Vliv inhalovaného molekulárního vodíku na opožděný nástup svalové bolesti po chůzi z kopce s přidanou zátěží v simulované nadmořské výšce

Petr PLEVA

Master's thesis

Effect of inhaled molecular hydrogen on delayed onset muscle soreness after walking downhill with added weight at simulated altitude

Abstract:

Cílem této práce bylo vytvořit experimentální zátěžový protokol, který by simuloval zatížení při chůzi z kopce jako u vysokohorské turistiky a následně pilotně ověřit vliv krátkodobé inhalace molekulárního vodíku na subjektivně vnímanou svalovou bolest hodnocenou Vizuální analogovou škálou (VAS) a velikost poškození svalových vláken hodnocené aktivitou svalové kreatinkinázy (CK) v krevní plazmě bezprostředně před zatížením a v 0., 2., 24. a 48. hodině ve zotavení. Výzkumný soubor pro pilotní ověření zátěžového protokolu tvořili 4 muži ve věku 25,0 ? 5,5 let, tělesná hmotnost 77,7 ? 7,3 kg, výška 178,3 ? 6,5 cm, % tělesného tuku 14,6 ? 6,7 %. Experiment byl navržen jako randomizovaná, dvojitě zaslepená, placebem kontrolovaná, cross over studie a byl součástí výzkumného projektu IGA Hodnocení účinku molekulárního vodíku na průběh zotavení organismu po chůzi na běhátku s negativním sklonem v simulované nadmořské výšce reg. č. IGA_FTK_2023_012. Probandi podstoupili dva identické zátěžové protokoly s odstupem 4 týdny. Experiment probíhal na běžeckém ergometru s negativním sklonem - 15 %, rychlostí 6,5 kmh-1, s přidanou zátěží 15 % tělesné hmotnosti po dobu 90 minut v simulované výšce 2700 m (FiO2 ~ 15 %). Probandi inhalovali molekulární vodík nebo placebo po dobu 60 minut 48, 24 a 0 hodin před experimentálním zátěžovým protokolem, přičemž třetí inhalace probíhala v podmínkách normobarické hypoxie v rámci pre-aklimatizace. 60 minut po skončení zátěžového protokolu proběhla 30minutová inhalace. Probandi zaznačili na VAS škále při baseline v obou případech 0 mm, bezprostředně po zatížení H2 23,25 ? 11,90 vs. PL 37,25 ? 21,45 mm, ve 2. hodině H2 23,50 ? 10,43 mm vs. PL 33,50 ? 11,61 mm, ve 24. hodině H2 40,50 ? 15,34 mm vs. PL 50,00 ? 16,17 mm a v 48. hodině po zatížení H2 37,25 ? 16,05 mm vs. PL 41,75 ? 16,99 mm. Pro aktivitu plazmatické svalové CK byly naměřeny tyto hodnoty: při baseline H2 5333,16 ? 1749,10 pg/ml vs. PL 9089,66 ? 2152,69 pg/ml, bezprostředně po zatížení H2 8451,65 ? 2485,29 pg/ml vs. PL 13259,96 ? 4584,82 pg/ml, ve 2. hodině H2 13495,89 ? 5022,20 pg/ml vs. PL 16687,58 ? 3378,03 pg/ml, ve 24. hodině H2 21319,15 ? 13803,66 pg/ml vs. PL 31370,04 ? 16140,16 pg/ml a v 48. hodině po zatížení H2 14653,94 ? 2853,55 pg/ml vs. PL 18889,04 ? 13275,21 pg/ml. VAS i aktivita plazmatické CK byly při pilotní ověření zátěžového protokolu ve všech časových úsecích nižší při užití H2 v porovnání s PL. 0 min, 120 min a 24 h po zatížení byl zjištěn klinicky významný rozdíl mezi H2 a PL.

Abstract:

The aim of this thesis was to create an experimental load protocol that would simulated the load when walking downhill as in high-altitude hiking and subsequently to pilot test the effect of short-term inhalation of molecular hydrogen on subjective perceived muscle pain assessed with Visual anlog scale (VAS) and the extent of muscle fiber damage assessed muscle creatine kinase activity (CK) in blood plasma immediately before and after exercise in the 2nd, 24th and 48th hour after exercise. The research group for the pilot verification of load protocol consisted of 4 men aged 25.0 ? 5.5 years, body weight 77.7 ? 7.3 kg, height 178.3 ? 6.5 cm, % body fat 14.6 ? 6.7%. The experiment was designed as a randomized, double-blind, placebo-controlled, cross-over study and was part of the IGA research project "Effect of inhaled molecular hydrogen on delayed onset muscle soreness after walking downhill with added weight at simulated altitude" reg. C. IGA_FTK_2023_012. Probands underwent two identical exercise protocols 4 weeks apart. The experiment took place on a treadmill with a negative gradient of 15%, at a speed of 6.5 km/h, with an added load of 15% of body weight for 90 minutes at simulated altitude 2700 m (FiO2 ~ 15%). Probands inhaled molecular hydrogen or placebo for 60 min 48, 24, and 0 h before the experimental exercise protocol, with the third inhalation occurring under conditions of normobaric hypoxia. 60 minutes after the end of the exercise protocol, a 30-minute inhalation took place. Probands scored on the VAS scale at baseline in both cases 0 mm, immediately after load H2 23,25 ? 11,90 vs. PL 37,25 ? 21,45 mm, in the 2nd hour H2 23,50 ? 10,43 mm vs. PL 33,50 ? 11,61 mm, in the 24th hour H2 40,50 ? 15,34 mm vs. PL 50,00 ? 16,17 mm and in the 48th hour after load H2 37,25 ? 16,05 mm vs. PL 41,75 ? 16,99 mm. For the activity of plasma muscle CK were measured following values: at baseline H2 5333,16 ? 1749,10 pg/ml vs. PL 9089,66 ? 2152,69 pg/ml, immediately after load H2 8451,65 ? 2485,29 pg/ml vs. PL 13259,96 ? 4584,82 pg/ml, , in the 2nd hour H2 13495,89 ? 5022,20 pg/ml vs. PL 16687,58 ? 3378,03 pg/ml, in the 24th hour H2 21319,15 ? 13803,66 pg/ml vs. PL 31370,04 ? 16140,16 pg/ml and in the 48th hour after load H2 14653,94 ? 2853,55 pg/ml vs. PL 18889,04 ? 13275,21 pg/ml. VAS and plasma CK activity were during the pilot control of the load protocol lower in all time periods when using H2 compared to PL. A clinically significant difference between H2 and PL was found at 0 min, 120 min and 24 h after load.

Keywords

vodíkový plyn, excentrická svalová kontrakce, normobarická hypoxie, VAS škála, kreatin kináza

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Adam Jarmar

Palacký University Olomouc

Faculty of Physical Culture

Master programme / field:
Teaching P. E. for 2nd Gr. of Prim. School and Sec. School with Spec. / Teaching Physical Education for 2nd Gr. of Primary School and Secondary School with Specializations