Matthew Kuennen

1 Departamentul de Științe ale Sănătății, Exercițiului și Sportului, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, New Mexico;

termotoleranța

2 Departamentul de Științe ale Sportului și Exercițiului, West Texas A&M University, Canyon, Texas;

Trevor Gillum

1 Departamentul de Sănătate, Exerciții și Științe Sportive, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, New Mexico;

3 Departamentul de Kinesiologie, Universitatea Baptistă din California, Riverside, California; și

Karol Dokladny

4 Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, New Mexico

Edward Bedrick

4 Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, New Mexico

Suzanne Schneider

1 Departamentul de Sănătate, Exerciții și Științe Sportive, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, New Mexico;

Papa Moseley

4 Departamentul de Medicină Internă, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, New Mexico

Abstract

expunerea prealabilă la un singur stres termic condiționat permite celulelor (35), țesuturilor (48) și animalelor (69) să supraviețuiască unui șoc termic altfel letal. Această protecție este tranzitorie și sincronă cu răspunsul la șoc termic. În timp ce răspunsul la șoc termic este cel mai bine cunoscut pentru rolul său în gestionarea proteinelor (44), s-a demonstrat, de asemenea, că sporește rezistența barierei epiteliale la expunerea la căldură (13-15) și reduce producția inflamatorie de citokine la animalele cu stres termic prin inhibarea NF -κB (12). Împreună, aceste îmbunătățiri sunt considerate a limita inflamația mediată de stres, prevenind translocarea endotoxinei în circulația portalului și limitând răspunsul inflamator sistemic.

Expunerea repetată la exerciții fizice, la stres de căldură sau la stres de căldură de exercițiu îmbunătățește capacitatea animalelor și a oamenilor de a disipa căldura (38, 61) și reduce incidența bolilor de căldură prin efort (5, 27). Această protecție, denumită aclimatizare la căldură, este de lungă durată (săptămâni până la luni cu expunere continuă) și rezultă din îmbunătățirea sensibilității și a ratei transpirației, a expansiunii volumului plasmatic și a proprietăților vasodilatatoare îmbunătățite ale vasculaturii cutanate (50). Aclimatizarea prin căldură invocă și răspunsul la șoc termic (38, 43, 71). De fapt, dovezile pe mai multe filuri animale, inclusiv furnici (21), șopârle (67), hidra (2) și alți locuitori ai oceanului (4, 9), sugerează că răspunsul la șoc termic este integral dezvoltării aclimatizării naturale a căldurii. Cu toate acestea, deoarece răspunsul la șoc termic este considerat a fi o adaptare care conferă în primul rând termotoleranță, până de curând (43, 71), rolul său în aclimatizarea căldurii umane a fost în mare parte trecut cu vederea.

În studiul de față, am căutat să stabilim dacă suplimentarea cu quercetină dietetică ar suprima răspunsul la șoc termic la o populație umană. Scopul nostru a fost să obținem date care să susțină rolul răspunsului la șocul de căldură în obținerea adaptărilor celulare și sistemice care duc la aclimatizarea căldurii într-o populație umană care exercită exerciții. Pentru a analiza rolul răspunsului la șocul de căldură în aceste adaptări, subiecții au finalizat de două ori un protocol standardizat de climatizare a căldurii; odată ce au făcut exerciții fizice în condiții fiziologice normale (placebo), în timp ce de altă dată, au exercitat sub influența quercetinei. Răspunsurile barierei gastrointestinale, citokinelor și HSP70 la ambele crize simple și repetate de efort/stres termic au fost măsurate la acești subiecți pentru a determina rolul răspunsului la șoc termic în adaptările celulare. Răspunsurile la temperatura corpului, ritmul cardiac și transpirația în timpul exercițiilor potrivite efectuate înainte și după aclimatizarea căldurii au fost măsurate pentru a determina rolul răspunsului la șoc termic în adaptările sistemice care transmit fenotipul aclimatizat la căldură.

MATERIALE ȘI METODE

Subiecte

Opt bărbați [(înseamnă ± SE), vârstă: 28 (± 1,6) ani, masă corporală: 77,0 (± 3,5) kg, înălțime: 178,4 (± 2,5) cm, grăsime corporală: 5,9 (± 0,7)%, absorbție maximă de oxigen 55,6 (± 2,3) ml · kg -1 -1 min -1 au participat la acest studiu. Participanții au fost sănătoși și activi fizic și nu au dezvăluit antecedente de boli de căldură sau disfuncții ale barierei gastro-intestinale. Subiecții individuali au finalizat 7 zile de exerciții de aclimatizare a căldurii fie în condiții suplimentate cu quercetină, fie cu placebo, au permis 95 (± 9) zile pentru spălarea stării, apoi au fost repetate aclimatizarea căldurii în starea opusă. Ordinea stării a fost contrabalansată, iar suplimentarea a fost dublu-orb. Datele au fost colectate în lunile de iarnă și primăvară (octombrie - martie) pentru a minimiza efectele aclimatizării naturale a căldurii. Datele au fost colectate în orele dimineții pentru a minimiza efectele variațiilor diurne în datele cardiovasculare, termoreglatorii, proteine ​​de șoc termic și citokine. Studiul a fost aprobat de comitetul de etică al Universității din New Mexico, Albuquerque, NM. Proiectarea studiului a fost înregistrată la numărul de înregistrare ClinicalTrials.gov> NCT01168739. Toți participanții la studiu au dat consimțământul scris în scris înainte de participarea la studiu. Experimentele au fost efectuate conform principiilor exprimate în Declarația de la Helsinki.

Proiectare experimentală

Subiecții au început studiul oferind măsuri inițiale de fitness [consumul maxim de oxigen (V o 2max) și grăsime corporală]. Apoi au finalizat un test de bază al permeabilității barierei gastro-intestinale, în condiții de neexerciție/stres termic. În ziua următoare, subiecții au efectuat un test standardizat de toleranță la căldură pentru a oferi măsurători de bază ale capacității lor de a tolera stresul de căldură din exercițiu. După o spălare de 7 zile, subiecții au început protocolul de aclimatizare a căldurii, care a fost efectuat sub influența fie a 2 g/zi de quercetină, fie a suplimentelor placebo (colorant alimentar sub formă de pudră). Măsuri suplimentare de permeabilitate a barierei gastro-intestinale, citokine și HSP70 au fost efectuate în prima și a șaptea zi de exercițiu de aclimatizare a căldurii, permițând cercetătorilor să examineze răspunsurile acute și dobândite de termotoleranță ale subiecților. Un al doilea test de toleranță la căldură a fost efectuat în a 6-a zi de exercițiu de aclimatizare la căldură, permițând cercetătorilor să examineze capacitatea subiecților de a se acomoda cu exerciții repetate/expunere la căldură. Figura 1 oferă o schemă a proiectării studiului. Aceste măsuri sunt descrise mai detaliat în următoarele secțiuni.