Name: Lo svolgimento di prova per misurare le risposte fisiologiche e biologiche allesercizio acuto negli esseri umani di esercizio submassimale e massima resistenza (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
Description: Scopri i protocolli di test da sforzo per valutare le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto negli esseri umani. Questo metodo permette di diagnosticare disfunzioni cardiache, polmonari e metaboliche.

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Questo studio è stato finanziato dal dipartimento di Mayo di clinica di medicina di laboratorio e patologia e altre varie fonti interne.

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Gli autori dichiarano di non avere nessun concorrenti interessi finanziari.

C'è un grande potenziale per esercizio occorre integrare come strumento terapeutico aggiunta/alternativa. Infatti, un corpo emergente di prova suggerisce fortemente che l'attività fisica favorisce la buona salute. L'uso dell'esercizio come medicina o strumento diagnostico richiederebbe una comprensione della giusta quantità o "dose" di esercizio per ottenere l'effetto desiderato. La dose ottimale di esercizio dovrebbe essere stimata, come troppo esercizio può essere dannosa per migliorare la salute. Come tale, un regime ...

L'attività fisica è definito come qualsiasi movimento del corpo prodotta dai muscoli scheletrici che richiedono energia spesa1. L'esercizio fisico è un'attività fisica che coinvolge il movimento ripetitivo del corpo fatto per migliorare o mantenere uno o più componenti di salute fisica2. In una sola volta, l'attività fisica non era consigliato per coloro che sono stati gravemente malato. Per gli individui con cancro, insufficienza cardiaca, o anche per coloro che erano incinte, riposo a letto è stato preferito nel corso di attività fisica. Pratica clinica ha drasticamente cambiato, come i benefici dell'esercizio sulla salute in generale stanno diventando innegabile3. L'esercizio fisico regolare è stato indicato per ridurre il rischio di malattie cardiovascolari, mortalità per qualsiasi causa, il rischio di cancro e ipertensione, migliorare il controllo glicemico, facilitare la perdita di peso o di manutenzione e impedire dell'osso e del muscolo perdita4,5 ,6,7,8.
I benefici estesi dell'esercizio ora hanno portato molti a utilizzare esercizio come un tipo di "medicina" e un'alternativa o Aggiunta opzione di trattamento per una varietà di condizioni3. Shulman et al. ha dimostrato che una combinazione di tapis roulant e resistenza esercizio potrebbe comportare miglioramenti nella velocità di andatura, la capacità aerobica e la forza muscolare che potrebbe migliorare il controllo del motore e la qualità complessiva della vita in pazienti con malattia di Parkinson9 . In pazienti con insufficienza cardiaca, intolleranza all'esercizio e interventi farmaceutici inadeguati contribuiscono a una scarsa qualità di vita10. Risultati iniziali da pazienti con scompenso cardiaco in fase di addestramento di esercizio nel HF-azione prova ha dimostrato miglioramento nella qualità della vita e riduzione dei ricoveri e mortalità11. Inoltre, l'applicazione dell'esercizio per alterare gli effetti cardiotossici di chemioterapia contenenti antracicline (ad es., doxorubicina) ha dimostrato che indipendentemente da quando è iniziato per quanto riguarda la chemioterapia i pazienti amministrazione (prima, durante o dopo), esercizio può fornire gli effetti benefici come riducendo il declino nella capacità aerobica, attenuando la disfunzione ventricolare di sinistra e ossidativo danno12.
I benefici dell'esercizio in salute e benessere non sono solo nella sua applicazione come farmaco/trattamento, ma anche come strumento diagnostico. La prova di esercizio è, ad esempio, utilizzata per diagnosticare l'intolleranza di esercitazione, ischemia nel cuore, o per capire la causa della brevità di alito13. Forse ancora più importante, la prova di esercitazione può essere utilizzata per identificare la disfunzione subclinica. Il corpo umano è nella maggior parte delle situazioni "overbuilt", tale disfunzione o patofisiologia spesso possa rimanere nascosti e unapparent ad un individuo per mesi o anni. Questa osservazione potrebbe spiegare perché condizioni come l'ipertensione arteriosa polmonare o cancro del pancreas in silenzio possono aumentare la gravità tale che con il tempo i sintomi sono notati, queste condizioni tendono ad essere molto avanzato ed estremamente difficile da trattare2 . In alcune di queste situazioni, la prova di esercitazione può fornire uno stimolo di stress per il corpo che aumenta la domanda di cui sopra che della vita quotidiana e a volte possa identificare la disfunzione (cardiache, respiratorie, metaboliche) che non è stato visto a riposo, aiutando a diagnosticare una malattia e iniziare il trattamento precedente.
Al fine di massimizzare il potenziale terapeutico e diagnostico di esercizio, metodi standardizzati per quantificare le risposte all'attività fisica sono necessari per valutare con precisione i contributi di esercizio per la salute nel complesso immune. Variazioni nel carico di lavoro, inclinazione, durata, tipo di esercizio e la tempistica della raccolta del campione possono tutte le misurazioni di influenza di risposte fisiologiche. Qui, descriviamo metodi per esercizi di resistenza massima e submassimale raccogliere dati fisiologici durante la raccolta di campioni per risposte biologiche. Questa metodologia è stata utilizzata per capire quanto acuta esercizio interessato la distribuzione e la frequenza delle popolazioni leucocitarie nel periferico del sangue14 misurando popolazioni delle cellule immuni a vari intervalli di tempo, prima e dopo l'esercizio, tramite flusso cytometry con protocolli di flusso di 10 colori che consentono la quantificazione di tutti i sottoinsiemi principali del leucocita contemporaneamente15. Il seguente protocollo utilizzabile come un metodo standardizzato per due regimi di esercizio distinti per misurare le risposte fisiologiche e biologiche di esercitare.

<table><tbody><tr><td>Carrello metabolico/sistema portatile</td><td>MCG Diagnostics</td><td>Mobile Ultima CPX System</td><td>La siringa di calibrazione del flusso e i gas di calibrazione devono essere forniti con il sistema. Ci sono numerose opzioni/alternative possibili.</td></tr><tr><td>Software per la funzione polmonare (Breeze Suite)</td><td>MCG Diagnostics Il</td><td></td><td>software utilizzato dipenderà dal sistema metabolico</td></tr><tr><td>Cicloergometro verticale</td><td>Lode ergoline</td><td>960900</td><td>Numerose opzioni/alternative</td></tr><tr><td>possibili ECG a 12 derivazioni</td><td>GE Healthcare</td><td>CASE Exercise Testing System</td><td>Utilizzato per l'acquisizione di ECG a 12 derivazioni, bici di controllo. Avere un 12 derivazioni completo è l'ideale per il test da sforzo massimale, quindi può monitorare le aritmie, ma l'alternativa per la sola FC sarebbe un cardiofrequenzimetro wireless con fascia toracica</td></tr><tr><td>Pulsossimetro</td><td>Masimo</td><td>MAS-9500</td><td>Di solito più opzioni di sonda: dito, fronte, lobo dell'orecchio. Di solito evitare le dita poiché l'impugnatura stretta del manubrio può causare imprecisioni di misurazione</td></tr><tr><td>Pneumotach (sensore di flusso preVent)</td><td>MCG Diagnostics</td><td>758100-003</td><td>I sistemi alternativi possono utilizzare una turbina</td></tr><tr><td>Nasello (monouso)</td><td>MCG Diagnostics</td><td>536007-001&nbsp;</td><td>Numerose opzioni/alternative possibili</td></tr><tr><td>Boccale con trappola salivare</td><td>MCG Diagnostics</td><td>758301-001</td><td>Suggerire di riempire la trappola salivare con tovagliolo di carta/garza e tappo a nastro adesivo per limitare il gocciolamento</td></tr><tr><td>Fascia</td><td>per la testa Cardinal Health</td><td>292866</td><td>Utilizzato per fissare il pulsossimetro frontale e le linee per lo</td></tr><tr><td>stetoscopio del carrello&nbsp;</td><td>3M Littman</td><td>3157SM</td><td>Numerose opzioni/alternative</td></tr><tr><td>possibili Bracciale per la pressione arteriosa</td><td>HCS</td><td>HCS9005-7</td><td>La dimensione del bracciale dipenderà dalla popolazione che prevede di testare gli</td></tr><tr><td>elettrodi ECG</td><td>Cardinal Health</td><td>M2570</td><td>necessario solo con monitoraggio ECG/HR basato su elettrocatetere</td></tr><tr><td>Tubo K2EDTA 5mL</td><td>Becton Dickinson</td><td>368661</td><td></td></tr><tr><td>*La tabella fornisce un elenco delle forniture e delle attrezzature utilizzate in questo protocollo e commenti relativi alle apparecchiature. Viene fornito il nome del marchio/azienda, ma l'uso di altri marchi non influirà sui risultati, la chiave è mantenerlo coerente durante i test in un particolare studio.</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

lo svolgimento di prova per misurare le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto negli esseri umani di esercizio submassimale e massima resistenza

Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans

Un'attività fisica regolare ha un effetto positivo sulla salute umana, ma i meccanismi che controllano questi effetti rimangono poco chiari. Le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto sono influenzate principalmente dalla durata e l'intensità del regime di esercizio. Come esercizio è sempre più considerato come un trattamento terapeutico e/o strumento diagnostico, è importante che metodologie standardizzabili essere utilizzate per comprendere la variabilità e per incrementare la riproducibilità dei risultati di esercizio e misure di risposte a tali regimi. A tal fine, descriviamo due diversi regimi di esercizio in bicicletta che producono output fisiologiche differenti. In una prova, l'intensità dell'allenamento è continuamente aumentato con un maggiore carico di lavoro conseguente a una crescente risposta cardiopolmonare e metabolica (frequenza cardiaca, volume sistolico, ventilazione, consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica). Al contrario, durante le prove di esercizio di resistenza, la domanda è aumentata da quello a riposo, ma viene generata ad un'intensità di esercizio submassimale fisso conseguente a una risposta cardiopolmonare e metabolica che in genere altipiani. Insieme con i protocolli, forniamo suggerimenti sulla misurazione fisiologiche uscite che includono, ma non sono limitati a, frequenza cardiaca, capacità vitale lenta e forzata, metriche di scambio di gas e la pressione sanguigna per consentire il confronto delle uscite di esercizio tra studi. Biospecimens possono essere campionati quindi per valutare le risposte di espressione cellulare, proteine, e/o gene. Nel complesso, questo approccio può essere facilmente adattato in entrambi effetti a breve e a lungo termine di due regimi di esercizio distinti.

L'applicazione di test da sforzo massima o submassimale resistenza fornisce uno stimolo o fattore di stress in cui il corpo risponde per rispondere alle accresciute necessità fisiologiche. Varie modalità di esercizio può essere utilizzato per confrontare le risposte fisiologiche e biologiche per un particolare esercizio da solo o quando viene utilizzato un intervento della droga, o per valutare le differenze nelle risposte tra i carichi di esercizio diversi. Carichi di esercizio massima e...

Per valutare l'influenza dell'intensità dell'esercizio sulle risposte fisiologiche e biologiche, sono stati utilizzati due differenti protocolli di test. Metodi che delinea la prova di esercizio su un cicloergometro come una prova del consumo di ossigeno massimo incrementale e la resistenza, prova di resistenza submassimale allo stato stazionario sono descritti.

Lo svolgimento di prova per misurare le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto negli esseri umani di esercizio submassimale e massima resistenza

Regular physical activity has a positive effect on human health, but the mechanisms controlling these effects remain unclear. The physiologic and biologic ...

Questo metodo può aiutare a comprendere le domande chiave su come l'esercizio fisico può essere utilizzato per diagnosticare una varietà di patologie tra cui intolleranza all'esercizio fisico, ischemia o disfunzioni subcliniche non evidenti a riposo. Il vantaggio principale di questa tecnica è che in un singolo test valutando la risposta di un individuo all'esercizio fisico, è possibile determinare se ci sono disfunzioni cardiache, polmonari e / o metaboliche. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulla comprensione delle risposte fisiologiche all'esercizio fisico, può anche essere applicato alla comprensione di altri parametri come cambiamenti al sistema immunitario, funzioni neurologiche e altri processi cellulari e biochimici.A dimostrare la procedura sarà Jesse Schwartz, tecnico del laboratorio cardiopolmonare e delle prestazioni. Inizia la lenta manovra di capacità vitale istruendo il soggetto a sedersi con la schiena dritta e i piedi piatti sul pavimento con le gambe non incrociate. Fare in modo che il soggetto metterlo la bocca intorno al bocchino e mordere.Quindi montare il soggetto con una clip per il naso per sigillare la cavità nasale. Avvia la manovra sul software e istruisci il soggetto a continuare a respirare normalmente. Quindi chiedi al soggetto di inalare al massimo e quindi espirare lentamente fino a quando non c'è un plateau nel tracciamento del flusso.A questo punto, istruisi il soggetto a fare un respiro massimo. Infine, interrompere la misurazione e consentire al soggetto di rilasciare il bocchino. Per la manovra Capacità Vitale Forzata o FVC, istruisci il soggetto a afferrare di nuovo il boccaglio pur rimanendo nella stessa posizione seduta.Avvia la manovra sul software e istruisci il soggetto a continuare a respirare normalmente. Assicurarsi che il soggetto abbia stabilito un modello di respirazione stabile con un minimo di quattro respiri di marea. Quindi istruire il soggetto a inalare completamente e rapidamente e quindi a espirare immediatamente il più rapidamente e con forza possibile.Infine, chiedi al soggetto di continuare a cercare di spingere tutta l'aria fuori dai polmoni raggiungendo una piena espirazione pur rimanendo in posizione eretta fino a raggiungere un altopiano per circa cinque secondi. Al termine, interrompere la manovra sul software. Per l'ultima manovra, Massima Ventilazione Volontaria o MVV, avviarla sul software per mostrare la barra del conto alla rovescia che indica il numero di respiri necessari prima dell'inizio della raccolta dei dati.Con un respiro da fare nel conto alla rovescia, indirizza il soggetto a iniziare a respirare profondamente e rapidamente attraverso il boccaglio per 12 secondi. Infine, alla fine di 12 secondi, istruiscere il soggetto a riprendere la respirazione normale e rimuovere il boccaglio e la clip del naso. Se il soggetto si sente alla leggera, incoraggiali a rimanere seduti e a fare lenti respiri profondi.Iniziare preparando la pelle per gli elettrodi radendo i capelli lontano dal sito di posizionamento degli elettrodi, se presente. Strofinare il sito con un tampone alcolico e quindi con un tampone abrasivo per rimuovere eventuali cellule morte della pelle. Quindi posizionare gli elettrodi per un elettrocardiogramma a 12 conduttori.Per una prova ciclistica massima incrementale, iniziare adattando il soggetto alla bici assicurandosi che il sedile e il manubrio siano posizionati comodamente. Pulire la fronte del soggetto con una salvietta alcolica per rimuovere eventuali residui, quindi fissare un pulsossimetro sulla fronte con una fascia. Quindi, posizionare il bocchino e la clip per il naso sul soggetto.Informa il soggetto che dovranno continuare a respirare attraverso il bocchino per l'intera durata del test e respirare solo attraverso la sua bocca poiché il naso sarà collegato con una clip per il naso. Dopo due minuti di riposo, inizia la raccolta dei dati e istruisci il soggetto a iniziare a pedalare a una velocità compresa tra 60 e 80 RPM. Avere un tecnico di assistenza misurare la pressione sanguigna un minuto in ogni fase, mentre un secondo tecnico assiste con il test.Quindi chiedi al soggetto di puntare sulla scala Borg Grading of Perceived Exertion o RPE per valutare il suo livello di sforzo dove sei indica che lo sforzo è percepito come facile e 20 indica che lo sforzo percepito è al lavoro più difficile che possano immaginare di fare. Infine, continuare la prova fino all'esaurimento del soggetto per poi procedere alla fase di recupero calando la resistenza al carico di lavoro iniziale e istruire il soggetto a continuare a pedalare per altri due minuti. Per la seconda visita, preparare l'argomento allo stesso modo della visita uno.Quindi inizia la raccolta dei dati istruendo il soggetto a iniziare a pedalare a una velocità del pedale compresa tra 60 e 80 RPM. Dal momento di 10 a 25 minuti, istruisi il soggetto a rilasciare il bocchino. Quindi chiedi al soggetto di ri afferrare il bocchino dal 25 al 30' e negli ultimi cinque minuti della prova di 45 minuti.Mentre il test continua, assicurati di verificare che il VO2 non sia aumentato in modo significativo quando il soggetto è tornato sul boccaglio. Controlla che la frequenza cardiaca del soggetto non aumenti di più di cinque battiti al minuto e osserva eventuali affaticamenti da parte del soggetto o che il suo punteggio RPE sia in aumento. Infine, dopo 45 minuti, istruisi il soggetto a completare un periodo di recupero di due minuti di facile pedalata.Una volta completato, fai sbarcare il soggetto dalla bici e disegna cinque millilitri di sangue venoso. I risultati indicano che in un test di esercizio massimo in cui la domanda o l'intensità dell'esercizio è in continuo aumento con l'aumento del carico di lavoro, anche la risposta cardiopolmonare e metabolica aumenta continuamente. Al contrario, durante un test di esercizio di resistenza submascellale, la domanda viene aumentata da quella a riposo ma viene aumentata a intensità di esercizio fissa.Come tale, la risposta cardiopolmonare ha un aumento iniziale, ma poi si altipiana mentre il corpo si adatta per soddisfare la domanda costante. Inoltre, nel test di esercizio massimo, l'RPE e il rapporto di scambio respiratorio aumenteranno costantemente fino alla fine del test, mentre in un test di esercizio di resistenza submasomale, questi parametri si altidicheranno. Durante il tentativo di questa procedura, è importante chiedersi quali dati si desidera ottenere dal test dell'esercizio?E usa questo per progettare il test dell'esercizio. La metodologia dimostrata oggi è stata utilizzata per comprendere i cambiamenti immunologici negli individui sani nei due diversi regimi di esercizio. Non dimenticare che ciò che il paziente fa prima di venire al test può influire sui risultati dei test di esercizio.Per migliorare la coerenza e la riproducibilità, limitare l'uso di stimolanti, controllare l'assunzione di cibo e l'esercizio fisico prima del test. Inoltre, mantenere costanti le condizioni di test ed essere consapevoli della fase del ciclo mestruale durante il test delle femmine.

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Presentiamo un protocollo per testare la potenza aerobica e anaerobica dei muscoli del corpo superiore per una durata di 3 minuti in persone corposose e in soggetti paraplegici e tetraplegici. Il protocollo presenta modifiche specifiche nella sua applicazione per l'esercizio del corpo superiore in soggetti con o senza disabilità.

Protocollo sperimentale di un esercizio di tre minuti di allenamento a braccio del braccio in pazienti con lesioni colpite da spinali e abilità corporee

Allenamento di alta intensità nell'ipossia è un protocollo che è stato dimostrato per indurre gli adattamenti vascolari potenzialmente utili in alcuni pazienti e migliorare degli atleti ripetuto capacità di sprint. Qui, verifichiamo la fattibilità dei topi di formazione utilizzando che il protocollo e identificare tali adeguamenti vascolare utilizzando ex vivo valutazione di funzione vascolare.

Sopramassimale intensità di esercizio Hypoxic e valutazione di funzione vascolare in topi

Qui, presentiamo protocolli di intervallo ad alta intensità e esercizio continuo a intensità moderata per osservare la risposta della concentrazione di troponina cardiaca circolante T (cTnT) all'esercizio acuto per 10 giorni. Le informazioni possono aiutare con le interpretazioni cliniche di elevazione cTnT post-esercizio e guidare la prescrizione di esercizio.

Impatto dell'esercizio a intervalli ad alta intensità e dell'esercizio continuo a intensità moderata sul livello T della Troponina Cardiaca in una fase iniziale dell'allenamento

A differenza della misurazione durante il nuoto libero, che presenta sfide e limitazioni intrinseche, la determinazione di importanti parametri di funzione cardiorespiratoria per i nuotatori può essere effettuata utilizzando un più fattibile e più facile da somministrare il nuoto legato protocollo in rapida incremento con lo scambio di gas e la raccolta dei dati di ventilazione.

Un protocollo massimo tethered-swimming rapidamente incrementato per la valutazione cardiorespiratoria dei nuotatori

Questo articolo introduce una metodologia sperimentale completa su due delle più recenti tecnologie disponibili per misurare la biomeccanica degli arti inferiori degli individui.

Analisi biomeccanica degli arti inferiori dei partecipanti sani

Questo studio presenta un protocollo hiIT (High-Intensity Interval Training) a basso costo e facile da implementare per la ricerca scientifica e ne discute l'efficacia per l'idoneità cardiorespiratoria.

Un protocollo di allenamento ad intervalli ad alta intensità nel mondo reale per il miglioramento della forma cardiorespiratoria

Questo documento presenta le risposte morfometriche e i risultati delle prestazioni di allenamento di un protocollo di allenamento a intervalli ad alta intensità (HIIT) in un modello di ratto Sprague-Dawley di obesità indotta dalla dieta. Lo scopo di questo protocollo era quello di massimizzare l'intensità dell'esercizio e determinare le risposte fisiologiche all'HIIT nei ratti magri e obesi.

Un modello cronico di allenamento a intervalli ad alta intensità e obesità indotta dalla dieta per massimizzare lo sforzo fisico e indurre cambiamenti fisiologici nei ratti

Il presente protocollo descrive un modello di test da sforzo su animali di grandi dimensioni per valutare la capacità funzionale del sistema cardiovascolare per valutare l'efficacia di nuove terapie in ambito preclinico. È paragonabile a un test da sforzo clinico.

Test da sforzo per la valutazione dell'efficacia funzionale del sistema cardiovascolare suino

Questo protocollo presenta un metodo per valutare la riserva alveolare-capillare polmonare misurata mediante la misurazione combinata a respiro singolo della capacità di diffusione al monossido di carbonio (D,L,CO) e all'ossido nitrico (D, L,NO) durante l'esercizio. I presupposti e le raccomandazioni per l'uso della tecnica durante l'esercizio costituiscono la base di questo articolo.

Misurazione della capacità di diffusione polmonare del gas a doppio test durante l'esercizio fisico nell'uomo utilizzando il metodo del respiro singolo

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.

Utilizzo di dispositivi indossabili per spettroscopia nel vicino infrarosso per identificare le limitazioni centrali rispetto a quelle periferiche durante l'esercizio

Scopri i protocolli di test da sforzo per valutare le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto negli esseri umani. Questo metodo permette di diagnosticare disfunzioni cardiache, polmonari e metaboliche.

Lo svolgimento di prova per misurare le risposte fisiologiche e biologiche allesercizio acuto negli esseri umani di esercizio submassimale e massima resistenza (Video) | JoVE Journal

Lo svolgimento di prova per misurare le risposte fisiologiche e biologiche all'esercizio acuto negli esseri umani di esercizio submassimale e massima resistenza

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