JoVE   
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Biology

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Neuroscience

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Immunology and Infection

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Clinical and Translational Medicine

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Bioengineering

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Applied Physics

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Chemistry

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Behavior

  
You do not have subscription access to articles in this section. Learn more about access.

  JoVE Environment

|   

JoVE Science Education

General Laboratory Techniques

You do not have subscription access to videos in this collection. Learn more about access.

Basic Methods in Cellular and Molecular Biology

You do not have subscription access to videos in this collection. Learn more about access.

Model Organisms I

You do not have subscription access to videos in this collection. Learn more about access.

Model Organisms II

You do not have subscription access to videos in this collection. Learn more about access.

Automatic Translation

This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages

 JoVE Biology

Egzersiz sırasında Enerji Sistemlerinin Katkısı Belirlenmesi

1, 2, 1,3, 1, 1, 4

1Laboratory of Applied Nutrition, School of Physical Education and Sport, University of Sao Paulo, 2Aerobic Performance Research Group, School of Physical Education and Sport, University of Sao Paulo, 3Laboratory of Neuromuscular Adaptations to Strength Training, School of Physical Education and Sport, University of Sao Paulo, 4Martial Arts and Combat Sports Research Group, School of Physical Education and Sport, University of Sao Paulo

Article
    Downloads Comments Metrics
     

    Summary

    Bu protokol, egzersiz ve spor bilimleri odaklanan araştırmacılar egzersizleri büyük bir çeşitlilik sırasında toplam enerji harcaması için üç farklı enerji sistemlerinin göreceli katkısı belirlemenize olanak sağlar.

    Date Published: 3/20/2012, Issue 61; doi: 10.3791/3413

    Cite this Article

    Artioli, G. G., Bertuzzi, R. C., Roschel, H., Mendes, S. H., Lancha Jr., A. H., Franchini, E. Determining the Contribution of the Energy Systems During Exercise. J. Vis. Exp. (61), e3413, doi:10.3791/3413 (2012).

    Abstract

    Metabolik talebin en önemli yönlerinden biri, belirli bir fiziksel aktivite için gerekli toplam enerji için enerji sistemlerinin göreceli katkıdır. Bazı spor bir laboratuvar (örneğin, koşu ve bisiklet) üretilemeyen, nispeten kolay olmasına karşın, spor bir dizi çok çoğaltılamaz ve kontrollü ortamlarda çalışılması gereken daha zordur. Bu yöntem, kontrollü laboratuvar ortamında taklit etmek zor sporlarda enerji sistemlerinin diferansiyel katkısını değerlendirmek için nasıl sunuyor. Burada gösterilen kavramları hemen her spor adapte edilebilir.

    Aşağıdaki fizyolojik değişkenler ihtiyaç duyulacaktır: dinlenme oksijen tüketimi, egzersiz oksijen tüketimi, egzersiz sonrası oksijen tüketimi, dinlenme plazma laktat konsantrasyonu ve egzersiz sonrası plazma pik laktat. Aerobik metabolizma katkısını hesaplamak için, istirahat ve egzersiz sırasında oksijen tüketimi gerekir. Kullanılaraktrapez yöntemi, geri kalan oksijen tüketimi karşılık gelen alan çıkarılarak, egzersiz sırasındaki oksijen tüketimi eğrisi altında kalan alan hesaplar. Alactic anaerobik metabolizmanın katkısını hesaplamak için, egzersiz sonrası oksijen tüketim eğrisi bir mono veya bi-eksponansiyel modeli (en iyi uyan biri tarafından seçilen) için ayarlanmalıdır. Daha sonra, aşağıdaki gibi, anaerobik alactic metabolizma hesaplamak için regresyon denklemleri şartları kullanın: ATP-CP metabolizma A = 1 (mL s -1.) Xt 1 (ler). Son olarak, laktik anaerobik sistemin katkısını hesaplamak için, 3 ve sporcunun vücut kitle (mL sonucu daha sonra L dönüştürülür ve kJ içine edilir) ile doruk plazma laktat çarpın.

    Metodu sürekli ve aralıklı hem egzersiz için kullanılabilir. Bu kontrollü ortamlarda taklit edilmesi zor egzersizleri ve spor adapte edilebilir olarak çok ilginç bir yaklaşımdır. Ayrıca, bu sadece birÜç farklı enerji sistemlerinin katkı ayırt yeteneğine ULLANILABİLEN yöntemi. Dolayısıyla, yöntem çalışma için arzu ekolojik geçerliliği sağlayarak, gerçek durumlarda büyük benzerliği olan spor çalışma sağlar.

    Protocol

    Giriş

    Aerobik ve anaerobik metabolizma: fiziksel bir çaba sürdürülmesi için gerekli enerji iki metabolik kaynaklardan gelmektedir. Aerobik metabolizma anaerobik metabolizmanın daha verimli olmasına rağmen çok kısa bir sürede enerji yüksek miktarda sağlayabilir anaerobik metabolizma yoluyla enerji üretimi, (yani, substrat mol başına ATP daha yüksek miktarda üretir). Bu son derece hızlı hareketler gerektiren herhangi bir durum için belirleyici olabilir.

    Her spor bu spora için eşsiz fizyolojik ve metabolik taleplerini görüşmek motor becerileri açısından belirli özelliklere sahiptir. Metabolik talebin en önemli aktivite için gerekli toplam enerji için enerji sistemlerinin göreceli katkıdır. Her sporun özel talebi belirlemek için optimize edilmiş eğitim modelleri, beslenme stratejileri ve bir üst düzeye çıkarmak olabilir ergojenik yardımlar geliştirmek için çok önemlidirthletic performans.

    Bazı sporlar bir laboratuvar ortamında çoğaltılamaz nispeten kolaydır, böylece sporcular değerlendirilebilir hangi kontrollü bir ortam yaratmak mümkündür. Bu, çalıştırma ve örneğin, bisiklet durumdur. Öngörülebilir hareketleri bu spor oluşturmak ve bu nedenle, onlar incelenecek kolaydır. Bazı basit donanımları kullanarak, oldukça tam sporcuları, eğitim ve yarışmalar gibi gerçek durumlarda, gerçekleştirdiğiniz aynı hareketleri taklit etmek mümkündür. Gerçekten de, bu spor daha yaygın egzersiz bilim adamları tarafından incelenmiş ve daha kapsamlı ve güvenilir bir bilimsel literatür ile yararlanmıştır edilmiştir.

    Diğer taraftan, spor bir dizi laboratuarda çoğaltılabilir çok daha zordur. Bu spor öngörülemeyen ve ortak (lar) ve rakip (ler) eylemleri bağlıdır. Bu doğru bir laboratuvarda rekabet koşulları ve asse bir yetersizlik yeniden bir yetersizlik yol açareğitim veya yarışma sırasında ya alanında ss bu sporcular. Belki de bu sorunların, onlar bilim adamlarından çok daha az dikkat çekmektedir. Bu, takım sporları ve birçok bireysel spor 1 çoğunluğunun durumda.

    Bu açıdan baktığımızda da, kontrollü laboratuvar şartlarında üretilmesi güç olan spor enerji sistemlerinin diferansiyel katkısını değerlendirmek için nasıl tanımlamak amaçlanmıştır. Judo çok karmaşık ve öngörülemeyen spor olduğu için, bir örnek olarak judo kullanacağız. Ancak, burada gösterilen kavramların farklı spor bir dizi adapte edilebilir.

    1. At Rest Fizyolojik Ölçümler

    1. Daha önce sporcunun vücut kitle ölçün / o egzersiz başlatır.
    2. Egzersiz başlamadan önce, kulak memesi veya parmak ucu küçük bir dinlenme kan örneği toplamak ve bütün deneysel prosedür tamamlanana kadar buz üzerinde tutmak.
    3. Ardından, cal yerleştirinsporcunun performans göstereceği hareketleri, ve beş dakika boyunca kayıt dinlenme veya bazal oksijen tüketimi bağlıdır en uygun pozisyon, portatif gaz analizörü ibrated. Bazal ölçüm sırasında sporcunun kendi / ayaklarının üzerinde duran sessiz kalmak zorunda (egzersiz ayakta pozisyonda yapılacaktır) veya egzersiz cycloergometer veya yapılacaktır if (kullanılacak ekipman oturdu Herhangi bir benzeri ekipman).

    2. Egzersiz sırasında Fizyolojik Ölçümler

    1. Istirahat kan örneği toplama ve oksijen tüketimi dinlendirildikten sonra, size eğitim olduğunuz spesifik bir egzersiz başlamak için atlet isteyebilir. Taşınabilir gaz analizörü hiç egzersiz ve egzersiz donanımları zarar vermez engel olacak bir konumda olmalıdır. Egzersiz süresince oksijen tüketiminin ölçülmesi devam edin.

    3. Egzersiz sonrası Fizyolojik Ölçümler

  • Egzersiz oksijen tüketim verileri topladıktan sonra, ekipman kapatmadan önce on dakika süreyle kayıt oksijen tüketimi tutmak. Birden fazla sporcunun aynı gün değerlendirilmektedir ise daima gaz analizörü recalibrate.
  • Egzersiz sonrası doruk plazma laktat belirlemek için, egzersizden hemen sonra egzersiz, üç, beş ve yedi dakika sonra küçük bir kan örnekleri toplamak. Analize kadar buz üzerinde saklayın.
  • 4. Kan örnekleri İşleme ve Peak Plazma Laktat Belirlenmesi

    1. Tüm kan numunelerinin% 2 NaF çözüm benzer bir hacmi (yani, kan 25 ul toplanması halinde,% 2 NaF 25 uL koyun) içeren mikrotüplerdeki yerleştirilmelidir.
    2. 4 ° C'de 2.000 g hızında 5 dakika süreyle örnekleri döndürülmesiyle eritrositleri veri toplama tamamlandığında, ayrı bir plazma
    3. Plazma laktat methods2, 3 çeşitli yoluyla tespit edilebilir. Laboratuar olarak, elektrokimyasal met kullanınotomatize bir laktat analizörü (Yellow Springs 1500 Sport, Ohio) yardımı ile od.

    5.. Hesaplamalar

    1. Egzersiz oksijen tüketimi, istirahatte oksijen tüketimi çıkarılarak aerobik metabolizma tarafından üretilen net enerji hesaplayın. Istirahatte oksijen tüketimi toplam egzersiz süresi de bazal oksijen tüketimi son 30 saniye ortalama çarpılmasıyla elde edilir. Sonra, yamuk yöntemi kullanarak egzersiz oksijen tüketim eğrisi altında kalan alan hesaplar. Son olarak, egzersiz oksijen tüketimi istirahat oksijen tüketimi çıkarın.
    2. Anaerobik alactic metabolizma (yani, ATP-CP yolu) katkısı olarak Şekil 1'de, aşırı egzersiz sonrası oksijen tüketimi 4-6 arasında hızlı bileşeni olarak kabul edilebilir. Uydurma tarafından alactic sistem tarafından üretilen enerjiyi hesaplayın bir bi-veya monoexponenti post-egzersiz oksijen tüketiminin kinetiklerial eğrisi. Bu matematik 'yazılım (örneğin Microcal Origin sürüm 7.0) yardımı ile yapılabilir. En iyi (yani, en düşük kalıntı) veri setine uygun modeline göre tek veya çift üstel eğri seçin. Sonra, Denklem 2'ye göre alactic katkı hesaplamak için regresyon denklemleri (Denklem 1) tarafından sağlanan terimleri kullanırlar.
      Fiugre 1
      Şekil 1. Sırasında ve egzersiz sonrası, istirahatte elde edilen tipik bir oksijen tüketimi eğrisi şematik gösterimi.
      Denklem 1:
      Denklem 1
      Denklem 2:
      Denklem 2
      V O2 (t) t zamanında oksijen alımı, V O2baseline başlangıçta oksijen alımı, A genlik, δ zaman gecikmesi, τ, sabit bir zamanve 1 ve 2, sırasıyla, hızlı ve yavaş bileşenleri ifade eder.
    3. Laktik anaerobik sisteminin katkı hesaplamak için, bu dinlenme değerleri yukarıda laktat 1 mM gövdesi mass7 kilogramı başına tüketilen oksijen 3 mL tekabül ettiği düşünülmektedir. Böylece, delta doruk plazma laktat hesaplamak (yani, pik plazma laktat eksi istirahat plazma laktat) ve 3 ve sporcunun vücut kitle çarpın. ML oksijen elde edilen değer sonra O 2 her biri 1 L 20,92 kJ eşit olduğunu varsayarak, L ve enerji (kJ) dönüştürülür.
    4. Bu aktivite sırasında toplam enerji tüketimi ve sistemin her hesaplanabilir göreli katkısı var ve bu yüzden son olarak, her bir enerji sistemi ile elde edilen sonuçlar toplanır.

    6. Temsilcisi Sonuçlar

    Şekil 2, egzersiz sırasında ve egzersiz sonrası istirahat oksijen tüketimi bir temsilcisi eğrisi gösteriyor. InÖrneğin burada, sporcular beş dakika boyunca üç farklı judo teknikleri (o-uchi-gari, harai-Goshi ve seoi-nage) (her 15 s atmak) 8 yapıldı. Bu aralıklı egzersiz tipik bir yanıttır. Hesaplamalar sonucu, judo egzersizleri (Tablo 1) enerji sistemlerinin katkısı nihai sonuçlar elde etmiştir.

    Ek temsilcisi sonuçları Tablo 2'de gösterilmektedir. Bu örnekte, farklı rekabet düzeyleri (yani eğlence vs elit) bir kapalı kaya tırmanış düşük zorluk rota tırmanışı sırasında değerlendirildi. Bir elit atlet ve bir dinlenme sporcusu için bireysel sonuçları (Tablo 2) gösterilmiştir.

    Seoi-nague Harai-Goshi O-uchi-gari
    kJ % kJ % kJ %
    Alactic Anaerobik 46 ± 20 16.3 ± 2.8 43 ± 21 16.1 ± 2.7 36 ± 22 14.6 ± 2.8
    Aerobik 223 ± 66 82.2 ± 2.9 211 ± 66 82.3 ± 3.8 196 ± 74 84.0 ± 3.8
    Anaerobik laktik 4 ± 2 1.5 ± 0.7 5 ± 5 1.6 ± 1.4 4 ± 4 1.5 ± 1.1
    Toplam 273 ± 86 - 259 ± 91 - 237 ± 99 -
    Toplam (kJ / dk) 51.9 ± 8.7 - 49.4 ± 8.9 - 45.3 ± 19.6 -

    Tablo 1. Üç farklı judo egzersizler sırasında toplam enerji tüketimi ve enerji sistemlerinin katkısı Temsilcisi sonuçları.

    Rekabet Düzeyi Aerobik (%) Anaerobik laktik (%) Anaerobik Alactic (%) Toplam (kJ) Toplam (kJ / s) Seçkinler 40 8 52 70.4 1.00
    Eğlence 40 15 45 96.1 1.15

    Tablo 2. Düşük zorluk rota tırmanışı sırasında toplam enerji tüketimi ve enerji sistemlerinin katkısı Temsilcisi bireysel veri.

    Şekil 2
    Şekil 2. Temsilcisi sonuçları 5 dakikalık bir judo egzersiz sırasında elde edilen.

    Discussion

    Bu tavşanın göstermiştir yöntemi sürekli ve aralıklı hem tatbikat için kullanılabilir. Yöntemin en büyük avantajı ise kontrollü laboratuar ortamlarında taklit edilmesi zor egzersizleri ve spor adapte edilebilir olmasıdır. Ayrıca, bu üç farklı enerji sistemlerinin katkısı ayırt edebilen yalnızca bir yöntemdir. Dolayısıyla, yöntem çalışma 9 arzu ekolojik geçerliliği sağlayarak, gerçek durumlarda büyük benzerliği olan spor çalışma sağlar. Örneğin,. 10 su kürek yarış 2000 m glikolitik katkısı o kürek performans aerobik metabolizma üzerinde ağırlıklı olarak bağımlı olduğu anlamına gelir sadece% 7 arasında olduğu Mello ve arkadaşları tarafından yapılan son çalışma gösterdi. Benzer şekilde, Beneke ve ark tarafından yapılan bir çalışmada 4 en çok kullanılan anaerobik testler biri, Wingate Anaerobik Testi sırasında enerjinin temel kaynağı anaerobik metabolizma (% 20 aerobik olduğunu doğruladı;.% 30 alaCTIC ve% 50 glikolitik). Grubumuz tarafından yapılan son çalışmalar da bu örnekte olduğu bildirilen kapalı tırmanma 6 ve judo 8, enerji katkıları nitelendirmiştir. Gerçekten de, enerjik katkısı hakkında bilgi hatta bir test doğrulamak için ergojenik stratejileri, eğitim organizasyonu gelişimi için önemlidir.

    Bu yöntem bazı sınırlamalar vardır. İlk olarak, ekipman maliyeti biraz daha yüksek olduğu, ve özel eğitimli bir kişinin gereklidir. Çoğu spor bu teknik ile taklit edilebilir olmasına rağmen İkincisi, bu taşınabilir gaz analizörü kullanılarak incelenebilir egzersiz herhangi bir tür değildir. Son olarak, plazma laktat tam olarak faaliyet sırasında iskelet kası tarafından üretilen toplam laktat temsil etmediği şekilde, bu işlem ile elde edilen sonuçlar yerine enerjik katkı kesin bir miktar daha, çalışma sırasında bir metabolik isteğe kestirimini ile olarak kabul edilebilir. Bununla birlikte, bu yalnızca doğrulanmış olan meThOD kullanılabilir 11 üç farklı enerji sistemlerinin katkısı ayırt yeteneğine sahip.

    Disclosures

    Yazarlar bu çalışma ile ilgili çıkar çatışma var beyan ederim.

    Acknowledgements

    Biz video onu türlü işbirliği için Fabiana Benatti teşekkür ediyorum. Biz de bu alanda bizim araştırmalara destek FAPESP (# 2007/51228-0) ve CNPq (# 300133/2008-1) teşekkür ederim.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    YSI 1500 Sport Yellow Springs This equipment allows a quick and easy plasma lactate determination
    K4 b2 Cosmed This equipment is essential for measuring oxygen consumption throughout the exercise
    Software Microcal 6.0 OriginLab This software (or any other with similar capabilities) will be useful for the calculations

    References

    1. Franchini, E., Del Vecchio, F.B., Matsushigue, K.A., et al. Physiological profiles of elite judo athletes. Sports Med. 41, 147-166 (2011).
    2. Bergmeyer, H.U., Bergmeyer, J., & Grassl, M. Methods of enzymatic analysis. Academic Press, New York, (1983).
    3. Passonneau, J.V. & Lowry, O.H. Enzymatic Analysis. A Practical Guide. Humana Press, Totowa, New Jersey, (1993).
    4. Beneke, R., Pollmann, C., Bleif, I., et al. How anaerobic is the Wingate Anaerobic Test for humans? Eur. J. Appl. Physiol. 87, 388-392 (2002).
    5. Beneke, R., Beyer, T., Jachner, C., et al. Energetics of karate kumite. Eur. J. Appl. Physiol. 92, 518-523 (2004).
    6. Bertuzzi, R.C.D., Franchini, E., Kokubun, E., et al. Energy system contributions in indoor rock climbing. Eur. J. Appl. Physiol. 101, 293-300 (2007).
    7. di Prampero, P.E. & Ferretti, G. The energetics of anaerobic muscle metabolism: a reappraisal of older and recent concepts. Respir. Physiol. 118, 103-115 (1999).
    8. Franchini, E., Bertuzzi, R.C.D., Degaki, E., et al. Energy Expenditure in Different Judo Throwing Techniques. Proceedings of first joint international pre-Olympic conference of sports science and sports engineering, vol II. Bio-mechanics and sports engineering., 55-60 (2008).
    9. Calmet, M. Developing ecological research in judo. Percept. Mot. Skills. 105, 646-648 (2007).
    10. Mello, F.D., Bertuzzi, R.C., Grangeiro, P.M., et al. Energy systems contributions in 2,000 m race simulation: a comparison among rowing ergometers and water. Eur. J. Appl. Physiol. 107, 615-619 (2009).
    11. Bertuzzi, R.C., Franchini, E., Ugrinowitsch, C., et al. Predicting MAOD using only a supramaximal exhaustive test. Int. J. Sports Med. 31, 477-481 (2010).

    Comments

    1 Comment

    This is an impressive study, I will be showing my exercise physiology professor. We are currently studying energy metabolism and I find it fascinating.

    http://www.exercise-science-guide.com
    Reply

    Posted by: Brian J.December 24, 2012, 12:53 AM

    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Metrics

    Waiting
    simple hit counter