Einfluss von Elektrolytzusätzen auf die Flüssigkeitszufuhr und das Trinkverhalten bei der Bekämpfung von Waldbränden

John S. Cuddy, MS; Julie A. Ham, MS; Stephanie G. Harger, MS; Dustin R. Slivka, PhD; Brent C. Ruby, PhD

Vom Human Performance Laboratory, University of Montana, Missoula, MT.

Objektiv

Der Zweck dieser Studie bestand darin, die Auswirkungen einer Wasser-Elektrolyt-Lösung im Vergleich zu normalem Wasser auf Veränderungen des Trinkverhaltens, des Flüssigkeitshaushalts und der Körpertemperatur während der Waldbrandbekämpfung zu vergleichen.

Methoden

Acht Teilnehmer tranken während der 15-stündigen Waldbrandbekämpfung reines Wasser, acht weitere Wasser mit Elektrolytzusatz. Die Teilnehmer trugen ein speziell ausgestattetes Trinksystem mit integriertem digitalem Durchflussmesser zur Messung der Trinkgewohnheiten (Trinkhäufigkeit und -menge). Körpergewicht und Urindichte wurden vor und nach der Schicht erfasst. Umgebungs-, Körperkern- und Hauttemperatur wurden kontinuierlich drahtlos gemessen. Die Arbeitsleistung wurde mittels Beschleunigungsmessung überwacht.

Ergebnisse

Es gab keine Unterschiede zwischen den Gruppen hinsichtlich Körpergewicht, Trinkhäufigkeit, Temperatur, Aktivität oder spezifischem Gewicht des Urins (1,019 ± 0,007 bis 1,023 ± 0,010 vs. 1,019 ± 0,005 bis 1,024 ± 0,009 für die Wasser- und die Wasser-Elektrolyt-Gruppe vor bzw. nach der Schicht; P < .05). Es gab einen Haupteffekt für die Zeit des Körpergewichts, der eine Gesamtabnahme (78,1 ± 13,3 und 77,3 ± 13,3 kg vor bzw. nach der Schicht; P < .05) über die gesamte Arbeitsschicht hinweg zeigte. Die Wassergruppe konsumierte insgesamt mehr Flüssigkeit (Haupteffekt der Behandlung) als die Wasser-Elektrolyt-Gruppe (504 ± 472 vs. 285 ± 279 ml/h ^). für die Wasser- bzw. Wasser + Elektrolyt-Gruppen; P < .05).

Abschluss

Die Zugabe einer Elektrolytmischung zu klarem Wasser verringerte den Gesamtflüssigkeitsverbrauch der Wasser + Elektrolyt-Gruppe um 220 mL·h ^-1 (3,3 l/ ^d ). Die Ergänzung von Wasser mit Elektrolyten kann die benötigte Flüssigkeitsmenge bei längerer körperlicher Betätigung reduzieren. Dies kann das Tragen von Übergewicht minimieren und möglicherweise die Ermüdung bei längerer körperlicher Betätigung verringern.

Schlüsselwörter: Brandbekämpfung, Ultraausdauer, Wasser, Elektrolytlösung, Hydratation

Einführung

Im Nordwesten der USA werden in den Sommermonaten Waldbrandbekämpfungen überall dort durchgeführt, wo Brände menschliche Gebäude, Kraftwerke oder Städte bedrohen. Die Arbeit eines Waldbrandbekämpfers (WLFF) umfasst anstrengende Arbeit während 14-tägiger Einsätze von 12 bis 16 Stunden. Dazu gehören Aktivitäten wie Wandern, das Verlegen von Leitungen, Kettensägenarbeiten und die Bekämpfung kontrollierter Brände. ^1–3 

Waldbrandbekämpfer arbeiten typischerweise in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur (≥40 °C), niedriger Luftfeuchtigkeit und unwegsamem Gelände. Sie tragen einen 12 bis 20 kg schweren Rucksack mit Verpflegung, Wasser, Sicherheitsausrüstung und Werkzeug. Ein erheblicher Anteil des Rucksackgewichts (über 50 %) besteht aus Flüssigkeiten zur persönlichen Flüssigkeitszufuhr. Um maximale Sicherheit und Arbeitsleistung zu gewährleisten, ist es für Waldbrandbekämpfer wichtig, während des Arbeitstages kein übermäßiges Gewicht zu tragen, um Ermüdungserscheinungen vorzubeugen.

Mithilfe der Methode des doppelt markierten Wassers haben wir bereits über den Energiebedarf der Waldbrandbekämpfung berichtet (12–26 MJ · d ^-1 , 2868–6214 kCal · d ^-1 ). ³ Wir haben auch über die Wasserumsatzraten bei der Waldbrandbekämpfung berichtet (6,7 ± 1,4 L·d ^-1 , 94,8 ± 24,1 mL·kg ^-1 ·d ^-1 ), und es hat sich gezeigt, dass WLFFs nach 5 Arbeitstagen etwa ¹ kg Körpergewicht verlieren.2 Dieser Gewichtsverlust war auf eine Abnahme des gesamten Körperwassers um 0,9 kg zurückzuführen, wobei sich die Osmolalität und das spezifische Gewicht des Urins nur geringfügig änderten.

Obwohl die Bekämpfung von Waldbränden kein Sport ist, spiegeln die oben genannten physiologischen Belastungen die Stoffwechselanforderungen von Ultraausdauersportlern wider. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Belastungs-Ruhe-Zyklus bei der Bekämpfung von Waldbränden etwa 1:2 beträgt, während viele Ultraausdauersportarten (z. B. Ironman-Triathlons und Ultrarunning) kontinuierlicher sind. Ein ausgeglichener Flüssigkeitshaushalt ist vor, während und nach dem Training entscheidend, damit Sportler und WLFFs optimale Leistungen erbringen können. ^4–7 

Eine ausreichende Flüssigkeitszufuhr während sportlicher Betätigung ist nicht nur wichtig, um die Leistung zu maximieren, sondern auch, um gesundheitsschädliche Probleme wie Hitzeerschöpfung, Hyponatriämie, akutes Nierenversagen oder Rhabdomyolyse zu vermeiden. ^7–9 Die Aufrechterhaltung der Euhydratation ist für Sportler und WLFFs wichtig, doch der Flüssigkeitshaushalt kann auch bei Gewichtsverlust aufrechterhalten werden. Wenn Sportler bei längerer körperlicher Belastung abnehmen, der Flüssigkeitshaushalt aber erhalten bleibt, wird vermutet, dass der Gewichtsverlust auf den Verlust von Fett und Glykogen sowie des mit Glykogen gespeicherten intrazellulären Wassers zurückzuführen ist. ^2,10,11

Umfangreiche Forschung hat die Auswirkungen von Natrium und/oder anderen Elektrolyten untersucht, die Getränken zugesetzt werden, um den Flüssigkeitshaushalt während des Trainings zu verbessern und den Flüssigkeitshaushalt nach einer Trainingseinheit schneller wiederherzustellen. ^12,13 Es gibt Hinweise darauf, dass aromatisierte Getränke bei der Flüssigkeitsaufnahme nach Belieben den Flüssigkeitshaushalt besser regulieren als normales Wasser. ^14–16 Bei längerer körperlicher Betätigung verringerte eine Natriumergänzung den Gewichtsverlust im Vergleich zu Placebo ¹⁷ und Dehydration zu reduzieren. ¹⁸ Allerdings scheint eine Natriumergänzung bei längerer körperlicher Betätigung keinen Leistungsvorteil zu bringen. ^17,19,20 Während der Rehydratation verringert die Aufnahme von Flüssigkeiten, die Elektrolyte enthalten, typischerweise die Urinausscheidung, ^21–23 bessere Wiederherstellung des Flüssigkeitshaushalts nach dem Training. Mitchell et al. zeigten jedoch keine Unterschiede im Urinvolumen, wenn große Flüssigkeitsmengen mit oder ohne Natrium konsumiert wurden.

Obwohl frühere Forschungen zu WLFFs eindeutig auf eine anspruchsvolle Arbeitsumgebung hinweisen, die den Energiehaushalt und den Flüssigkeitshaushalt auf die Probe stellt, wurden keine Daten zum Trinkverhalten und dessen Auswirkung auf den Flüssigkeitshaushalt und den thermoregulatorischen Stress erhoben. Dies wurde durch das Fehlen verfügbarer Technologien, die den Teilnehmern ungehindertes Arbeiten ermöglichen, und komfortabler Geräte zur Überwachung dieser Parameter unter Feldbedingungen eingeschränkt. Der Zweck dieser Studie bestand darin, die Auswirkungen einer Wasser-Elektrolyt-Lösung mit der von normalem Wasser auf Veränderungen des Trinkverhaltens, des Flüssigkeitshaushalts und der Körpertemperatur während der Waldbrandbekämpfung zu vergleichen. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass aufgrund der geringen zugesetzten Elektrolytmengen nur minimale Unterschiede zwischen denjenigen bestehen, die die Wasser-Elektrolyt-Lösung im Vergleich zu denjenigen, die Wasser trinken, bestehen.

Methoden

TEILNEHMER

Zu den Teilnehmern gehörten männliche (n = 12) und weibliche (n = 4) professionelle WLFFs des Typs II, die bei einem Brand im Nordwesten der USA im Einsatz waren (beschreibende Daten siehe Tabelle 1). Nach dem Eintreffen am Einsatzort wurden die Teilnehmer während einer Informationsveranstaltung rekrutiert. Vier Teilnehmer schlossen die Studie täglich ab; zwei Teilnehmer erhielten Wasser und zwei Wasser + Elektrolyt in einer Doppelblindstudie. Alle WLFFs trugen Standard-Feuerwehrausrüstung: langärmeliges Hemd und Hose aus Nomex, wadenlange Lederstiefel, ein kurzärmeliges Unterhemd aus 100 % Baumwolle, Lederhandschuhe, Schutzhelm und ein 12 bis 20 kg ^schweres Paket mit Lebensmitteln, Wasser, Sicherheitsausrüstung und Arbeitswerkzeugen. Die Studie wurde vom Institutional Review Board der University of Montana genehmigt und die Teilnehmer gaben vor der Datenerhebung ihre schriftliche Einwilligung.

EXPERIMENTELLES DESIGN

Die Teilnehmer wurden nach dem Zufallsprinzip einer von zwei Gruppen zugeteilt: Wasser (nur Wasserkonsum) und Wasser + Elektrolyt (Wasserkonsum mit Elektrolytzusatz). Der Elektrolytzusatz bestand aus einem handelsüblichen Produkt (Elete von Mineral Resources, Ogden, Utah). Jeder Liter Wasser + Elektrolyt enthielt 22,8 mmol·L ^-1 an Elektrolyten (45 mg Magnesium, 125 mg Natrium, 390 mg Chlorid, 130 mg Kalium und 20 mg Sulfat).

Nach der morgendlichen Nacktgewichts- und Ersturinprobe erhielten die Teilnehmer eine Kerntemperaturkapsel (Jonah-Kapsel, Mini Mitter, Firma Respironics, Bend, Oregon) und einen Hauttemperatursensor (Mini Mitter) an der Außenseite des linken Deltamuskels. Diese Hautstelle wurde gewählt, um Reizungen durch die während der Schicht getragene Ausrüstung und Funkgeräte zu vermeiden. Ein zusätzlicher Oberflächentemperatursensor wurde außen am VitalSense-Monitorholster (Mini Mitter) angebracht, das am Gürtel des Feuerwehrmanns getragen wurde. Anschließend durften die Teilnehmer das bereitgestellte Standardfrühstück mit unbegrenzten Portionen an Speisen und Getränken zu sich nehmen.

Nach dem Frühstück erhielten die Teilnehmer ein speziell ausgestattetes Trinksystem (CamelBak, Petaluma, Kalifornien, 3 Liter Fassungsvermögen ⁾ . Jedes System war mit einem integrierten digitalen Durchflussmesser ausgestattet, der die Messung der Trinkgewohnheiten (Trinkhäufigkeit und Trinkmenge) ermöglichte. Dieses System wurde auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit geprüft.

Die Aktivitätsdaten wurden mit den ActiCal-Aktigraphieeinheiten (Mini Mitter) nach den zuvor beschriebenen Methoden erfasst. ¹ Kurz gesagt wurden Aktivitätsmonitore initialisiert, um zu Beginn der Schicht Daten zu erfassen. Sie wurden auf einem weißen Schaumstoffquadrat (ca. 7,6 cm x 7,6 cm) platziert und in die linke Hemdtasche der Teilnehmer gesteckt. Diese Monitore erfassen Bewegungen omnidirektional und sind somit ideal für die Erfassung häufig von WLFFs ausgeführter Oberkörperbewegungen.

Nach dem Einsatz wurden die Teilnehmer angewiesen, während ihrer gesamten Schicht die gesamte Flüssigkeit über das Trinksystem zu sich zu nehmen. Sie durften während der Schicht so viel oder so wenig trinken, wie sie wollten. Feste Nahrung durften sie nach Belieben zu sich nehmen, bestehend aus einem Lunchpaket mit einem Gesamtenergiegehalt von ca. 6,3 bis 8,4 MJ (ca. 1506 bis ²⁰⁰⁸ kCal) sowie weiteren Zusatznahrungsmitteln wie Riegeln und gewürztem Trockenfleisch. Im Feld füllten die Teilnehmer ihr Trinksystem nach Bedarf auf, indem sie drei Liter Wasser in die Wasserflasche gossen und ein kleines Fläschchen Placebo oder Elektrolytmischung hinzufügten. Der Nachfüllvorgang sollte die Teilnehmer nicht über das Getränk informieren, es sei denn, sie probierten den Inhalt des Fläschchens, bevor sie ihn in die Wasserflasche füllten.

Nach Beendigung der Arbeitsschicht wurde das Nacktgewicht gemessen und die Urinproben mit einem auf destilliertes Wasser kalibrierten Handrefraktometer (Atago Uricon-NE, Farmingdale, NY) auf ihr spezifisches Gewicht untersucht. Anschließend wurden die Hautsensoren entfernt und der VitalSense-Datenlogger, das digitale Trinksystem und die Aktivitätsmonitore heruntergeladen.

STATISTISCHE ANALYSE

Die Daten wurden mittels einer gemischten Varianzanalyse (Versuch x Zeit) mit wiederholten Messungen analysiert, um Veränderungen über die Arbeitsschicht hinweg sowie zwischen den Wasser- und Wasser-Elektrolyt-Gruppen zu bewerten. Statistische Signifikanz wurde mit einem ∝-Niveau von P < .05 festgestellt.

Ergebnisse

KÖRPERGEWICHT

Es gab einen Haupteffekt der Zeit für die allgemeine Gewichtsabnahme im Nacktzustand während der Arbeitsschicht (P < 0,05) (Tabelle 2). Es gab keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen der Wasser- und der Wasser-Elektrolyt-Gruppe.

Trinkverhalten

Die Wassergruppe konsumierte über den ganzen Tag hinweg insgesamt mehr Flüssigkeit als die Wasser + Elektrolyt-Gruppe (504 ± 472 vs. 285 ± 279 mL·h ^-1 für die Wasser- bzw. Wasser-Elektrolyt-Gruppen; P < .05). Das Trinkvolumen war in den Stunden 6 bis 13 höher (Haupteffekt für die Zeit) als in Stunde 2; P < .05 (Abbildung 1). Die Trinkdaten der ersten Stunde wurden nicht ausgewertet, da sich die Besatzungen in dieser Stunde im Lager befanden und keine Flüssigkeit aus dem Trinksystem tranken.

Es gab keinen Unterschied zwischen den Gruppen hinsichtlich der Anzahl der Getränke über den Tag verteilt (93 ± 28 und 99 ± 32 Getränke·d ^-1 für die Wasser- bzw. Wasser + Elektrolyt-Gruppen (Abbildung 2). Es gab einen Haupteffekt für die Zeit, der darauf hindeutet, dass mehr Getränke · h ^-1 während der Stunden 8 bis 13 als während der Stunde 2.

TEMPERATUR

Es gab keine signifikanten Unterschiede in der Umgebungs-, Körperkern- oder Hauttemperatur zwischen der Wasser- und der Wasser-Elektrolyt-Gruppe (Abbildung 3). Die Umgebungstemperatur war zwischen der 4. und 15. Stunde im Vergleich zur 1. Stunde signifikant (P < 0,05) erhöht. Die Körperkerntemperatur war zwischen der 2. und 15. Stunde im Vergleich zur 1. Stunde signifikant (P < 0,05) erhöht. Die Hauttemperatur war zwischen der 3. und 15. Stunde im Vergleich zur 1. Stunde signifikant (P < 0,05) erhöht.

AKTIVITÄT

Es gab keinen Unterschied zwischen der Wasser- und der Wasser-Elektrolyt-Gruppe hinsichtlich der durchschnittlichen selbstgewählten Arbeitsleistung über den gesamten Arbeitstag (426 ± 328 bzw. 483 ± 311 Zählimpulse·min ^-1 ·h ^-1 für die Wasser- bzw. Wasser-Elektrolyt-Gruppe; Abbildung 4). Es gab einen signifikanten Haupteffekt für die Zeit: Die Arbeitsleistung in den Stunden 5 bis 9 und 11 war höher als in Stunde 1.

Urinspezifische Dichte

Es gab einen signifikanten Anstieg des spezifischen Uringewichts von vor der Schicht bis nach der Schicht (P < .05) (Tabelle 2). Es gab jedoch keinen Unterschied zwischen der Wasser- und der Wasser-Elektrolyt-Gruppe.

Diskussion

Das wichtigste Ergebnis der vorliegenden Studie besteht darin, dass die Versuchspersonen, denen ein Elektrolytpräparat zum Leitungswasser hinzugefügt wurde, während der 15-stündigen Bekämpfung von Waldbränden insgesamt deutlich weniger Flüssigkeit zu sich nahmen (220 ml/ ^h oder 3,3 l/ ^d ), dennoch ähnliche thermoregulatorische Stressreaktionen und Gewichtsveränderungen zeigten.

Die Teilnehmer beider Gruppen erlitten ähnliche Abnahmen des Körpergewichts (-0,5 % ± 0,9 und -1,4 % 1,3 für die Wasser- bzw. Wasser- + Elektrolyt-Gruppen) und Veränderungen des spezifischen Gewichts des Urins, obwohl die Wasser- + Elektrolyt-Gruppe 43 % weniger Flüssigkeit zu sich nahm (7,6 ± 2,4 gegenüber 4,3 ± 1,8 L·d ^-1 für die Wasser- bzw. Wasser-Elektrolyt-Gruppen) während der 15-Stunden-Schicht. Die in der Wasser-Elektrolyt-Gruppe nachgewiesene Reduzierung des Flüssigkeitsbedarfs um 43 % würde es ermöglichen, die Zeit effektiver für die direkte Waldbrandbekämpfung zu nutzen.

Es gab jedoch keine Unterschiede zwischen den Gruppen in den selbstgewählten Arbeitsleistungsmustern. Ohne Vorschläge, Empfehlungen oder Richtlinien zur Flüssigkeitsaufnahme konnten die WLFFs beider Gruppen selbst eine ausreichende Flüssigkeitsmenge auswählen, um unter schwierigen Arbeitsbedingungen ein ähnliches Flüssigkeitsniveau aufrechtzuerhalten.

Das stündliche Trinkvolumen für die Wassergruppe (504 ± 472 mL·h ^-1 ) ist im Vergleich zur Literatur ähnlich, ^4,7,11,26 Während die Wasser-Elektrolyt-Gruppe weniger verbrauchte (285 ± 279 mL·h ^-1 ) als üblicherweise berichtet. Obwohl die Intensität, mit der WLFFs arbeiten, deutlich geringer ist als bei Ultraausdauer-Trainingsveranstaltungen,1 ist die Dauer der Arbeitsschichten ähnlich oder länger als bei solchen Sportveranstaltungen. Bei der Bekämpfung von Waldbränden im australischen Busch haben Hendrie et al. ²⁶ zeigten, dass Feuerwehrleute 331 ml/ ^h verbrauchten und damit 0,9 % ihrer Körpermasse pro Stunde dehydrierten, selbst wenn Wasser und Zeit zum Trinken leicht verfügbar waren.

Die Teilnehmer der Hendrie-Studie tranken durchweg zu wenig und zeigten damit ein Muster namens „willkürliche Dehydration“, das erstmals 1947 von Adolph entdeckt wurde, als er Soldaten in der ^Wüste erforschte.27 Die typische Flüssigkeitsaufnahme bei Ultraausdauertraining liegt zwischen ~300 und 1300 ml/ ^h. (4), wobei die Aufnahme bei Ironman-Triathlons bei 716 mL·h ^-1 (11) und 1,5 L·h ^-1 liegt. ²⁸ Für WLFFs, Militärangehörige, Bergsteiger, Rucksacktouristen und andere Personen mit eingeschränkter Wasserversorgung deuten die aktuellen Daten darauf hin, dass die Zugabe zusätzlicher Elektrolyte zu Flüssigkeitsmischungen die benötigte Flüssigkeitsmenge reduzieren und somit den Transportbedarf verringern könnte. Dies wiederum reduziert den Lastentransport und den damit verbundenen Energiebedarf. Zukünftige Forschung sollte untersuchen, ob die Zugabe zusätzlicher Elektrolyte über einen längeren Zeitraum (ca. 14 Tage) die zur Aufrechterhaltung der Flüssigkeitszufuhr notwendige Flüssigkeitsmenge reduzieren würde.

In der vorliegenden Studie folgten die Umgebungsbedingungen während der Arbeitsschicht den typischen Trends für den Nordwesten der USA im Monat August: heiß und trocken, mit niedriger Luftfeuchtigkeit. Die Temperaturen schwankten zwischen 29 und 38 °C während der Stunden 6 bis 13 der Arbeitsschicht, und einige Teilnehmer erlebten häufig Umgebungstemperaturen von über 40 °C, wobei 1 Person eine durchschnittliche Umgebungstemperatur von 46,8 °C pro Stunde erlebte. Die Teilnehmer konsumierten zwischen 6 und 13 Stunden eine erheblich größere Menge Flüssigkeit, parallel zum Anstieg der Umgebungstemperaturen und der Aktivität (Abbildungen 1, 3 und 4). Während der Stunden ⁶ bis 13 (durchschnittliche Umgebungstemperatur 34,4 ± 4,6 °C) konsumierten die Teilnehmer eine durchschnittliche Menge von 568 ± 422 ml·h ^-1 Darüber hinaus tranken die Teilnehmer mit fortschreitender Arbeitsschicht und steigender Temperatur häufiger, insbesondere zwischen 6 und 13 Stunden (Abbildung 2). Die Zunahme von Trinkmenge und -häufigkeit verlief parallel zur Zunahme von Umgebungstemperatur und Aktivität. Dies deutet darauf hin, dass zunehmend stressige Umgebungsbedingungen in Verbindung mit gleichbleibender Arbeitsaktivität den Bedarf/Wunsch nach erhöhter Flüssigkeitsaufnahme erhöhen (Abbildungen 2, 3 und 4).

Trotz der großen Unterschiede im Gesamttrinkvolumen zwischen den Gruppen zeigten die WLFFs in der vorliegenden Studie ähnliche Trinkhäufigkeitsmuster. Die Teilnehmer tranken im Tagesverlauf vergleichbar oft: 93 ± 28 bzw. 99 ± 32 Mal in der Wasser- bzw. Wasser-Elektrolyt-Gruppe. Speedy et al. ¹⁷ deuteten darauf hin, dass die Natriumaufnahme während des Trainings den Durst beeinflussen könnte, was dazu führte, dass Athleten während eines Ironman-Rennens mehr Flüssigkeit zu sich nahmen als Athleten ohne Natriumzufuhr. Andere Studien, bei denen der Konsum von Getränken nach Belieben erlaubt war, zeigten, dass aromatisierte Getränke den Flüssigkeitshaushalt verbessern14–16. In Studien, bei denen die Flüssigkeitsaufnahme an die Schweißrate angepasst wurde, zeigte sich jedoch kein Vorteil durch den Konsum von Getränken mit Kochsalzlösung oder Kohlenhydraten + Elektrolyten. ^29,30

Es wurde bereits gezeigt, dass eine Natriumergänzung die Urinausscheidung verringert und das Plasmavolumen erhöht, wodurch die Rehydrierung beschleunigt wird. ^21,23 Die Wasser-Elektrolyt-Gruppe könnte durch die Elektrolytzugabe eine geringere Urinproduktion aufweisen und so den Flüssigkeitsbedarf minimieren ^, während die Wassergruppe zwar mehr trank, aber eine höhere Urinproduktion aufwies. Dies ist in der vorliegenden Studie durchaus möglich, da vermutet wird, dass die Natriumaufnahme hormonelle Kontrollmechanismen aktiviert und die Wasserausscheidung reduziert. Daten zur Urinausscheidung wurden nicht erhoben, daher handelt es sich um Spekulation. Geringe Veränderungen der Urinproduktion im Tagesverlauf, insbesondere bei einer 15-Stunden-Schicht, summieren sich jedoch über einen längeren Zeitraum.

Es ist schwierig, den Hydratationsstatus der WLFFs in der vorliegenden Studie genau zu bestimmen, da sich die Studienteilnehmer bereits seit mehreren Tagen in ihrem 14-tägigen Einsatz befanden und vor Beginn keine Basisdaten erhoben wurden. Dennoch zeigten die beiden primären Marker, die wir zur Überwachung der Hydratation, des Körpergewichts und des spezifischen Gewichts erhoben haben, keinen Unterschied zwischen den Gruppen. Der Gewichtsverlust war in der Wasser-Elektrolyt-Gruppe sowohl absolut als auch prozentual zum Körpergewicht etwas größer (wenn auch nicht signifikant). Für beide Gruppen betrug die durchschnittliche Gewichtsabnahme von vor bis nach dem Einsatz 1,0 ± 1,2 % des Körpergewichts, während das spezifische Gewicht von 1,019 ± 0,005 g·mL anstieg ^. bis 1,023 ± 0,009 g·mL ^-1 von vor bis nach der Schicht. Der geringe Gewichtsverlust der WLFFs lag innerhalb des akzeptierten Euhydratationsgrenzwerts (<2 %), wie in der jüngsten Stellungnahme des American College of Sports Medicine dargelegt. ⁷ Die nachträglich gemessene spezifische Dichte lag jedoch geringfügig über dem empfohlenen Euhydratationsgrenzwert (<1,020 g·mL ^‐1 ), der in derselben Position empfohlen wurde. Technisch gesehen würden diese beiden Variablen darauf hindeuten, dass unsere Teilnehmer den Tag euhydratisiert begannen und leicht dehydriert beendeten. Vor Beginn der Arbeitsschicht lag die spezifische Dichte des Urins jedoch nahe (0,001 g·mL ^‐1 ) am Euhydratationsgrenzwert und änderte sich dann während der 15-stündigen Waldbrandbekämpfung nur minimal (0,004 g·mL ^‐1 ). Es ist möglich, dass die WLFFs im Tagesverlauf ständig zwischen dem Punkt der Euhydratation und der Dehydratation schwanken. Angesichts des hohen Energieverbrauchs ³ und Wasserumsatzraten ² Während der Waldbrandbekämpfung führte die selbst gewählte Flüssigkeitsaufnahme zu minimalen Störungen des Flüssigkeitshaushalts der Teilnehmer (d. h. der Gewichtsverlust war minimal und das spezifische Gewicht des Urins veränderte sich kaum). Ob der leichte Gewichtsverlust, der während dieser Studie beobachtet wurde, auf Schweiß oder Substratverwertung zurückzuführen ist, wie bereits vermutet, ² ist unbekannt. Die genaue Berechnung der Schweißrate in dieser Umgebung wäre eine gewaltige Aufgabe gewesen, und aufgrund der individuellen Schwankungen der Schweißrate kann keine allgemeine Annahme getroffen werden. Weitere Forschung könnte erforderlich sein, um die Substratverwertung oder den Glykogenverlust während der Waldbrandbekämpfung zu bewerten.

Einige WLFFs meinten, dass Wasser + Elektrolyt weniger wünschenswert sei als normales Wasser, obwohl die Menge an Elektrolyten in dem Wasser + Elektrolyt-Getränk 22,8 mmol·L ^-1 betrug und damit erheblich unter den Werten lag, die die Schmackhaftigkeit beeinträchtigen könnten, wie Barr et al. ²⁹ vorgeschlagen haben. Barr et al. ²⁹ haben darauf hingewiesen, dass hohe Mengen an Elektrolyten (43–87 mmol·L ^-1 ), die dem Wasser zugesetzt werden, die Schmackhaftigkeit von Getränken verringern würden, während Speedy ¹⁷ Es wurde vermutet, dass ein erhöhter Natriumgehalt im Wasser das Verlangen nach Trinken steigert (und Sportler daher mehr Wasser trinken). Obwohl die Schmackhaftigkeit des Wasser-Elektrolyt-Getränks abnahm und somit eine geringere Wasseraufnahme im Vergleich zu Wasser erfolgte, wiesen beide Gruppen eine ähnliche Gewichtsabnahme und einen Anstieg des spezifischen Uringewichts auf. Darüber hinaus gab es keine Unterschiede in der Körperkern- oder Hauttemperatur, was auf ähnliche thermoregulatorische Stressreaktionen hindeutet.

Obwohl alle Anstrengungen unternommen wurden, externe Faktoren, die die Ergebnisse dieser Studie beeinflussen könnten, zu kontrollieren, gibt es mehrere Einschränkungen. Erstens könnte die Schmackhaftigkeit der Elektrolytlösung die Probanden von übermäßigem Flüssigkeitskonsum abgehalten haben, doch viele Teilnehmer bemerkten, dass ihre Getränke normal schmeckten. Es wurde jedoch keine Anstrengung unternommen, den Geschmack von Wasser und Wasser-Elektrolyt-Getränken anzugleichen, und es wurde kein formaler Versuch unternommen, die Schmackhaftigkeit der Elektrolytmischung zu beurteilen. Wasserflaschenpackungen verleihen dem Wasser oft einen „Plastikgeschmack“, was möglicherweise Geschmacksunterschiede der Elektrolytlösung überdeckt. Außerdem besteht die Möglichkeit, dass die WLFFs im Laufe des Tages Wasser aus anderen Quellen konsumierten. Sie hatten Zugang zu normalem Wasser und möglicherweise Sportgetränken, wurden aber angewiesen, nur aus ihrer Wasserflasche zu trinken. In langjähriger Forschung mit den WLFFs hat unser Labor festgestellt, dass sie bei ihren Bemühungen kooperativ, gewissenhaft und ehrlich waren. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Messungen der urinspezifischen Dichte und des Körpergewichts zu grob waren, um Veränderungen des Flüssigkeitshaushalts zu erkennen, oder dass normale physiologische Flüssigkeitsreserven und Kompensationsmechanismen etwaige Unterschiede minimierten. Schließlich erhoben die Forscher keine Ernährungsdaten hinsichtlich der Häufigkeit oder Menge der während der Arbeitsschicht verzehrten Snacks und Mahlzeiten. Die Nahrungsaufnahme könnte sich auf Gewichtsveränderungen ausgewirkt haben, insbesondere wenn die Probanden der Elektrolytgruppe mehr aßen. Wäre dies der Fall gewesen, wären Gewichtsunterschiede aufgrund unterschiedlicher Trinkgewohnheiten minimiert worden. Da den Teilnehmern jedoch ähnliche Lunchpakete für den Tag zur Verfügung gestellt wurden, war die Nahrungsaufnahme in beiden Gruppen höchstwahrscheinlich gleich.

Zusammenfassend war die Zugabe einer Elektrolytmischung zu normalem Wasser mit einer Verringerung des Gesamtflüssigkeitsverbrauchs der Wasser-Elektrolyt-Gruppe um 220 ml/ ^h bzw. 3,3 l/ ^d verbunden. Die Teilnehmer zeigten während 15 Stunden anstrengender Arbeit nur minimale Veränderungen ihres Hydratationsstatus, da sie ihre Flüssigkeitsaufnahme unter anspruchsvollen Umwelt- und Arbeitsbedingungen selbst steuerten. Der reduzierte Flüssigkeitstransport und -verbrauch während der längeren körperlichen Aktivität kann das Tragen von Übergewicht minimieren und möglicherweise die Ermüdung bei längeren Belastungen verringern.

Danksagung

Diese Forschung wurde vom United States Forest Service (USFS) und Mineral Resources (Hersteller von Elete) finanziert.

Verweise

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