Het bepalen van de bijdrage van de Energy Systems tijdens de training

Hallo, ik ben dr. Emerson Frank. Onze groep laat zien hoe de energiesystemen bepaald kunnen worden in sporten die moeilijk te reproduceren zijn in gecontroleerde omgevingen, zoals laboratoria voor inspanningsfysiologie. Elke sport heeft specifieke kenmerken die leiden tot verschillende metabole eisen.

Een van de belangrijkste aspecten van de metabole vraag is de relatieve bijdrage van de energiesystemen, namelijk de aerobe, lactische en anaerobe systemen. Sommige sporten kunnen relatief eenvoudig worden nagebootst en derhalve in een laboratoriumsetting worden bestudeerd, aangezien ze cyclisch en voorspelbaar zijn. Aan de andere kant zijn sommige sporten onvoorspelbaar en afhankelijk van een complexe interactie tussen teamgenoten en/of tegenstanders.

Dit geldt voor de meeste teamsporten en een aantal individuele sporten. Hier laten we zien hoe de relatieve bijdrage van de energiesystemen tijdens inspanning kan worden beoordeeld. Hoewel de methode geschikt is voor elk type inspanning, leggen we de nadruk op de aanpassing aan onvoorspelbare onderdelen vanwege hun specifieke kenmerken.

Judo zal als voorbeeld dienen om aan te tonen hoe de procedure kan worden aangepast. Afhankelijk van de bewegingen van de atleet kunnen onderzoekers die zich op andere sporten richten de procedure eenvoudig aanpassen. Op basis van wat hier wordt getoond, zullen de volgende fysiologische variabelen worden beoordeeld.

Rust, zuurstofverbruik, inspanning, zuurstofverbruik, na inspanning, zuurstofverbruik, rustplasma-lactaatconcentratie, na inspanning, piekplasma-lactaat. Ten eerste moet een bloedmonster in rust worden afgenomen en moet het zuurstofverbruik in rust gedurende ten minste vijf minuten worden gemeten. De zuurstofopname tijdens de laatste 30 seconden van deze periode wordt gebruikt om de basiswaarde en de bijdrage van het oxidatieve metabolisme te berekenen. Voor de afname van het bloedmonster wordt een klein volume capillair bloed afgenomen uit de earlobe of uit de vingertop; na afname wordt met behulp van een micropipet een bekend volume bloed toegevoegd aan hetzelfde volume van een 1% natriumfluoride-oplossing. Inspanning.

Het zuurstofverbruik moet worden gemeten met behulp van een draagbare gasanalyser die in staat is om het zuurstofverbruik op basis van elke individuele ademhaling te meten. Plaats het masker en zorg ervoor dat het goed is afgesloten, zodat er geen uitgeademde lucht lekt.

Kalibreer de apparatuur altijd volgens de instructies van de fabrikant vóór de gegevensverzameling. Normaal gesproken wordt de apparatuur op de rug van de atleet geplaatst. Bij complexe sporten moet de positie van de apparatuur echter worden aangepast met behulp van judo.

Als voorbeeld: indien de techniek dorsaal contact vereist, wordt de apparatuur bij de borst geplaatst. Indien de techniek frontaal contact vereist, wordt de apparatuur tegen de rug geplaatst. Hetzelfde moet worden gedaan als de rug de grond raakt.

Als de techniek lateraal contact vereist, wordt de apparatuur aan de tegenovergestelde laterale zijde geplaatst. Met enkele aanpassingen van de wedstrijdregels is het mogelijk om een oefening te creëren waarbij de atleet wordt blootgesteld aan een zeer vergelijkbare sportieve belasting. Hier simuleren we bijvoorbeeld een judogevocht om schade aan de apparatuur te voorkomen.

De tegenstander voert geen effectieve worp uit. Daarnaast mag de geëvalueerde atleet geen worp toepassen waarbij dorsaal contact vereist is. Zodra de gegevensverzameling is voltooid, kunnen we beginnen met de procedures om de energiebijdrage te berekenen.

Laten we bekijken hoe dit moet worden gedaan. Eerst moet het plasmalactaat worden gemeten; centrifugeer het bloed om het plasma van de erytrocyten te scheiden. Vervolgens kan het plasmalactaat worden gemeten via spectrofotometrie, fotometrie, fluorometrie of elektrochemie.

In ons laboratorium maken we gewoonlijk gebruik van de elektrochemische methode via een geautomatiseerde lactaatanalyser. Het resultaat wordt onmiddellijk op een klein scherm weergegeven en moet vervolgens worden gecorrigeerd met de verdunningsfactor. Dit is een typische curve van het zuurstofverbruik in rust of de baseline tijdens en na inspanning.

Wanneer men nauwkeurig kijkt naar de curve na de inspanning, zijn twee verschillende componenten waarneembaar. De snelle component en de langzame component worden gebruikt om de bijdrage van het aerobe metabolisme aan het totale energieverbruik tijdens de inspanning te berekenen en om de basislijn of rustwaarde voor het zuurstofverbruik te bepalen. Dit kan worden gedaan door het gemiddelde van de laatste 30 seconden van de curve te berekenen.

Vermenigvuldig vervolgens de verkregen waarde met de totale bewegingstijd. Als de duur van de inspanning bijvoorbeeld vijf minuten was, vermenigvuldig dan het zuurstofverbruik in rust met vijf. Bepaal het totale zuurstofverbruik tijdens de inspanning door de oppervlakte onder de curve van het zuurstofverbruik tijdens de inspanning te berekenen.

Gebruik de trapeziemethode om de oppervlakte onder de curve te berekenen. Trek vervolgens het basale zuurstofverbruik af van het zuurstofverbruik tijdens de inspanning. Om de bijdrage van het anaerobe metabolisme te berekenen, moet de kinetiek van de curve na de inspanning worden aangepast aan een mono- of bi-exponentieel model.

Gebruik de gegevens die bij elke ademhaling zijn verkregen, gecorrigeerd voor een mono-exponentiële curve en voor een bi-exponentiële curve. Dit kan worden gedaan met behulp van mathematische software. Indien de curvevorm van de bestudeerde oefening onbekend is, moeten beide mono- en bi-exponentiële modellen worden getest om te verifiëren welk model het beste bij uw gegevens past.

Gebruik hiervoor de software om de mono-exponentiële en de bi-exponentiële aanpassingen te genereren. In het beste model ligt de werkelijke curve het dichtst bij de gefitte curve. Bereken, op basis van de gegevens van de werkelijke curve en de gefitte curve, het residu van het model voor elke ademteug.

Dit houdt in dat de gefitte waarde van de werkelijke waarde wordt afgetrokken en het resultaat wordt gekwadrateerd. Na het berekenen van het residu van elk punt op de curve voor zowel mono- als bi-exponentiële aanpassingen, wordt met behulp van de F-toets bepaald of de residuen tussen de modellen verschillen. Het beste model is het model dat het kleinste residu heeft gegenereerd.

Als er geen significant verschil is tussen de modellen, gebruik dan het eenvoudigste model, namelijk de mono-exponentiële fit. Gebruik ten slotte de termen van de vergelijking die door de best passende curve wordt geleverd om de bijdrage van het elektrische metabolisme te berekenen. Ter illustratie is dit de vergelijking voor de mono-exponentiële aanpassing.

Gebruik deze termen om de anaerobe elastische bijdrage te berekenen met de volgende vergelijking. Amplitude A1 moet worden gedeeld door 60, zodat de eenheid milliliters per minuut wordt omgezet naar milliliters per seconde. Om de bijdrage van het lactische en anaerobe metabolisme te berekenen, gaan we ervan uit dat één millimol lactaat boven de rustwaarden overeenkomt met drie milliliters verbruikte zuurstof per kilogram lichaamsgewicht.

Hierdoor wordt de delta-piekplasmalactaat, oftewel de piekplasmalactaat minus de rustplasmalactaat, vermenigvuldigd met drie en met de lichaamsmassa van de atleet. Het resultaat in milliliters wordt vervolgens omgezet naar liters en naar energie, uitgaande van het feit dat elke liter zuurstof gelijk staat aan 20,92 kilojoules. Ten slotte wordt het resultaat dat per systeem is verkregen opgeteld, zodat het totale energieverbruik tijdens de inspanning bekend is en de relatieve bijdrage van elk systeem aan het totaal kan worden berekend.

De methode die we hier hebben gedemonstreerd, kan worden gebruikt voor zowel continue als intermitterende inspanningen. Het grootste voordeel van deze methode is dat deze kan worden aangepast aan oefeningen en sporten die moeilijk na te bootsen zijn in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. Bovendien is dit de enige beschikbare methode die in staat is om de bijdrage van de drie verschillende energiesystemen te schatten.

Hiermee maakt deze methode de studie van fysiologische reacties mogelijk met een grote gelijkenis met situaties in de praktijk, wat een gewenste ecologische validiteit aan dit onderzoek geeft. Zo stelde ik op basis van Benefit L vast dat de belangrijkste energiebron tijdens een van de meest gebruikte anaerobe tests, de wing gait anaerobe test, het anaerobe metabolisme is. Meer specifiek 50% glycolytisch, 30% atic en 20% aeroob.

Recente studies van onze groep hebben ook de energetische bijdragen van indoor klimmen, roeien en judo gekarakteriseerd, zoals gepresenteerd in dit voorbeeld. De kennis van de energetische bijdrage is inderdaad cruciaal voor de ontwikkeling van generieke strategieën, training, monitoring of zelfs voor het valideren van een test.