Abstract

fundal

Am emis ipoteza că postul peste noapte după o scurtă perioadă dietetică, în special cu carbohidrați, ar putea permite efectuarea scufundărilor de respirație fără restricții pentru excursia diafragmei și schimbarea sângelui și fără nicio creștere a metabolismului și, la rândul său, îmbunătățirea răspunsului la scufundare.

Metode

În timpul a două sesiuni separate, 8 scafandri au efectuat două încercări: (A) o scufundare de 30 m adâncime, la trei ore după un mic dejun normal și (B) o scufundare la aceeași adâncime, dar după o dietă și post peste noapte. Fiecare test a constat în 3 faze de apnee: coborâre, static și ascensiune ale căror durate au fost măsurate cu un cronometru standard. Un cardiograf de impedanță, găzduit într-o torță subacvatică, furniza date despre indicele lichidului trans-toracic (TFI), volumul accident vascular cerebral (SV), ritmul cardiac (HR) și debitul cardiac (CO). Au fost de asemenea colectate tensiunea arterială medie (MBP), saturația arterială de O2 (SaO2), glicemia (Glu) și lactatul din sânge (BLa).

Rezultate

În starea B, durata fazei statice a scufundării a fost mai mare decât A (37,8 ± 7,4 vs. 27,3 ± 8,4 s, respectiv, P -1 respectiv, P −1, P

fundal

Pe baza celor de mai sus, în timpul scufundărilor de respirație în mare, riscul unui echilibru inadecvat între condițiile metabolice și splancnice poate fi, de asemenea, mai mare din cauza consumului crescut de oxigen și a prezenței „deplasării sângelui”. De fapt, primul poate crește riscul de sincopă, iar al doilea poate fi împiedicat de umplerea splancnic. Am emis ipoteza că postul peste noapte după o scurtă perioadă dietetică, în special cu carbohidrați, ar putea permite efectuarea scufundărilor prin respirație fără restricții pentru excursia diafragmei și schimbarea sângelui și fără nici o creștere a metabolismului și, la rândul său, îmbunătățirea răspunsului la scufundare. Din acest motiv, am măsurat parametrii hemodinamici și metabolici la scafandrii cu respirație care au efectuat scufundări libere în mare în două condiții: după post peste noapte și după micul dejun.

Metode

Proiectare experimentală

Au fost efectuate două încercări, în zile diferite și la aceeași oră a zilei, de către fiecare scafandru: (A) o scufundare la adâncimea de 30 m la trei ore după micul dejun și (B) o scufundare la aceeași adâncime, dar după urmarea unei dieta specifică și postul peste noapte. Fiecare studiu a fost realizat în conformitate cu această procedură: După 5 minute de imersiune la suprafață efectuând respirație normală prin intermediul unui snorkel (nivelul de bază), scafandrii au efectuat o coborâre la adâncimea de 30 m urmată de durate variabile de apnee statică (SA), în funcție de privind abilitățile individuale de a ține respirația, ascensiunea ulterioară și ieșirea din apă. Pentru a studia modificările hemodinamice în timpul celor două condiții diferite, apnee statice și dinamice, scafandrii au fost rugați să efectueze o SA maximă în partea de jos.

Balastul a fost folosit în timpul scufundărilor și greutatea sa a fost aleasă pe baza experienței personale a subiecților. Scafandrii au fost instruiți să urmeze o frânghie de ghidare pentru a menține direcția corectă în timpul scufundărilor. Coborârea și ascensiunea au fost efectuate la o viteză de aproximativ 1 m ∙ s −1 prin lovirea cu bi-aripioare prin toate adâncimile scufundărilor. Viteza medie de coborâre și urcare a fost calculată prin împărțirea distanței parcurse la durata coborârii și urcării care a fost înregistrată folosind un cronometru impermeabil standard. Toți scafandrii au fost rugați să înceapă imersiunea după inspirație maximă, fără a efectua nici hiperventilație sau manevre de împachetare.

Subiecte

Au fost recrutați opt scafandri bărbați sănătoși bine instruiți (a se vedea Tabelul 1 pentru parametrii antropometrici și metabolici). Informații cu privire la procedurile de studiu au fost furnizate tuturor participanților, iar studiul a fost realizat în conformitate cu Declarația de la Helsinki. Consimțământul informat scris a fost obținut înainte ca subiecții să intre în studiu.

Chestionar privind frecvența alimentelor

Subiecții au fost rugați să completeze un chestionar semicantitativ cu privire la frecvența alimentelor [6] pentru a evalua aportul lor obișnuit, atât în ​​calorii, cât și în nutrienți. Chestionarul a constat din 16 formulare tipărite și 16 pagini cu fotografii colorate ale celor mai frecvente alimente și feluri de mâncare din dieta italiană. Instrucțiunile sunt incluse.

Nevoile calorice

A fost realizat un interviu detaliat despre stilul de viață al scafandrilor și a fost stabilit un nivel de activitate fizică (PAL) pentru a calcula necesarul de hrană pentru fiecare dintre ei.

Măsurători antropometrice

Protocol dietetic

O dietă isocalorică personalizată care furnizează toată energia esențială și nutrienții necesari a fost dată fiecărui subiect care a participat la studiu, cu sfatul de a o urma o săptămână înainte de testul B. Dieta a furnizat un număr personalizat de calorii în valoare de aproximativ 20 proteine, carbohidrați și 30% grăsimi. Aportul zilnic total a fost împărțit în trei mese principale: mic dejun (30), prânz (45) și cină (25%). Fiecare participant a primit, de asemenea, un mic dejun special pentru a-l lua în ziua testului A. Acest mic dejun special le-a dat 20% din necesarul zilnic de calorii și cuprindea o combinație de carbohidrați simpli și complecși, de exemplu: o ceașcă de ceai cu maro pâine, fructe și gem sau miere.

Evaluarea variabilelor metabolice și hemodinamice

Schimbările hemodinamice și metabolice au fost evaluate în timpul mai multor întâlniri care au avut loc pe coasta de lângă Cagliari, în Marea Mediterană. În toate sesiunile, temperatura apei la suprafață și adâncimea de 30 m a variat între 25 și 22 ° C. Înainte de imersie, saturația oxigenului arterial de la vârful degetelor (SaO2) (oximetru puls puls Biox 3740, Ohmeda, SUA), tensiunea arterială arterială (sfigmomanometru manual standard), lactatul din sânge (BLa, Lactate pro, Arkray Inc., Kyoto, Japonia) și concentrațiile de glucoză din sânge (Glu, FreeStyle Optium Glucose Meter, Abbott Diabetes Care Inc., Alameda, SUA) au fost măsurate. La sfârșitul scufundărilor, scafandrii s-au așezat pe marginea bărcii și a fost colectată o singură măsurare a tensiunii arteriale printr-un tensiometru standard (efectuat în

Rezultate

Protocolul a fost completat de toți scafandrii și nu au fost raportate simptome sau întreruperi în timpul sau următoarele scufundări. Diversele valori antropometrice, parametrii metabolici și nutriționali sunt prezentate în Tabelul 1. Valorile absolute ale datelor metabolice și hemodinamice în timpul odihnei precedente scufundări sunt raportate în Tabelul 2.

Figurile 1, 2, 3, 4, 5 și 6 arată comparația între variabilele măsurate în timpul celor 3 faze (coborâre, statică și ascensiune) ale scufundărilor efectuate în cele două condiții experimentale A și B.

după

Figura 1 arată în detaliu că în timpul stării B, durata fazei statice a scufundărilor a fost mai mare decât A (37,8 ± 7,4 vs. 27,3 ± 8,4 s, respectiv, P -1 respectiv, P -1 respectiv, P -1 respectiv, P Tabelul 3 Date colectate la emersie

Discuţie

Această cercetare evidențiază importanța gestionării nutriției în timpul apneei de scufundare liberă în mare, având în vedere implicațiile metabolice și hemodinamice. În cercetările anterioare pe această temă, impactul dietetic asupra răspunsului la scufundări a fost investigat numai în mediul de laborator, fie în apnee statice [4, 5], fie dinamice [3], iar autorii au investigat în special parametrii respiratori și metabolici. Rezultatul principal al acestui studiu a fost că un echilibru adecvat între starea metabolică și splancnică (postul peste noapte după o perioadă dietetică scurtă, testul B) a îmbunătățit răspunsul de scufundare în timpul unei scufundări la adâncimea de 30 m, cu o fază statică de apnee prelungită în partea de jos. Este de remarcat faptul că, după emersiunea de la testul B, valorile SaO2 și BLa au fost, respectiv, mai mari și mai mici decât după testul A (adică după micul dejun) și scafandrii au prezentat niveluri normale de glucoză și tensiune arterială (Tabelul 3). Astfel această performanță ameliorată a fost obținută în siguranță de scafandri.

Din analiza modificărilor hemodinamice evaluate prin intermediul cardiografiei de impedanță în timpul scufundărilor (grafice de la 2 la 6) se poate observa că un răspuns tipic de scufundare cu bradicardie, scăderea CO și schimbarea sângelui (adică scăderea TFI) a avut loc în timpul fazei statice a doar testul B. Într-adevăr, în aceeași fază a testului A, în ciuda reducerii reduse a HR, CO a fost ușor crescut datorită creșterii SV, astfel efectul de economisire a oxigenului a fost tocit. De fapt, după cum sa subliniat mai sus, la emersie în timpul micului dejun, scafandrii au prezentat valori mai scăzute ale SaO2 și BLa mai mari decât testul B. În opinia noastră, răspunsul scăzut la scufundări al testului A s-a produs probabil ca urmare a contractilității miocardice îmbunătățite, așa cum a relevat SV/Creșterea VET. În acest sens, este important de menționat că un răspuns inotrop a fost deosebit de evident în timpul fazelor de coborâre și ascensiune atât ale condițiilor A, cât și ale B, în care valorile SV/VET, HR, SV și CO were au fost semnificativ mai mari comparativ cu repausul și faze statice. După cum a raportat recent Marongiu și colab. [16] într-un experiment similar, acest scenariu hemodinamic a fost probabil cauzat de efectul combinat al retragerii vagale și activării simpatice legate de exercițiu în timpul fazelor de ascensiune și coborâre.

Spre deosebire de studiul menționat anterior, în această cercetare, în timpul fazei statice în stare de repaus alimentar, răspunsul de scufundare a fost bine evocat cu o scădere a CO datorită unei diminuări simultane a HR și SV. În opinia noastră, starea de post a determinat o disponibilitate crescută a resurselor circulatorii în comparație cu starea de mic dejun. Acest rezultat este în acord cu rezultatele Lemaitre și colab. [17] care au raportat că răspunsul la scufundări a fost suficient de puternic pentru a înlătura stimulul exercițiului muscular la scafandrii de elită care au arătat bradicardie efectuând scufundări profunde în timpul unei scufundări reale în mare. Din păcate, autorii acestei cercetări nu au raportat nicio informație cu privire la starea metabolică a scafandrilor lor. Din acest punct de vedere hemodinamic, rezultatele studiului de față sugerează că starea de post este condiția optimă în care se pot efectua scufundări scurte, deoarece asigură un răspuns optim la scufundări, fără nicio scădere a nivelului de glucoză plasmatică. Cu toate acestea, chiar dacă în testul A micul dejun a fost consumat cu trei ore înainte de scufundare, acest lucru nu poate exclude complet o cantitate de sânge splanchnic, care poate duce la disconfort și, prin urmare, la un timp de apnee mai scurt decât B.

Limitarea studiului

Concluzii

Datele prezentului studiu subliniază modul în care ajustările metabolice și hemodinamice ale răspunsului la scufundări sunt legate de un echilibru adecvat între starea metabolică și splancnic, care poate îmbunătăți răspunsul de scufundare în timpul unei singure scufundări la o adâncime de 30 m, în condiții de siguranță sănătatea sportivului. Deși sunt necesare studii la scară mai mare pentru a confirma rezultatele noastre, ele sugerează posibilitatea ca scafandrii să își poată îmbunătăți în siguranță performanța printr-o mai bună gestionare a dietei lor legată de antrenament și competiție.

Abrevieri

ANOVA, Analiza varianței; BLa, lactat din sânge; BM, Masa corporală; CO, debit cardiac; CO2, dioxid de carbon; FFM, masă fără grăsimi; FM, masă grasă; FT3, triiodotironină gratuită; FT4, tiroxină liberă; Glu, glicemie; HR, ritm cardiac; IC, cardiografie de impedanță; MBP, tensiunea arterială medie; MDT, durata medie a timpului; PAL, nivel de activitate fizică; SA, apnee statică; SaO2, saturație arterială de O2; SV, Volumul accident vascular cerebral; SVR, rezistență vasculară sistemică; TBW, Apa corporală totală; TFI, indicele lichidului trans-toracic; TSH, hormon stimulator al tiroidei; VET, timp de ejecție ventriculară; Δ, Delta

Referințe

Rodriguez NR, DiMarco NM, Langley S. Poziția Asociației Dietetice Americane, Dieteticienii din Canada și Colegiul American de Medicină Sportivă: nutriție și performanță atletică. J Am Diet Conf. Univ. 2009; 109: 509-27.

Benardot D, Zimmermann W, Cox GR, Marks S. Recomandări nutriționale pentru scafandri. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2014; 24: 392-403.

Lindholm P, Gennser M. Hipoxie agravată în timpul respirațiilor după exerciții prelungite. Eur J Appl Physiol. 2005; 93: 701-7.

Lindholm P, Conniff M, Gennser M, Pendergast D, Lundgren C. Efectele postului și ale consumului de carbohidrați asupra duratei apneei voluntare de odihnă. Eur J Appl Physiol. 2007; 100: 417-25.

Schagatay E, Lodin-Sundström A. Postul îmbunătățește performanța apneei statice la scafandrii de elită fără un risc sporit de sincopă. Eur J Sport Sci. 2014; 14: 57-64.

Fidanza F, Gentile MG, Porrini MA. Chestionar semi-cantitativ auto-administrat cu frecvență alimentară cu citire optică și validarea sa concomitentă. Eur J Epidemiol. 1995; 11: 163-70.

Durnin J, Womersley J. Grăsimea corporală evaluată din densitatea corporală totală și estimarea acesteia din grosimea pielii: măsurători pe 481 de bărbați și femei cu vârste cuprinse între 16 și 72 de ani. Br J Nutr. 1974; 32: 77–97.

Wang Z, Deurenberg P, Wang W, Pietrobelli A, Baumgartner RN, Heymsfield SB. Hidratarea masei corporale fără grăsimi: revizuirea și critica unei constante clasice de compoziție corporală. Sunt J Clin Nutr. 1999; 69: 833–41.

Howley ET, Bassett DR, Welch HG. Criterii pentru absorbția maximă de oxigen: recenzie și comentarii. Cu Sci Sports Exerc. 1995; 27: 1292–301.

Tocco F, Marongiu E, Pinna M, Roberto S, Pusceddu M, Angius L, Migliaccio GM, Milia R, Concu A, Crisafulli A. Evaluarea ajustărilor circulatorii în timpul apneei subacvatice la scafandrii de elită prin intermediul unui dispozitiv portabil. Acta Physiol Scand. 2013; 207: 290-8.

Charloux A, Lonsdorfer-Wolf E, Richard R, Lampert E, Oswald-Mammosser M, Mettauer B, Geny B, Lonsdorfer J. Un nou dispozitiv cardiografic de impedanță pentru evaluarea neinvazivă a debitului cardiac în repaus și în timpul exercițiului: comparație cu metoda „directă” Fick. Eur J Appl Physiol. 2000; 82: 313-20.

Crisafulli A, Orrù V, Melis F, Tocco F, Concu A. Hemodinamica în timpul recuperării active și pasive dintr-un singur atac de exercițiu supramaximal. Eur J Appl Physiol. 2003; 89: 209-16.

Concu A, Marcello C. Răspunsul la volumul accidentului vascular cerebral la exerciții progresive la sportivi implicați în diferite tipuri de antrenament. Eur J Appl Physiol. 1993; 66: 11-7.

Crisafulli A, Salis E, Tocco F, Melis F, Milia R, Pittau G, Caria MA, Solinas R, Meloni L, Pagliaro P, Concu A. Răspunsul hemodinamic central afectat și vasoconstricția exagerată în timpul activării metaboreflexului muscular la pacienții cu insuficiență cardiacă. Sunt J Physiol. 2007; 292: 2988-96.

Crisafulli A, Milia R, Lobina A, Caddeo M, Tocco F, Concu A, Melis F. Efectul hemodinamic al activării metaboreflexului la bărbați după alergarea peste și sub viteza pragului anaerob. Exp Physiol. 2008; 93: 447-57.

Marongiu E, Crisafulli A, Ghiani G, Olla S, Roberto S, Pinna M, Pusceddu M, Palazzolo G, Sanna I, Concu A, Tocco F. Răspunsuri cardiovasculare în timpul scufundărilor libere în mare. Int J Sports Med. 2015; 36: 297-301.

Lemaître F, Lafay V, Taylor M, Costalat G, Gardette B. Aspecte electrocardiografice ale scufundărilor profunde la scafandrii de elită care țin respirația. Subteran Hyperb Med. 2013; 40: 145–54.

Robin ED, Ensinck J, Hance AJ, Newman A, Lewiston N, Cornell L, Davis RW, Theodore J. Glucoreglare și scufundări simulate în sigiliul portului Phoca vitulina. Sunt J Physiol. 1981; 241: R293–300.

Vázquez-Medina JP, Soñanez-Organis JG, Rodriguez R, Viscarra JA, Nishiyama A, Crocker DE, Ortiz RM. Postul prelungit activează Nrf2 la elefanții post-înțărcați. J Exp Biol. 2013; 216: 2870-8.

Scholander PF. Adaptare fiziologică la scufundări la animale și la om. Harvey Lect Ser. 1962; 57: 93-110.

Weingartner GM, Thornton SJ, Andrews RD, Enstipp MR, Barts AD, Hochachka PW. Efectele hipertiroidismului indus experimental asupra fiziologiei scufundării focilor de port (Phoca vitulina). Fiziol frontal. 2012; 3: 380.

Ayme K, Rossi P, Gavarry O, Chaumet G, Boussuges A. Modificări cardiorespiratorii induse de exerciții de intensitate scăzută efectuate în apă sau pe uscat. Appl Physiol Nutr Metab. 2015; 40: 309-15.

Marabotti C, Belardinelli A, L’Abbate A, Scalzini A, Chiesa F, Cialoni D, Passera M, Bedini R. Funcția cardiacă în timpul scufundării respirației la oameni: un studiu ecocardiografic. Subteran Hyperb Med. 2008; 35: 83-90.

Mulțumiri

Suntem recunoscători instructorilor și scafandrilor din Blue World ASD pentru sugestii și ajutor în realizarea acestui protocol.

De asemenea, îi suntem recunoscători dlui. Alberto Kalb pentru ajutorul său tehnic în asamblarea dispozitivului New Core.

Mulțumim și dl. Barry Mark Wheaton pentru asistența sa lingvistică și de editare.

Finanțarea

Această cercetare a fost susținută de Universitatea din Cagliari.

Secțiunea de disponibilitate a datelor și a materialelor

Datele nu vor fi partajate deoarece Universitatea din Cagliari nu sprijină tehnic și legal autorii acestei politici.

Contribuțiile autorilor

Studiul a fost proiectat de FT și GG; datele au fost colectate și analizate de EM, SO, MP, MP, IS, GP și SR; interpretarea datelor a fost realizată de FT, GG și AC. Pregătirea manuscriselor a fost efectuată de FT și GG. Toți autorii au aprobat versiunea finală a acestei lucrări.

Interese concurente

Autorii declară că nu au interese concurente.

Informatia autorului

Afilieri

Departamentul de Științe Medicale, Școala de Medicină Sportivă, Laboratorul de Fiziologie Sportivă, Universitatea din Cagliari, Via Porcell 4, 09124, Cagliari, Italia

Giovanna Ghiani, Elisabetta Marongiu, Sergio Olla, Marco Pinna, Matteo Pusceddu, Girolamo Palazzolo, Irene Sanna, Silvana Roberto, Antonio Crisafulli & Filippo Tocco

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar

Puteți căuta acest autor și în PubMed Google Scholar