskningsprojektet kommer deltagarna att genomgå 2 kompletta transthorakiska ekokardiografi (TTE) undersökningar med hjälp av ett GE Medical System Livid 7 med en 2,5 MHz-givare av samma utredare. M-läge, tvådimensionell avbildning och Doppler-tekniker kommer att utföras.

För varje deltagare kommer blodprover av 8 ml att tas från antekubitalvenen vid sex tidpunkter under varje serie av studien: före och omedelbart efter GXT+CXT -test, efter 2, 6 och 24 timmar. Blodmorfologi kommer att utvärderas i EDTA-antikoagulerat venöst blod på en automatiserad hematologianalysator (Model Advia 60). Nivåerna av CTNI och CTNT, NT-ProBNP, H-FABP, IMA, HIF-la, VEGF-A kommer att bestämmas med kommersiellt tillgängliga ELISA-satser enligt tillverkarens instruktion. Serumaktiviteter för CK-MB kommer att mätas kalorimetriskt med användning av kommersiella satser. Serum NO2- och/eller NO3-nivåer kommer att bestämmas kalorimetriskt med användning av kommersiella satser som använder Griess-metoden, med och utan enzymatisk omvandling av NO3- till NO2-.