在炎热环境中骑自行车时身体冷却的生理和体温调节反应 (PYTHON)

设计

该研究将在以下时间表内完成：

第 1 次访问：基线和 VO2max 测试

Vist 2：代谢热生产参观

访问 3-6：试验 1、2、3、4

访视具体信息如下所述，然而，因变量和程序的具体数据收集方案包含在研究设计的描述下方。 参与者将被要求签署照片/视频发布表（附录 H），用于研究项目、科学出版物/会议和教育目的。 参与者在环境室中锻炼或休息时可能会被录像或拍照。 参加者将在获得体检合格后分配。

第 1 次访问：基线和 VO2max 测试

被批准参加的参与者将被安排进行基线和 VO2max 测试日。 基础代谢率 (BMR) 将在基线访视期间抵达时测量。 参与者将仰卧，通风罩覆盖他们的头部和躯干。 通风罩将连接到连接到代谢车的软管上。 代谢车将持续测量呼吸交换率、耗氧量和底物利用率。 参与者将在引擎盖下停留大约 30 分钟。 完成 BMR 后，参与者将在干净的尿杯中提供尿样。 将评估尿液比重和尿液颜色。 还将记录裸体质量。 将为每个参与者提供隐私，同时通过单独在坚固、封闭的门后的私人房间中与参与者进行测量来获得体重测量，并且研究在房间外读取比例。 如果满足尿比重 (USG) ≤1.025 的水分充足标准，参与者将仅被允许继续进行 VO2max 测试。 如果参与者到达时的 USG 介于 1.020 和 1.025 之间，将要求受试者喝 500 mL 水以确保适当的水合状态。 如果 USG 大于 1.025，主题将被重新安排在不同的日期。 将在访问 1 时用卷尺测量身高。将使用空气置换体积描记术（BodPod®；Cosmed，软件版本 4.2+，Concord，CA，USA）测量体脂百分比。 这将花费不到 ~5 分钟的时间来完成。 此信息将用于描述受试者的人口统计数据。 参与者还将被要求在热中性环境中在跑步机和自行车测力计上完成最大摄氧量 (VO2max) 测试，间隔时间约为 30 分钟到 1 小时。 该测试将提供参与者的有氧健身水平，将在两种锻炼方案之间进行比较。 还将询问参与者每周的平均身体活动（附录 K）。 这次访问大约需要 1-2 小时。

访问 2：代谢热生产访问

为了规定适当的运动强度，必须控制热量的产生。 热量产生将在热量（与试验相同的环境温度）中使用分级运动测试（3-5 分钟阶段）来规定，该热量将通过使用 2 向非再呼吸面罩收集呼出空气来测量代谢数据以计算热量production and appropriately choose cycling intensities to compare between groups of research participants. 该测试将在基线访问之后进行。 研究程序将模仿试验（如下所述），但运动方案除外。 完成锻炼方案大约需要 20 分钟。 它将包括 5 个练习阶段（分级阶段）。 参与者将在这次访问期间佩戴 ACU。

访问 3-6：试验 1-4

参与者编号将被随机分配，4 项试验（雾扇、前臂、被动冷却、冰巾）将使用随机数生成器订购并分配给参与者编号。

这些订单将在参与者之间进行平衡，以确保不存在订单效应。 作为研究的一部分，每位参与者将完成四项试验。 如果参与者生病、受伤或不满足饮水要求，将被允许补考。 将询问参与者是否有当前疾病或正在服用药物，以确定他们是否可以完成运动试验。 如果参与者发烧、当前患病或服用会影响体温的药物，将重新安排他们的就诊时间。 参与者将在不同的四天完成四项试验。

审判 ＃

降温干预

1个

被动冷却

2个

雾扇冷却

3个

前臂浸泡

4个

冰巾

本研究的锻炼方案和恢复部分将在环境温度约为 30-40°C 且相对湿度约为 30-70% 的气候室中进行。 参与者将在整个运动试验期间随意饮酒。

到达实验室后，参与者将被要求分别说明他们在过去 24 小时和 12 小时内是否饮酒或摄入咖啡因。 他们不会被要求具体说明他们吃了什么，但如果他们提供积极的迹象，他们的审判将改期到另一天。 参与者将在干净的尿杯中提供少量尿液样本，并测量裸体质量。 到达实验室后，将通过尿液比重、裸体质量和尿液颜色来评估水合状态。 如果满足尿比重 (USG) ≤1.025 的水合标准，参与者将仅被允许继续进行运动试验。 如果参与者到达时的 USG 介于 1.020 和 1.025 之间，将要求受试者喝 500 mL 水以确保适当的水合状态。 如果 USG 大于 1.025，则受试者将被重新安排到另一天。 参与者将在之前的访问中获得有关如何为即将进行的试验获得所需水合状态的说明。 研究人员将插入食道探针。 只允许经过培训的人员插入食管探头（不允许本科生）。 参与者将插入直肠探头并佩戴心率监测带。 此外，参与者将佩戴 9 位 Biopac 皮肤温度传感器。 研究人员将带有医用胶带的皮肤温度传感器贴在参与者的胸部、上臂、前臂、大腿、颈部、腹部、大腿、背部和小腿（前侧和后侧）。 参与者还将在胸部、上臂、前臂、大腿和小腿（前侧和后侧）佩戴 iButton（无线皮肤温度传感器）。 参与者还将被要求在到达实验室后完成主观睡眠问卷调查。 参与者将在演习试验期间穿着现役作战服 (ACU)。 将为参与者提供三种 ADU 尺码的衬衫和裤子（小号、中号、大号）。 将使用皮带确保 ACU 合适。 参与者将无法保留 ACU-ADU 将被清洗（根据制造商的说明）并重新供参与者使用。 ADU 制造商的说明与标准洗涤周期（洗涤剂和洗衣机烘干）相同。 ACU 将在使用前后称重，以测量衣服中吸收的汗水。 在整个测试过程中，参与者将在他们的非惯用手臂上佩戴基于手腕的设备（由 BHSAI 提供）。 腕部设备必须放置在手腕近端约 1 英寸处，并紧贴以进行准确的心率测量。 手腕设备用于使用红外线技术估算心率。 腕式设备对心率的估计将与 Polar 心率监测器（黄金标准）进行比较。 身体警报系统使用手腕设备的心率和环境条件来估计体温。 该研究的赞助商将使用直肠温度和 7 位皮肤温度传感器来改变算法（不是实时 - 从收集的数据）以更好地估计体温。 未来的目标是将身体警报系统嵌入手表中。 参与者将在没有 BHSAI 设备的手臂上佩戴另一个基于手腕的设备 (WHOOP)。 WHOOP 设备将监测心率变异性和睡眠。 在研究期间，将要求参与者每天佩戴此设备。

参与者将进入环境室并静坐 30 分钟以达到平衡。 环境室将设置为 30-40°C 环境温度，30-70% 相对湿度 在对心率、直肠温度进行基线测量后，参与者将完成感知指数。 参与者还将完成环境症状问卷 (ESQ)。

该试验将包括两次 40 分钟的循环，从 7W/kg 到 15W/kg。 每个 40 分钟的运动块之后都会有休息时间，在此期间会发生冷却。 在整个运动试验期间，参与者将被允许随意饮酒。 参与者将使用指定的降温方式降温大约 30 分钟。 将在运动和降温之前、期间和之后的不同时间点收集直肠和食道温度、皮肤温度、心率、感知测量和情绪（POMS，如下所述）。 在所有四项试验中，将使用间接量热法（连接到代谢推车的面罩）测量代谢热的产生。

被动冷却：参与者将被要求坐在气候室的椅子上进行被动冷却。

雾扇降温：将在参与者旁边放置一个雾扇，并在雾扇降温期间仅对他们的手和前臂进行雾化。 参与者将被要求卷起他们的 ADU 袖子以增加皮肤表面积。 将记录雾的温度和风扇的风速。

前臂浸入：在前臂浸入过程中，参与者将前臂放入大约 20°C 的水中。

冰毛巾：将使用可长时间盛水的毛巾并将其浸入冰水混合物 (~2 C) 中。 研究人员将轻轻挤压毛巾以去除多余的水分（但保持水分饱和），然后紧贴在前臂和双手上，使毛巾和四肢之间没有气隙。 涂抹 1-5 分钟，然后换上另一条新鲜的冷毛巾。 该步骤将确保前臂和手具有接近恒定的应用温度，因为毛巾在应用期间会变热。 在整个冷却期间将重复该过程。

数据收集将分为两个独立的阶段。 将首先进行一项试点研究，其中前两名参与者将完成所有研究实验室访问。 这些试验的数据将在继续收集数据之前与申办方共享以供审查。 参与者将接受与常规测试相同的试点测试程序。 试点测试数据将包含在数据集中。 在申办方批准后，将恢复数据收集。 每次试验大约需要 4 个小时。

在其他参与者使用之前，将根据制造商的说明正确清洁所有设备。