훈련의 초기 단계에서 심장 트로포닌 T 수준에 고강도 간격 운동과 중간 강도 연속 운동의 영향

Summary

여기서, 우리는 10 일 이상 급성 운동에 순환 심장 트로포닌 T (cTnT) 농도의 반응을 관찰하기 위해 고강도 간격 및 중간 강도 연속 운동의 프로토콜을 제시한다. 이 정보는 운동 후 cTnT 고도의 임상 해석을 지원하고 운동 처방을 안내 할 수 있습니다.

Abstract

심장 트로포닌 T(cTnT)의 고도상승은 심근세포 손상의 고도로 특이적인 바이오마커로서, 중간 강도의 연속 운동(MCE) 후에 기술되었다. 운동 유도 된 cTnT 응답은 cTnT 분석법의 진단 역할을 왜곡합니다. 고강도 인터벌 운동(HIE)이 인기를 얻고 있으며 안전에 대한 우려가 남아 있지만, HIE가 제한된 후 cTnT 방출과 관련된 사용 가능한 데이터는 HIE를 건강 개입으로 사용하는 데 방해가 됩니다. 여기에서는 세 가지 대표적인 HIE 프로토콜[전통적인 HIE(90% V~O_2max에서 반복 4분 사이클링, 3분 휴식, 200 kJ/세션) 및 스프린트 간격 운동(SIE, 120% VO_{2max산재에서} 1분 사이클링 반복)을 제시합니다. 1.5 분 휴식, 200 kJ / 세션); 반복 스프린트 운동 (RSE, 40 x 6 s 의 모든 아웃 스프린트 9 s 휴식 산재)와 하나의 대표 MCE 프로토콜 (60 % VO_2최대,200 kJ / 세션의 강도에서 연속 사이클링 운동). 47명의 앉아있는, 중량이 초과된 젊은 여자는 4개의 단 (HIE, SIE, RSE 및 MCE) 중 하나에 무작위로 할당되었습니다. 각 운동의 여섯 시합은 모든 단일 그룹에 의해 수행되었다, 각각되는 48 시간 떨어져. 한편, 4개의 그룹의 경우 전체 테스트 기간은 10일동안 동일했습니다. 첫 번째 및 마지막 운동 시합 전후에, cTnT에 대한 평가가 수행되었다. 현재 연구는 특정 운동 세션이 훈련의 초기 단계에서 순환 cTnT 농도에 미치는 영향의 명확한 그림을 제공하는 참조프레임을 제공합니다. 이 정보는 운동 후 cTnT 고도의 임상 해석을 지원하고 특히 HIE에 대한 운동 처방을 안내 할 수 있습니다.

Introduction

심장에 규칙적인 운동의 이점은 잘^{문서화되어 있습니다 1}. 그러나 급성 심근 경색 (AMI)과 같은 심장 이벤트의 위험은 격렬한 운동 중에 일시적으로 증가합니다^2,3. 일반 신체 활동의 낮은 수준을 가진 개인 AMI를 향해 높은 위험을 보여^2,3. 심장 트로포닌 T (cTnT)는 AMI^4의진단에서 생화학적 금 본위제입니다. 그러나, cTnT는 의심할 여지없이 cTnT 분석제^5의진단 역할을 왜곡하는 연속적인 장기간 운동 후에 상승된다는 급증하는 기록이 있습니다.

짧은 휴식과 함께 산재 상대적으로 강렬한 운동의 반복적 인 시합은 고강도 간격 운동의 전형적인 요소입니다 (HIE), 심장 재활 등 다양한 분야에서 인기가 성장하고있다, 건강 및 피트니스^{6 ,7}. HIE에 대한 광범위한 관심은 총 운동 량이 감소했음에도 불구하고 전통적인 중간 강도 연속 운동 (MCE) 훈련과 유사하거나 우수한 유익한 생리적 적응을 유도하는 HIE 훈련의 능력에 부분적으로 기인합니다. 시간 약정⁶. 그러나, HIE의 안전과 관련된 우려는 높은 심장^수요8로 인해 표현되었습니다. 현재까지 HIE에 따라 cTnT 릴리스와 관련된 사용 가능한 데이터는 제한됩니다. 더욱이, 이전의 통합 연구는 운동을 가진 cTnT의 외관에 HIE와 전통적인 MCE의 각종 양식의 효력을 조사하지 않았습니다. 따라서, HIE와 MCE 사이의 총 기계 작업의 균등화와 함께, 다른 운동 형식이 cTnT 농도의 구별으로 이어질 것인지, 그리고 상승된 cTnT 값의 범위가 무엇인지는 불분명하다. 더 높은 강도에서 실시된 운동이 심장 이벤트^2,3의고위험으로 이어질 수 있다는 점을 감안할 때, 알려진 cTnT 반응 범위의 대표적인 HIE 및 MCE 제안을 개발하는 것이 타당하다. 운동 관련 cTnT 고도의 평가는 잠재적으로 임상 의사 결정에 도움이 될 수 있으며 임상 생리학자가 보다 효과적이고 안전한 운동 처방전을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

따라서, 우리는 cTnT 응답을 관찰하는 동안 생리적 데이터를 수집하는 HIE의 세 가지 대표적인 유형과 하나의 대표유형 MCE의 프로토콜을 간략하게 설명합니다. 급성 심장 이벤트의 위험이 정기적 인 운동에 종사하지 않는 사람들에서 높은 것을 고려^2,3 및 운동에 의해 유도 된 cTnT의 전반적인 방출은 정기적 인 훈련으로 감소^9,이 연구는 모집 10 일 훈련 프로그램을 완료 앉아, 과체중 여성. 이것은 훈련의 초기 단계에서 일하고 저연구 그룹을 대상으로 할 수있는 전망을 제공했습니다.

Protocol

이 프로토콜(31771319호)은 허베이 사범대학 검토위원회의 승인을 받았으며 헬싱키 선언을 준수했습니다. 모든 참가자는 설명된 시험에 참여하기 전에 서면으로 통보된 동의를 제공했습니다.

1. 참가자 선별 및 실험 준비

1. 모집을 위해, 참가자가 다음과 같은 포함 기준을 충족하는지 확인하십시오 : 18 세에서 25 세 사이의 최소 체질량 지수 (BMI)는 아시아 성인^10,일관된 체중 (± 2kg)의 과체중 컷 오프인 23 kg / m입니다. 최근 3 개월, 아니 운동 훈련 이나 정기적 인 신체 활동, 호르몬의 기록, 정형 외과 또는 심혈관 질환, 당뇨병, hyperlipidaemia, 고혈압 또는 다낭성 난소 증후군, 뿐만 아니라, 처방의 현재 사용없음 약물 (피임 약 포함) 및 흡연의 역사.
2. 47명의 적격 참가자를 기존 HIE(n = 12), 스프린트 간격 운동(SIE, n = 11), 반복 스프린트 운동(RSE, n = 12) 또는 MCE(n=12) 그룹 중 하나에 무작위로 할당합니다.
3. 참가자가 페달의 전체 다운 스트로크에서 약간의 무릎 굽힘 (~ 10 °)으로 페달을 밟을 수 있도록 사이클링 인체 측정기에서 적절한 좌석 높이를 조정하고 기록하십시오.
4. 참가자들에게 사이클링 운동(HIE, SIE, RSE 또는 MCE)의 각각 유형에 익숙해지도록 두 개의 초기 운동 세션(3단계에서 설명된 대로)을 수행하도록 지시합니다.

2. 실험 절차

1. 먼저, 각 참가자에게 최대 산소 섭취량을 평가하기 위해 스트레스 테스트 주기 인체측정기에서 연속 증분 테스트를 수행하도록 지시합니다(V~O_2max).
   1. 25W에서 5 분 동안 따뜻하게하십시오. 그런 다음 50W에서 시작하여 60rpm의 페달 주파수에서 시작하여 2분 단계(스테이지당 20W 증분)를 수행하여 시험을 시작합니다.
   2. 호흡별 대사 분석기를 사용하여 운동 중 산소 소비를 측정합니다.
   3. 가장 높은 30s 평균 값을 기준으로 V에서_2max를 계산합니다. 이어서, MCE, HIE 및 SIE 그룹에서 각각 60%, 90% 및 120% V20% V2max를 유도하는 전력 출력을 계산하고, 정상 상태 VO2 대 전력 출력^11을플로팅을 통해 선형 회귀 방정식을 이용하여.
2. 사전 개입 평가 후 적어도 5 일, HIE, SIE, RSE 및 MCE 그룹에게 각각의 훈련을 시작하도록 지시하십시오.
   참고: 하루 중 동시에 모든 운동 테스트를 시작합니다(예: 오전 11:00). 한편, 온도 및 습도 제어 설정(20°C 및 50% 상대 습도)을 가진 실험실에서 테스트를 수행해야 합니다. 모든 참가자에게 실험 기간 내내 일상 생활과 식습관을 고수하도록 요청합니다.
   1. 참가자에게 일상적인 워밍업 후 48 시간 동안 격렬한 운동을 자제하도록 지시하고 HIE, SIE, RSE 및 MCE 그룹에게 배열된 대로 주기 ergometer에서 각각의 운동 세션에 참여하도록 지시합니다. 3단계에서 자세히 설명한 대로 연습 프로토콜을 수행합니다.
   2. 4개 그룹 모두에 대해 10일 동안 6회의 운동 세션을 수행합니다. 급성 운동에 대한 cTnT 반응을 관찰하기 위해^1st(1ST) 및^{6번째(6번째)} 운동 세션을 선택한다(도1).

그림 1: 연구 절차의 회로도. HIE = 고강도 인터벌 운동; SIE = 스프린트 간격 운동; RSE = 반복 스프린트 운동; MCE = 중간 강도의 연속 운동. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

4. 휴대용 심전도(ECG) 모니터를 통해 운동 중 연속 심전도(ECG)를 기록합니다.
5. 운동 전후와 운동 직후에 정맥 혈액 샘플을 그리고 3시간 및 4시간 후에 혈청 cTnT를 평가하기 위해 선택한 운동 세션 후에 그립니다. 앉은 자세로 각 시료에 대한 정맥 정맥에서 5 mL의 정맥 혈액을 뽑습니다.
   참고: 운동 후 혈액 샘플 타이밍은 우리의 이전 작업에 부합, 이는 혈액 cTnT 농도가 그들의 피크에 도달 것을 보여 주었다 3 또는 4 실험실 기반 연구에서 급성 운동 후 시간^12.
6. 혈청을 분리하려면 혈액이 실온에서 응고되도록하십시오. 20 분 동안 3,500 x g에서 혈액 샘플을 원심 분리합니다.
7. 혈청을 흡인하고 cTnT의 후속 분석을 위해 -80°C에서 저장한다.
8. 분석기를 사용하여 전기 화학 발광 기술을 기반으로 고감도 면역 분석으로 cTnT의 정량적 측정을 수행합니다. 혈청 1 mL을 가지고 cTnT를 측정하기위한 특수 시험관에 넣으십시오. 그런 다음 분석기에서 튜브를 삽입하고 시작 버튼을 누릅니다.
   참고: 인간 cTnT 단백질 자체는 288개의 아미노산으로 구성되어 있습니다. 2개의 단일클론 항체는 특히 인간 심장 트로포닌 T에 대하여 지시되는 분석에게 이용됩니다. 항체는 심장 트로포닌 T 단백질^4의중앙 부분을 인식하며, 특히 아미노산 위치 125-131 및 136-147에서 두 개의 에피토프를 표적으로 합니다.

3. 운동 의정서

1. 각 연습 세션에서 4그룹에게 아래 단계를 따르라고 지시한다.
   1. HR_최대 50-60%(운동 세션 중 개별 최대 심박수 의 백분율)에서 동일한 10분 워밍업을 완료하고 20W에서 5분 간 식힙니다.
   2. 워밍업 후. 2 분 회복 기간을 가지고, 참가자는 앉아 있지만 사이클 인체 공학계에 고정 남아있는 곳.
   3. 참가자들에게 각 운동 시합이 시작될 때 가능한 한 빨리 가속하여 의도한 강도에 도달하도록 지시합니다. 이 시간 동안 연구원은 PC 컴퓨터에 각각의 운동 프로토콜을 설정 하 고 카운트 다운, "5-4-3-2-1-Go!". "Go!"의 명령에서 참가자들은 운동을 시작하고 전산화 된 시스템을 활성화합니다.
      참고: MCE, HIE 및 SIE의 경우, 계획된 강도(단계 2.1.3 참조), 즉 60%, 90% 및 120% VO_2max,각각 가속화한다. RSE의 경우 "전체" 연습을 가속화합니다(3.4 단계 참조). 인체 공학적 계는 특정 소프트웨어가 있는 PC 컴퓨터에 연결됩니다.
   4. 참가자들에게 사이클링 을 하는 동안 앉아 서 서 발가락 클립을 사용 하 여 페달에 발을 고정 하 고 구두로 각 세션 동안 원하는 강도운동에 최대한 노력 하는 참가자를 격려.
2. HIE 프로토콜: 90% V²O_2max의강도로 스트레스 테스트 주기 인체측정기에서 4분 간 운동을 반복하고, 목표 200 kJ의 작업이 달성될 때까지 3분 동안 수동 회복(완전한 휴식)을 반복합니다.
3. SIE 프로토콜:_V2max의120%의 강도로 스트레스 테스트 사이클 인체측정기에서 1분 간 운동을 반복하고, 목표 200 kJ가 달성될 때까지 1.5분 의 수동 회복을 반복합니다.
4. RSE 프로토콜: Wingate 테스트 사이클 인체측정기에서 9s의 수동 복구 기간이 산재된 6s의 "올아웃" 스프린트를 반복하고, 목표 40회 반복이 달성될 때까지 1.0kg의 저항을 가지고 총 기계 작업을 기록했습니다.
5. MCE 프로토콜: 60% V~O_2max의강도로 200 kJ의 목표달성이 이루어질 때까지 연속 적인 사이클링 운동을 수행합니다.

4. 통계 분석

1. 통계 소프트웨어 패키지를 사용하여 데이터 분석을 수행합니다. 콜모고로프-스미르노프 테스트^12를사용하여 데이터의 정상성을 평가한다. 통계적 유의성 평가를 위해 P< 0.05를 사용합니다.
2. 복통 ANOVA를 사용하여 4개 그룹(HIE, SIE, RSE 및 MCE)과 관찰된 두 개의 운동 세션(1ST 및 6번째)에 걸친 HR_{평균(운동} 세션 중 평균 심박수)과 %HR_max의 차이를 반복측정으로 비교합니다. 주요 효과가 중요한 경우에 대한 뉴먼 - 쿨스 포스트 혹 테스트를 사용합니다.
3. cTnT 데이터의 비뚤어진 분포 로 인해 비파라메트릭 Wilcoxon 서명 된 순위 테스트를 사용하여 시간 포인트 (운동 전 및 피크 운동 후)와 두 개의 관찰 된 운동 세션 (1ST 및 6TH)에 걸쳐 cTnT를 비교하십시오. 추가, Kruskal-Wallis 시험은 4개의 단 (HIE, SIE, RSE 및 MCE)에 걸쳐 cTnT 수준에 있는 다름의 통계적인 유의성을 평가하기 위하여 이용되고, Mann-Whitney U 시험은 적당한 쌍으로 비교를 위해 이용되었습니다.

Results

모든 참가자(n=47)는 연구를 완료하였고, 4개의 그룹에서 시험 하는 동안 불리한 심장 사건(예를 들어, 심전도에 대한 심근 허혈의 흉통 및 징후)이 발견되지 않았다. 예상대로, 1ST 평가에서 HR_평균 및 %HR_max를포함하는 급성 운동 심박수(HR) 데이터는 4개 그룹 모두의 6번째 평가에 있는 것과 유사하다(모든 P> 0.05). 또한, RSE 및 MCE 그룹의 HR 데이터는 각각 4개의 그룹 중에서 가장 높고 가장 낮지만, HIE 및 SIE 그룹 들 사이에서유사하다(표 1).

파워엑스

시간exe

Discussion

회복 기간과 산재오히려 고강도 운동의 긴 시합에 반복 짧은 전통적인 HIE로 세분화된다 ("최대에 가까운"노력) 및 SIE ("최상급"노력), 공통 분류를 사용하여 계획⁶. 또한 RSE는 활동이 "모든 아웃"이지만 3 ~ 7 s⁶동안만 지속되는 SIE의 특히 강렬한 형태입니다. 우리의 지식의 베스트에, 이것은 cTnT 응답을 관찰하는 동안 생리적인 데이터를 수집하는 HIE의 3개의 대표적인 모형 및 1개의 대표적인 모형 MCE의 프로토콜을 설명하는 첫번째 통합한 연구 결과입니다. 현재 프로토콜은 특히 특정 관찰 창(즉, 운동 훈련의 초기 단계)이 선택된 연구 설계를 고려할 때 주목할 만합니다. 이를 위해, 깨끗한 훈련 배경을 도출하고 이전 훈련 경험에 의해 가해지는 효과를 피하기 위해, 이전에 앉아있는 과목을 선택하였다. 또한, 1차 평가에서 의 식후 cTnT 수준은 4개 그룹 모두에서 6차 평가에서 와같았...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cobas E 601 분석기	Roche Diagnostics, Penzberg, Germany		순환 심장 트로포닌 T 농도를 측정하는 데 사용됩니다
Monark 839E 스트레스 테스트 주기 에르고미터;	Monark Exercise AB, Vansbro, Sweden		반복되는 스프린트 운동을 제외한 모든 운동 프로토콜에 사용됩니다
Monark 894E Wingate 테스팅 사이클 에르고미터	Monark Exercise AB, Vansbro, Sweden		반복 스프린트 운동 프로토콜에만 사용됨
Quark-PFT-ergo 대사 분석기	Cosmed, Rome, Italy	C09072-02-99
SPSS Statistics 20.0 소프트웨어 패키지	IBM Corp., Armonk, USA
Zephyr BioHarness 3.0	Zephyr Technology, Auckland, New Zealand	9800.0189/9600.0190	심전도 모니터