تأثیر 8 هفته تمرینات ترکیبی، هوازی تناوبی و هوازی تداومی بر ظرفیت های ریوی، شاخص های نکروز تنفسی-ریوی و عملکرد نظامیان در آب و هوای سرد و کوهستانی

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

مرکز تحقیقات بیومکانیک بالینی و ارگونومی، دانشگاه علوم پزشکی آجا، تهران، ایران

چکیده

زمینه و هدف: رابطه نزدیک و مؤثری بین آمادگی جسمانی و کارایی دستگاه تنفسی وجود دارد، به­‌طوری­‌که به­ عنوان یکی از عوامل مهم موفقیت در ماموریت‌های سازمانی، بویژه در شرایط آب و هوایی نامتعارف (سرد و کوهستانی) مطرح شده و در پیشگیری از مشکلات تنفسی نقش مهمی ایفا می­‌کند. پژوهش حاضر به منظور مقایسه تأثیر تمرین هوازی، مقاومتی و ترکیبی بر حجم‌ها و ظرفیت‌های ریوی، شاخص‌های نکروز تنفسی ریوی و عملکرد نظامیان 45-30 سال در شرایط آب و هوای سرد و کوهستانی انجام شد.
روش‌ها: تعداد 40 مرد نظامی با محدوده سنی 45-30 سال به­‌طور تصادفی در چهار گروه 10 نفری، شامل: گروه تمرین ترکیبی، گروه هوازی تناوبی، گروه هوازی تداومی و گروه کنترل تقسیم شدند. برنامه تمرینی به مدت 8 هفته، به صورت سه جلسه در هفته و هر جلسه 90 دقیقه با شدت 60% تا 80% حداکثر تکرار بیشینه (در تمرینات ترکیبی) و 60% تا 80% ضربان قلب بیشینه (در تمرینات هوازی) در شرایط آب و هوای سرد (با اختلاف دمایی 5% پایین‌­تر از میانگین دمای روزانه) و کوهستانی شهر تبریز اجرا گردید. ظرفیت‌های ریوی و شاخص‌های سرمی پروتئین سلولی کلارا 16 (CC16) و پروتئین D سورفکتانت (SPD) و رکورد دو 3000 متر در گروه­‌های تمرینی، قبل و بعد از اتمام برنامه تمرینی به ترتیب از طریق آزمون دستگاه اسپیرومتر، روش آزمایشگاهی الکتروکمی­لومینسانس و آزمون میدانی ارزیابی شد. برای بررسی تفاوت‌های درون‌گروهی و بین­‌گروهی به ترتیب از آزمون­‌های آماری t همبسته و واریانس یک‌راهه و تست تعقیبی بنفرونی استفاده شد. به‌منظور تحلیل آماری از نرم‌افزارSPSS  نسخه 22 استفاده شد و 0/05P < span style="color:black">< سطح معناداری در نظر گرفته شد.
یافته‌ها: اجرای 8 هفته برنامه پروتکل تمرینات ترکیبی، تناوبی هوازی و تداومی هوازی به­‌طور معناداری میزان ظرفیت‌های ریوی، رکورد آزمون کوپر (دوی 3000 متر) نظامیان را بهبود بخشید (0/05P<) و شاخص‌های پلاسمایی CC16 و SPD را به‌طور معناداری کاهش داد (0/05P<). در مقایسه بین‌گروهی بهبود مقادیر این شاخص‌ها در گروه تمرینات ترکیبی نسبت به گروه تمرینات تناوبی هوازی (0/05P<) و گروه تمرینات تداومی هوازی (0/05P<) معنادار بود.
نتیجه‌گیری: اجرای 8 هفته تمرینات ترکیبی در مقایسه با تمرینات هوازی تداومی و تناوبی در کاهش پاسخ‌های نکروز و کاتابولیکی خطرزا و افزایش ظرفیت‌های دستگاه تنفسی و بهبود عملکرد در شرایط آب و هوای سرد و کوهستانی مؤثرتر است.

کلیدواژه‌ها


1. Malkawi AM, Meertens RM, Kremers SP, Sleddens EF. Dietary, physical activity, and weight management interventions among active-duty military personnel: a systematic review. Military Medical Research. 2018 Dec;5(1):1-2. 2. Fayed H. The effect of complex training on antioxidants, certain physical education and Record level of 50M crawl swimming for young swimmers. Ovidius University Annals, Series Physical Education and Sport/Science, Movement and Health. 2015 Jun 15;15(2 S1):379-86. 3. Enright SJ, Unnithan VB, Heward C, Withnall L, Davies DH. Effect of high-intensity inspiratory muscle training on lung volumes, diaphragm thickness, and exercise capacity in subjects who are healthy. Physical therapy. 2006 Mar 1;86(3):345-54. 4. Munibuddin A, Khan ST, Choudhari SP, Doiphode R. Effect of traditional aerobic exercises versus sprint interval training on pulmonary function tests in young sedentary males: a randomised controlled trial. Journal of clinical and diagnostic research: JCDR. 2013 Sep;7(9):1890. 5. Litchke LG, Russian CJ, Lloyd LK, Schmidt EA, Price L, Walker JL. Effects of respiratory resistance training with a concurrent flow device on wheelchair athletes. The journal of spinal cord medicine. 2008 Jan 1;31(1):65-71. 6. Fesharaki M, Omolbanin Paknejad SM, Kordi R. The effects of aerobic and strength exercises on pulmonary function tests and quality of life in asthmatic patients. Tehran University Medical Journal. 2010 Sep 1;68(6).[Persian] 7. Langdeau JB, Turcotte H, Bowie DM, Jobin J, Desgagne P, Boulet LP. Airway hyperresponsiveness in elite athletes. American journal of respiratory and critical care medicine. 2000 May 1;161(5):1479-84. 8. Moradians V, Rahimi A, Moosavi SA. Effect of eight-week aerobic, resistive, and interval exercise routines on respiratory parameters in non-athlete women. Tanaffos. 2016;15(2):96. 9. Singh VP, Jani H, John V, Singh P, Joseley T. Effects of upper body resistance training on pulmonary functions in sedentary male smokers. Lung India: official organ of Indian Chest Society. 2011 Jul;28(3):169. 10. D’Amato M, Molino A, Calabrese G, Cecchi L, Annesi-Maesano I, D’Amato G. The impact of cold on the respiratory tract and its consequences to respiratory health. Clinical and translational allergy. 2018 Dec;8(1):1-8. 11. Riera F, Bellenoue S, Fischer S, Méric H. Impact of a Cold Environment on the Performance of Professional Cyclists: A Pilot Study. Life. 2021 Dec 1;11(12):1326. 12. Kennedy MD, Lenz E, Niedermeier M, Faulhaber M. Are respiratory responses to cold air exercise different in females compared to males? Implications for exercise in cold air environments. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020 Sep;17(18):6662. 13. Fu SH, Gasparrini A, Rodriguez PS, Jha P. Mortality attributable to hot and cold ambient temperatures in India: a nationally representative case-crossover study. PLoS medicine. 2018 Jul 24;15(7):e1002619. 14. Wakabayashi H, Oksa J, Tipton MJ. Exercise performance in acute and chronic cold exposure. The journal of physical fitness and sports medicine. 2015 May 25;4(2):177-85. 15. Hu Z, Wu J, Yang L, Gu Y, Ren H. Physiological and perceptual responses of exposure to different altitudes in extremely cold environment. Energy and Buildings. 2021 Jul 1;242:110844. 16. Wu J, Hu Z, Han Z, Gu Y, Yang L, Sun B. Human physiological responses of exposure to extremely cold environments. Journal of thermal biology. 2021 May 1;98:102933. 17. Eklund L, Schagatay F, Tufvesson E, Sjöström R, Söderström L, Hanstock HG, Sandström T, Stenfors N. An experimental exposure study revealing composite airway effects of physical exercise in a subzero environment. International Journal of Circumpolar Health. 2021 Jan 1;80(1):1897213. 18. Tufvesson E, Svensson H, Ankerst J, Bjermer L. Increase of club cell (Clara) protein (CC16) in plasma and urine after exercise challenge in asthmatics and healthy controls, and correlations to exhaled breath temperature and exhaled nitric oxide. Respiratory medicine. 2013 Nov 1;107(11):1675-81. 19. Nikniaz L, Ghojazadeh M, Nateghian H, Nikniaz Z, Farhangi MA, Pourmanaf H. The interaction effect of aerobic exercise and vitamin D supplementation on inflammatory factors, anti-inflammatory proteins, and lung function in male smokers: a randomized controlled trial. BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation. 2021 Dec;13(1):1-8. 20. Kurowski M, Jurczyk J, Jarzębska M, Moskwa S, Makowska JS, Krysztofiak H, Kowalski ML. Association of serum Clara cell protein CC16 with respiratory infections and immune response to respiratory pathogens in elite athletes. Respiratory research. 2014 Dec;15(1):1-0. 21. Nandy D, Sharma N, Senapati S. Systematic review and meta-analysis confirms significant contribution of surfactant protein D in chronic obstructive pulmonary disease. Frontiers in genetics. 2019 Apr 17;10:339. 22. Romberg K, Bjermer L, Tufvesson E. Exercise but not mannitol provocation increases urinary Clara cell protein (CC16) in elite swimmers. Respiratory medicine. 2011 Jan 1;105(1):31-6. 23. Rawashdeh A, Alnawaiseh N. The effect of high-intensity aerobic exercise on the pulmonary function among inactive male individuals. Biomedical and Pharmacology Journal. 2018 Jun 25;11(2):735-41. 24. Fernández-Real JM, Valdés S, Manco M, Chico B, Botas P, Campo A, Casamitjana R, Delgado E, Salvador J, Fruhbeck G, Mingrone G. Surfactant protein d, a marker of lung innate immunity, is positively associated with insulin sensitivity. Diabetes care. 2010 Apr 1;33(4):847-53. 25. Winkler C, Atochina-Vasserman EN, Holz O, Beers MF, Erpenbeck VJ, Krug N, Roepcke S, Lauer G, Elmlinger M, Hohlfeld JM. Comprehensive characterisation of pulmonary and serum surfactant protein D in COPD. Respiratory research. 2011 Dec;12(1):1-1. 26. Ju CR, Liu W, Chen RC. Serum surfactant protein D: biomarker of chronic obstructive pulmonary disease. Disease markers. 2012 Jan 1;32(5):281-7. 27. Moraga FA, Osorio J, Jiménez D, Calderón-Jofré R, Moraga D. Aerobic capacity, lactate concentration, and work assessment during maximum exercise at sea level and high altitude in miners exposed to chronic intermittent hypobaric hypoxia (3,800 m). Frontiers in Physiology. 2019 Sep 6;10:1149. 28. Shamohammadi F, Moradi F, Pashaei S. The Comparison Study of the Effect of Continuous and Interval Aerobic Training on Pulmonary and Cardiorespiratory Functions of Active Young Girls. Nafas, 2018, Vol. 5, No. 3, Pages: 33-4. [Persian] 29. Hanstock HG, Ainegren M, Stenfors N. Exercise in sub-zero temperatures and airway health: implications for athletes with special focus on heat-and-moisture-exchanging breathing devices. Frontiers in Sports and Active Living. 2020 Apr 28;2:34. 30. Irandoust K. The effects of selected aerobic exercises on pulmonary functions of high school obese girls. International journal of school health. 2015 Oct 1;2(4):32-6. 31. Bougault V, Turmel J, Boulet LP. Comparison of airway damage after swimming and indoor cycling in swimmers. 32. Nazem F, Izadi M, Jaliliu M, Keshvarz B. Impact of aerobic exercise and detraining on pulmonary function indexes in obese middle-aged patients with chronic asthma. Journal of Arak University of Medical Sciences. 2013 Feb 10;15(9):85-93. [Persian] 33. Parastesh M. Effect of concurrent training (endurance-resistance) on serum level of prostate specific antigen (PSA), cardiorespiratory endurance, muscular strength and body composition in men over 50. Daneshvar Medicine. 2020 Sep 26;27(4):11-8. 34. Khalafi M, Sakhaei MH, Rosenkranz SK, Symonds ME. Impact of concurrent training versus aerobic or resistance training on cardiorespiratory fitness and muscular strength in middle-aged to older adults: A systematic review and meta-analysis. Physiology & Behavior. 2022 Jun 18:113888. 35. Jesus LT, Baltieri L, Oliveira LG, Angeli LR, Antonio SP, Pazzianotto-Forti EM. Effects of the Pilates method on lung function, thoracoabdominal mobility and respiratory muscle strength: non-randomized placebo-controlled clinical trial. Fisioterapia e Pesquisa. 2015 Jul;22:213-22. 36. Dunham C, Harms CA. Effects of high-intensity interval training on pulmonary function. European journal of applied physiology. 2012 Aug;112(8):3061-8. 37. Diment BC, Fortes MB, Edwards JP, Hanstock HG, Ward MD, Dunstall HM, Friedmann PS, Walsh NP. Exercise intensity and duration effects on in vivo immunity. Medicine and science in sports and exercise. 2014 Nov 3;47(7):1390-8. 38. Khosravi M, Tayebi SM, Safari H. Single and concurrent effects of endurance and resistance training on pulmonary function. Iranian journal of basic medical sciences. 2013 Apr;16(4):628. 39. Azad A, Gharakhanlou R, Niknam A, Ghanbari A. Effects of aerobic exercise on lung function in overweight and obese students. Tanaffos. 2011;10(3):24. 40. Burich R, Teljigović S, Boyle E, Sjøgaard G. Aerobic training alone or combined with strength training affects fitness in elderly: randomized trial. European journal of sport science. 2015 Nov 17;15(8):773-83. 41. Levin GT, Mcguigan MR, Laursen PB. Effect of concurrent resistance and endurance training on physiologic and performance parameters of well-trained endurance cyclists. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2009 Nov 1;23(8):2280-6. 42. Park J, Han D. Effects of high intensity aerobic exercise on treadmill on maximum-expiratory lung capacity of elderly women. Journal of Physical Therapy Science. 2017;29(8):1454-7. 43. Elgushy HE. The impact of concurrent training on certain pulmonary, physical variables and record level of middle distances for young athletics. Ovidius University Annals, Series Physical Education & Sport/Science, Movement & Health. 2016 Jul 2;16. 44. Burtscher M, Philadelphy M, Gatterer H, Burtscher J, Likar R. Submaximal exercise testing at low altitude for prediction of exercise tolerance at high altitude. Journal of travel medicine. 2018;25(1):tay011. 45. Greaney JL, Kenney WL, Alexander LM. Neurovascular mechanisms underlying augmented cold‐induced reflex cutaneous vasoconstriction in human hypertension. The Journal of Physiology. 2017 Mar 1;595(5):1687-98. 46. Comyns T. Application of complex training within strength and conditioning programmes. InISBS-Conference Proceedings Archive 2009 Aug 30. 47. Motamedi P, Rajabi H, Ebrahimi E. The effect of interval and continues aerobic and resistance training on electromyografical indices in well trained athlete, 2012, Journal of Motion and Sports Sciences, 8(15), 46. 48. Bolger C, Tufvesson E, Anderson SD, Devereux G, Ayres JG, Bjermer L, Sue-Chu M, Kippelen P. Effect of inspired air conditions on exercise-induced bronchoconstriction and urinary CC16 levels in athletes. Journal of applied physiology. 2011 Oct;111(4):1059-65.