Questo protocollo integra la tecnologia NIRS (Near Infrared Spectroscopy) per valutare i cambiamenti ematologici e di ossigenazione localizzati a livello della corteccia prefrontale, dei muscoli respiratori (m.Intercostali) e locomotori (m.Vastus Lateralis) durante i test da sforzo cardiopolmonare, consentendo l'identificazione dei fattori limitanti centrali e periferici che influenzano le prestazioni dell'esercizio.
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Articolo metodologico
Utilizzo di dispositivi indossabili per spettroscopia nel vicino infrarosso per identificare le limitazioni centrali rispetto a quelle periferiche durante l'esercizio
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
Il gold standard per valutare la capacità aerobica nei soggetti fisicamente attivi e negli atleti è il test del consumo massimo di ossigeno (VO2-max), che prevede l'analisi dei gas espirati e delle variabili cardiorespiratorie ottenute con il metodo respiro per respiro in un ergospirometro durante un esercizio incrementale. Tuttavia, questo metodo non può chiarire i cambiamenti metabolici a livello muscolare. La spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS) è emersa come una tecnologia preziosa per valutare i livelli locali di ossigeno (Tissular Saturation Index, TSI) quantificando le concentrazioni di emoglobina ossigenata (O 2-Hb) e deossigenata (H-Hb) nella microvascolarizzazione dei tessuti. Le applicazioni NIRS si estendono ai muscoli respiratori e locomotori, valutando i cambiamenti metabolici associati rispettivamente al costo della respirazione (COB) e al carico di lavoro periferico. Inoltre, le regioni cerebrali, come la corteccia prefrontale, sono state esplorate con la tecnologia NIRS per valutare i cambiamenti fisiologici legati alla domanda cognitiva associata alla pianificazione o all'ideazione di compiti motori legati alle prestazioni sportive. Pertanto, analizzando i cambiamenti indotti dall'esercizio (D) in O 2-Hb, H-Hb e TSI, è possibile identificare i limiti centrali e periferici dell'esercizio, in particolare quando l'allenamento di resistenza è la componente principale della forma fisica (ad esempio, corsa, ciclismo, triathlon, ecc.). Affrontare questi fattori è fondamentale per allenatori e fisiologi dell'esercizio per ottimizzare le prestazioni atletiche, incorporando strategie di allenamento incentrate sui principali fattori limitanti l'esercizio. Questo studio delinea un protocollo per l'utilizzo di dispositivi indossabili dotati di tecnologia NIRS per analizzare i cambiamenti dell'esercizio in TSI, O 2-Hb e H-Hb, insieme alle variabili cardiorespiratorie tipicamente registrate negli atleti durante i test VO2-max. Questo approccio offre un metodo completo per identificare i sistemi primari coinvolti nell'arresto della progressione dell'esercizio e nel miglioramento delle prestazioni sportive.
Introduzione
Gli atleti di resistenza si affidano a un equilibrio efficiente tra l'apporto e l'assorbimento di ossigeno per sostenere l'esercizio ad alta intensità e migliorare le loro prestazioni atletiche 1,2. Il test del consumo massimo di ossigeno (VO2-max) è una valutazione fisiologica vitale che determina le prestazioni sportive analizzando i gas espirati e le variabili cardiorespiratorie durante l'intensità dell'esercizio incrementale1. Questa valutazione, nota come ergospirometria o test da sforzo cardiopolmonare (CPET), riflette la risposta all'e....
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Protocollo
Il protocollo è stato approvato dall'Institutional Review Board della Pontificia Universidad Católica de Chile (progetti nº 210525001 e 220608010) e lo studio è stato condotto in conformità con la Dichiarazione di Helsinki. Tutti i partecipanti hanno fornito il consenso informato scritto prima di partecipare ai test descritti.
1. Posizionamento e configurazione dei dispositivi indossabili NIRS
NOTA: È possibile utilizzare vari dispositivi indossabili NIRS e software di acquisizione dati. I ricercatori devono consultare attentamente le istruzioni e le linee guida de....
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Risultati
Durante il completamento di un CPET, in tutti i soggetti sono stati riportati i sintomi di dispnea, affaticamento delle gambe e tasso di sforzo percepito (RPE). L'uso complementare dei dispositivi NIRS non ha aggiunto alcun disagio alla valutazione della sensazione dei soggetti. Inoltre, non abbiamo interrotto le valutazioni CPET per alcun evento di rischio associato a un eccessivo stress fisiologico.
Abbiamo studiato due ciclisti maschi competitivi reclutati da un club ciclistico nazionale. I.......
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Discussione
Esiste un potenziale significativo nell'utilizzo dei dispositivi indossabili NIRS come strumento complementare al CPET per la valutazione delle prestazioni atletiche e l'identificazione dei fattori limitanti l'esercizio centrale e periferico negli atleti aerobici o di resistenza, dato che la tecnologia NIRS ha dimostrato la sua validità e affidabilità nella valutazione dell'emodinamica microvascolare sia nelle regioni cerebrali che in quelle muscolari37,38
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.
Ringraziamenti
Ringraziamo tutti i partecipanti a questo studio e il personale tecnico di laboratorio per il loro supporto nelle misurazioni effettuate presso il Laboratorio di Fisiologia dell'Esercizio. Gli autori FC-B e ME-R sono stati parzialmente supportati dai concorsi di ricerca e innovazione III, IV e V della Scuola di Scienze della Salute (Facoltà di Medicina, Pontificia Universidad Católica de Chile). L'autore RC-C è stato finanziato da Progetto sostenuto dal Concorso per Progetti Regolari di Ricerca, anno 2023, codice LPR23-17, Universidad Tecnológica Metropolitana.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Bilancia a colonna | SECA | 711 | Ci sono numerose alternative a questo articolo |
| Stadiometro portatile | SECA | 217 | Esistono numerose alternative a questo |
| elettrocardiogramma a 12 derivazioni | COSMED | Quark T12x | Un ECG a 12 derivazioni fornisce una migliore comprensione della FC durante l'esercizio e facilita il rilevamento delle aritmie. |
| Pulsossimetro | COSMED | Pulsossimetro integrato | |
| Ergoespirometro | COSMED | Quark-CPET | I gas di calibrazione e la siringa di calibrazione sono inclusi |
| Cicloergometro | Ergoline GmH | ViaSprint 150P | Ci sono numerose alternative a questo articolo. Deve garantire la compatibilità con il software NIRS indossabile |
| Artinis Medical Systems | Portalite | Articulated NIRS indossabile si adatta alla superficie su cui è posizionato. | |
| Il dispositivo portamon indossabile NIRS | Artinis Medical Systems | Portamon | offre risultati migliori su superfici ad alto contenuto di tessuto adiposo. |
| Software per la gestione dei dati metabolici (OMNIA) | Il software COSMED | varia in base alla scelta del sistema | |
| Software di gestione dei dati NIRS (Oxysoft) | Il software Artinis Medical Systems | varia in base alla scelta del dispositivo | |
| Scanner a ultrasuoni a sonda wireless | SONUS | Duo LC | Ci sono numerose alternative a questo articolo |
Riferimenti
- Bassett, D. R. Limiting factors for maximum oxygen uptake and determinants of endurance performance. Med Sci Sports Exerc. 70 (1), 12-25 (2000).
- Seiler, S. What is best practice for training intensity and duration dis....
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Ristampe e permessi
