Réalisation d’un exercice d’Endurance maximale et sous-maximale tests pour mesurer les réponses physiologiques et biologiques à un exercice aigu chez l’homme

Summary

Afin d’évaluer l’influence de l’intensité de l’exercice sur les réponses physiologiques et biologiques, deux protocoles d’essai exercice différents ont été utilisés. Méthodes décrivant l’exercice essais sur ergocycle, comme un test de consommation maximale d’oxygène supplémentaire et l’endurance, essai d’endurance sous-maximale état stationnaire sont décrites.

Abstract

Une activité physique régulière a un effet positif sur la santé humaine, mais les mécanismes qui contrôlent ces effets restent peu clairs. Les réponses physiologiques et biologiques à un exercice aigu sont principalement influencés par la durée et l’intensité de la régime d’exercice. Comme l’exercice est plus en plus considérée comme un traitement thérapeutique ou l’outil de diagnostic, il est important que les méthodologies standardisables soient utilisés pour comprendre la variabilité et à augmenter la reproductibilité des résultats de l’exercice et les mesures de réponses à ces régimes. À cette fin, les auteurs décrivent deux schémas d’exercice vélo différents qui donnent des résultats physiologiques différents. Dans un test d’effort maximal, intensité d’exercice augmente continuellement avec une charge de travail supérieure, ce qui entraîne une réponse métabolique et cardiopulmonaire croissante (fréquence cardiaque, volume systolique, ventilation, consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone). En revanche, lors de tests d’effort d’endurance, la demande qui est passée au repos, mais il est portée à une intensité d’un exercice sous-maximal fixe résultant en une réponse cardiopulmonaire et métabolique qui généralement des plateaux. Ainsi que les protocoles, nous fournissons des suggestions sur la mesure des sorties physiologiques qui incluent, mais ne se limitent pas à, fréquence cardiaque, capacité vitale lente et forcée, mesures d’échange de gaz et la pression artérielle pour permettre la comparaison des résultats exercice entre études. Échantillons biologiques peut ensuite être dégustée pour évaluer les réponses cellulaires, protéines, et/ou gène d’expression. Dans l’ensemble, cette approche peut être facilement adaptée dans les deux effets à court et à long terme des deux schémas d’exercice distinct.

Introduction

L’activité physique est définie comme tout mouvement corporel produit par les muscles squelettiques qui nécessitent des dépenses d’énergie¹. L’exercice est une activité physique qui implique des mouvements corporels répétitifs fait pour améliorer ou maintenir un ou plusieurs composants de santé physique². En même temps, l’activité physique a été déconseillée à ceux qui étaient gravement malades. Pour les personnes atteintes d’un cancer, insuffisance cardiaque, ou même pour ceux qui étaient enceintes, repos au lit a été préféré au cours de l’activité physique. Pratique clinique depuis a radicalement changé, comme les bienfaits de l’exercice sur l’état de santé général deviennent indéniable³. L’exercice régulier a été montré pour aider à réduire le risque de maladie cardiovasculaire, toutes causes confondues, le risque de cancer et d’hypertension, améliorer le contrôle glycémique, faciliter la perte de poids ou d’entretien et éviter des os et des muscles perte^{4,5 ,6,7,8}.

Les avantages étendus d’exercice ont conduit maintenant beaucoup d’utiliser l’exercice comme un type d’option « médecine » et une alternative ou un complément de traitement pour une variété de conditions³. Shulman et al. démontré qu’une combinaison de résistance et tapis roulant exercice pourrait entraîner des améliorations dans la vitesse de marche, la capacité aérobie et la force musculaire qui pourrait améliorer la motricité et de la qualité de vie globale chez les patients atteints de la maladie de Parkinson⁹ . Chez les patients d’insuffisance cardiaque, intolérance à l’exercice et des interventions pharmaceutiques inadéquates contribuent à une mauvaise qualité de vie de¹⁰. Les premiers résultats de patients d’insuffisance cardiaque en exercice formation dans l’amélioration démontrée du procès HF-ACTION en qualité de vie et la diminution des hospitalisations et de mortalité¹¹. En outre, la demande d’exercice d’altérer les effets cardiotoxiques de chimiothérapie contenant de l’anthracycline (p. ex., doxorubicine) a démontré que peu importe où il est initié à l’égard de la chimiothérapie de patients administration (avant, pendant ou après), exercice peut fournir des effets bénéfiques tels que réduire le déclin de la capacité aérobie, en atténuant la dysfonction ventriculaire gauche et en réduisant oxydatif endommagent¹².

Les avantages de l’exercice dans la santé et le bien-être ne sont pas seulement dans son application en médecine/traitement, mais aussi comme un outil de diagnostic. Test, par exemple, sert à diagnostiquer l’intolérance à l’exercice, une ischémie au coeur, ou de comprendre la cause de la brièveté du souffle,¹³. Peut-être plus important encore, test peut servir à identifier la dysfonction infraclinique. Le corps humain est dans la plupart des situations « surédifiées », tels que le dysfonctionnement ou la physiopathologie peut rester souvent cachés et inapparente à un individu pour des mois ou des années. Cette observation pourrait expliquer pourquoi les conditions telles que l’hypertension artérielle pulmonaire ou un cancer du pancréas peuvent augmenter en silence la gravité telle qu’au moment où les symptômes sont remarqués, ces conditions ont tendance à être très avancé et extrêmement difficile à traiter² . Dans certaines de ces situations, le test peut fournir un stimulus de stress pour le corps qui augmente la demande ci-dessus de la vie quotidienne et parfois permettant d’identifier un dysfonctionnement (cardiaques, respiratoires, métaboliques) qui n’a pas vu au repos, aider à diagnostiquer une maladie et commencer le traitement plus tôt.

Afin de pleinement maximiser le potentiel thérapeutique et diagnostique de l’exercice, des méthodes normalisées pour mesurer les réponses à l’activité physique sont nécessaires pour évaluer avec précision les contributions d’exercice pour la santé immunitaire dans l’ensemble. Variations de la charge de travail, inclinaison, durée, type d’exercice et la date de prélèvement d’échantillons peuvent toutes les mesures de l’influence des réactions physiologiques. Ici, nous présentons des méthodes pour les exercices d’endurance maximale et sous-maximale de recueillir des données physiologiques tout en collectant des échantillons de réponses biologiques. Cette méthodologie a été utilisée pour comprendre comment aiguë exercice affecté la distribution et la fréquence des populations de leucocytes périphériques de sang¹⁴ en mesurant les populations de cellules immunitaires à divers moments avant et après l’exercice par cytométrie en flux avec des protocoles de débit de 10-couleur permettant la quantification de tous les sous-ensembles de leucocyte majeurs simultanément¹⁵. Le protocole suivant peut être utilisé comme une méthode normalisée pour deux schémas d’exercice distinct pour mesurer les réactions physiologiques et biologiques d’exercer.

Protocol

Le protocole a été approuvé par l’Institutional Review Board de Mayo et conforme à la déclaration d’Helsinki. Tous les participants prévus consentement éclairé avant de participer à l’essai décrit.

1. Etalonnage et réglage du chariot métabolique

1. Débit et volume (pneumotachomètre) étalonnage
   Remarque : Matériel et matériaux spécifiques sont répertoriés dans la Table des matières.
   1. Ouvrir la fonction pulmonaire et le logiciel exchange gaz pour étalonner le test.
   2. Cliquez sur le bouton « calibrer » pour ouvrir la fenêtre d’étalonnage. Au bas de la fenêtre d’étalonnage, notez l’humidité, la pression barométrique et la température de la pièce — s’assurer que ces valeurs sont exactes à l’aide d’un baromètre.
   3. Introduire l’ombilical et ligne l’échantillon dans le pneumotachomètre et le pneumotachomètre dans la seringue de 3 L.
   4. Avant de commencer l’étalonnage, cliquez sur le bouton « zéro débit » pour s’assurer qu’il n’y a pas de débit en passant par la seringue.
   5. Cliquez sur « start » pour commencer l’étalonnage. Retirer tout d’abord, puis injecter. Répétez 4 plusieurs fois (5 au total), sauf à des débits différents chaque fois. Maintenir un débit constant pour chaque retrait/injection respectif, puis modifier le débit de la prochaine itération.
2. Étalonnage de gaz
   1. Attachez conduite de prélèvement du chariot métabolique/analyseur spectromètre de masse respiratoire/gaz au port d’étalonnage/maison sur le système.
   2. Dans le logiciel de la fonction pulmonaire, sélectionnez l’onglet d’analyseurs O2/co₂ dans la fenêtre de l’étalonner. Ouvrez la référence (salle air 21 % O₂, 0,04 % CO₂) et les réservoirs de gaz de calibrage (12 % O₂ et 5 % de CO₂).
   3. Sélectionnez le bouton de calibrage.
      Remarque : Le logiciel fonctionnera les électrovannes dans le système de panier métabolique pour basculer entre les gaz de référence et d’étalonnage échantillonnés dans le port de calibration. Sur cette base, le logiciel permettra d’évaluer pour tout décalage, échantillonnage du retard en raison de la longueur de ligne d’échantillon et le temps de réponse de 2 à 90 %. Un message « Calibration réussie » vert apparaîtra lorsque le calibrage est terminé.
3. Installation finale
   1. Supprimez la ligne de l’échantillon du port d’étalonnage gaz et remettez-le dans le pneumotachomètre. Puis fixer un embout sur le pneumotachomètre.
   2. Attendez que le sujet d’arriver pour le test d’effort.
   3. À l’arrivée du sujet, informer les sujet de l’étude, et quel sera leur implication, revoir la formule de consentement avec eux et lui faire signer, et comme le produit visite continuellement discuter avec eux de quel (s) il sera faire ensuite et expliquer la procédures avant de les faire.
      NOTE : Critères d’Inclusion et d’exclusion variera selon l’objet de l’essai d’exercice, pour la présente étude ceux recrutés étaient sains, non fumeurs, avec no connues maladie cardiopulmonaire ou immunitaire et ne pas prendre des stéroïdes ou modulation immunitaire médicaments.

2. pulmonary Function Test (PFT)

Remarque : Les méthodes de test de fonction pulmonaire décrites sont un bref résumé de celles publiées par l’American Thoracic Society et European Respiratory Society, pour plus de détails veuillez vous référer à leurs publications^16,17.

1. Manœuvre de la capacité vitale lente (SVC)
   1. Instruire le sujet à s’asseoir avec vers l’arrière et pieds à plat sur le sol avec les jambes décroisées.
   2. Instruire le sujet à mettre sa bouche autour de l’embout buccal, mordre ; aussi compatibles avec l’objet avec un pince-nez pour assurer l’étanchéité de la cavité nasale.
   3. Commencer la manœuvre sur le logiciel. Lorsque vous commencez la manœuvre, indiquer l’objet de continuer à respirer normalement.
   4. Observer les marées respiration du sujet et lui ont continuer à respirer pendant que vous attendez de lui/elle atteindre un mode de respiration stable.
   5. Instruire le sujet à respirer au maximum et puis expirez lentement. Le sujet sera garder vider ses poumons jusqu'à ce qu’ils peuvent expirer n’est plus. Ce point sera apparent par un plateau dans le traçage de flux. À ce stade, instruire pour prendre une respiration maximale.
   6. Arrêter la mesure et indiquer à l’objet pour libérer l’embout buccal et enlever l’agrafe de nez pour faire une pause si nécessaire.
      NOTE : Un minimum de trois SVCs sont effectuées. Pour répondre aux normes de l’American Thoracic Society, elles doivent s’entendre au sein de 5 % ou 150 mL de l’autre pour les valeurs de capacité inspiratoire (IC) et plus grand VC. Jusqu'à 4 manoeuvres peuvent être effectuées afin d’obtenir trois qui conviennent^16,17.
2. Manœuvre de la capacité vitale forcée (CVF)
   1. Instruire le sujet à saisir l’embout buccal et fixez la pince-narines tout en restant dans la même position assise.
   2. Commencer la manœuvre sur le logiciel et indiquer à l’objet de continuer à respirer normalement. S’assurer que le sujet a mis en place un mode de respiration stable avec un minimum de quatre cycles de marée.
   3. Instruire le sujet à respirer pleinement et rapidement et puis immédiatement expirer (pause de 1 < s) aussi vite et énergiquement que possible.
   4. Dire le sujet/patient de continuer à essayer et blast/pousser tout l’air de ses poumons pour atteindre une expiration complète tout en restant dans une position debout. Ceci est considéré comme un plateau dans la courbe volume-temps. Leur demander de continuer à essayer d’exhaler pour aussi longtemps que possible ; idéal pour 6 s.
   5. Une fois que ceci est réalisé, demander le sujet prenez une inspiration maximale et d’arrêter la manœuvre sur le logiciel.
      Remarque : Le test doit être répété au moins deux fois plus, s’assurer qu’ils sont d’accord au sein de 5 % ou 150 mL de l’autre pour les deux les deux valeurs plus grandes FVC et FEV₁ . Jusqu'à 8 manoeuvres peuvent être effectuées afin d’obtenir deux qui conviennent.
3. Manœuvre de ventilation volontaire maximum (EVM)
   Remarque : Le but de cette manœuvre est d’avoir l’objet à déplacer autant d’air aussi rapidement que possible. Ils vont être entraînés pour essayer de prendre comme grandes respirations que possible tout en respirant toujours rapidement.
   1. Instruire le sujet à saisir l’embout buccal et fixez la pince-narines tout en conservant la même position assise.
   2. Commencer la manœuvre sur le logiciel.
      Remarque : Une barre de compte à rebours en haut indique le nombre de respirations requises (généralement trois) avant les données collection/mesures commencent.
   3. Avec un souffle d’aller dans le compte à rebours, orienter le patient pour commencer à respirer profondément et rapidement à travers l’embout buccal. Ils continueront ce pour 12 s.
   4. Encourager le patient tout au long de la procédure, respirez profondément et rapidement. Si le sujet est incapable de poursuivre, arrêter le test.
   5. À la fin de la 12 s, demander au patient de reprendre une respiration normale. Ils peuvent se sentir léger pommés, donc les encourager à s’asseoir et prendre de grandes respirations lentes.
      Remarque : Pour la reproductibilité que du test doit être effectué un minimum de deux fois et la variabilité suggérée devrait être inférieure à 20 %.

3. épreuves d’effort

1. Placement des électrodes
   1. Préparer la peau pour les électrodes de cheveux rasage du site d’implantation électrode s’il est présent. Frotter le site avec un tampon d’alcool, puis avec un tampon abrasif pour enlever les cellules mortes de la peau.
      NOTE : Électrode peut être placé une fois que cela est terminé, mais n’oubliez pas que l’électrode a gel suffisante et qu’il n’est pas sec.
   2. Équiper le sujet d’électrodes pour un électrocardiogramme 12 dérivations en utilisant le placement des électrodes suivant.
      1. Placer les électrodes de plomb de branche comme suit : RA : fossa subclavicular côté droit ; LA : creux poplité subclavicular gauche ; RL : droit de retour juste au-dessus des épine iliaque supérieure postérieure ; LL : arrière gauche juste au-dessus l’épine iliaque supérieure postérieure
      2. Précordiale position conduit comme suit : V1 : droit du sternum dans le 4ème espace intercostal ; V2 : gauche du sternum dans le 4ème espace intercostal (selon la règle V1) ; V3 : côté gauche directement entre V2 et V4 ; V4 : côté gauche dans le 5ème espace intercostal sur la ligne claviculaire (typiquement sous poitrine/mamelon) ; V5 : placer horizontalement avec V4 sur la ligne axillaire antérieure (bas du bord de l’aisselle (pli axillaire antérieure du bras supérieur) ; V6 : placer horizontalement avec V4 et V5 sur la ligne auxiliaire du milieu.
2. Test vélo maximale progressif — visite 1
   Remarque : Effectuer un test d’effort maximal est livré avec les risques. L’American College of Sports Medicine explique comment identifier les personnes qui courent un risque plus élevé d’un effet indésirable lors de l’essai¹³. Ceux qui serait être considérée comme ayant un risque important : connu de maladie cardiovasculaire, pulmonaire et/ou métabolique ; principaux symptômes : douleurs thoraciques, essoufflement (SOB) au repos ou avec léger effort, étourdissements ou syncope, orthopnée, oedème de la cheville, palpitations ou tachycardie, claudication intermittente, souffle cardiaque connue, fatigue inhabituelle ou SOB avec les activités habituelles ; ou au moins deux de la maladie cardiovasculaire risques facteurs : antécédents familiaux d’infarctus du myocarde ou mort subite, âge (mâles ≥ 45, femmes ≥ 55), actuel fumeur, mode de vie sédentaire ()< 30 min of moderate intensity physical activity 3 days a week for at least 3 months), obesity (BMI ≥ 30 kg/m 30="" min="" of="" moderate="" intensity="" physical="" activity="" 3="" days="" a="" week="" for="" at="" least="" 3="" months),="" obesity="" (bmi="" ≥="" 30="">²), hypertension (pression artérielle systolique (pas) ≥ 140 mm Hg ou diastolique (DBP) ≥ 90 mm Hg), dyslipidémie (cholestérol total ≥ 200 mg/dL ; LDL ≥ 130 mg/dL ; HDL < 40="" mg/dl,="" or="" on="" lipid="" lowering="" medication),="" prediabetes="" (fasting="" blood="" glucose=""> 100 mg/dL). Tous les tests d’effort maximal doivent être effectuée sous la supervision d’un professionnel de la santé formée à l’exercice clinique stable, au moins deux personnes présentes, l’un pour surveiller l’ECG et l’autre pour être prenant les pressions sanguines et le suivi du patient. Pour ceux qui sont à risque plus élevé, un médecin devrait aussi exister pendant l’essai, tandis que chez les personnes qui courent un risque plus faible, le test peut être effectué sans un médecin présent ; Il est préférable d’avoir le médecin à proximité et disponible immédiatement si nécessaire. Le personnel qui effectue le test devrait avoir vie base appuyer avec un défibrillateur externe automatisé (DEA) dans la salle et personnel performant au moins un ou plusieurs devrait avoir à réanimation advance formation. Ceux qui effectuent le test devraient connaître le plan pour faire face à une urgence médicale et portent les numéros de contact appropriés.
   1. Placer l’objet à la moto en s’assurant que le siège et le guidon est positionné confortablement.
      NOTE : La suggestion générale pour hauteur d’assise est telle que la jambe a une légère courbure au bas de la pédale et le siège doit être ajusté horizontalement afin que lorsque la manivelle est parallèle au sol, le genou tombe des métatarsiens qui devraient être o ver l’axe de la pédale. Le guidon doit être à la même hauteur que le siège ou légèrement supérieur et suffisamment proche pour que le sujet ait une légère courbure dans les coudes. La position du guidon dépendra de l’expérience du pilote, les cyclistes plus expérimentés voudront se pencha plus, où sont ceux qui vélo pas souvent préfèrent une position plus verticale.
   2. Placez un oxymètre de pouls sur le front du sujet. Essuyer l’emplacement avec un imbibé d’alcool pour enlever toute saleté ou de maquillage, etc. et fixez-le sur le front d’un bandeau.
   3. Revoir la procédure de test d’exercice avec le sujet. Informer le sujet qu’ils devront rester à respirer à travers l’embout buccal pendant toute la durée de l’essai et respirer que par la bouche que le nez doit être connecté avec le pince-nez.
      Remarque : À l’aide d’une pince embout buccal et le nez n’est pas la seule option ; les masques sont disponibles qui couvrent le nez et la bouche, ce qui permet au participant de respirer par l’entremise de leur bouche ou nez¹⁸. Mesures d’échange de gaz sont continuellement mesurées et enregistrées par le logiciel de la fonction pulmonaire. Fréquence cardiaque (FC) et le rythme seront fera en continu de l’électrocardiogramme 12 dérivations (ECG). Saturation en oxygène périphériques (SpO₂) se fera sans interruption avec l’oxymètre de pouls. Ces signaux externes (HR, SpO₂) peut être lié à la charrue métabolique afin que toutes les mesures sont documentées ensemble. Si ce n’est pas possible, RH et SpO₂ doivent être enregistrés sur une feuille de calcul chaque minute.
   4. Tirer un échantillon 5 mL de sang de la veine antécubitale (base exercice sang tirage au sort).
   5. Après 2 min de repos, commencer la collecte de données. Ensuite, commencer le protocole d’exercice et demander aux participants de commencer à pédaler. Demandez-leur d’atteindre une fréquence de pédalage entre 60 et 80 RPM.
      Remarque : Pour cette étude, le protocole de test d’effort maximal utilisé était qu'une charge de travail initial de 50 W à 30 W incrémente toutes les 2 min. Le protocole utilisé peut varier selon la population et les objectifs de l’essai. Pour les personnes âgées ou les populations de patients, la première étape peut être effectuée sans charge pour permettre aux individus d’obtenir leurs jambes déplacement avant que la résistance est ajoutée. Chez les jeunes individus sains, cela n’est habituellement pas nécessaire car 50 W est une charge de travail assez bas pour se réchauffer. Pédaler à 0 W tout en conservant la fréquence de pédalage désirée est effectivement plus difficile que commençant par résistance dès le début.
   6. Ont une tension artérielle de mesure Assistant Technicien (BP) 1 min à chaque étape, alors qu’un deuxième technicien aide avec le test. Puis poser la question d’évaluer son niveau d’effort à l’échelle de Borg de note du perçu l’effort (RPE) où 6 indique que l’effort est perçu aussi facile (comme le (s) il est assis/debout ne rien faire) et 20 indique que la perception de l’effort est à la travaux plus difficile qu’ils peuvent imaginer faire¹⁸. Prendre une impression d’ECG 12 dérivations dans les 30 dernières secondes de chaque étape.
   7. Continuer l’essai jusqu'à épuisement du sujet qui est désigné par la présence d’au moins deux des éléments suivants se produisent : quand 60 à 80 tr/min sur le vélo ne peut plus être maintenu, VO_{2 du sujet} plateaux et n’augmente pas avec une augmentation de la charge de travail, l’accès à son ratio d’échanges gazeux (RER) est égale ou supérieure à 1.1 – 1.2, ou les sujets de note de perception de l’effort (RPE) ≥ 18.
   8. Arrêter le test si une des conditions suivantes produisent¹³: apparition des symptômes de douleur d’angine de poitrine ou de la poitrine ; baisse de SBP de ≥ 10 mmHg avec une augmentation du travail ; hausse excessive des BP : SBP > 250 mmHg et/ou DBP > 115 mmHg ; brièveté du souffle, une respiration sifflante, des jambes, crampes ou claudication ; signes de mauvaise perfusion : étourdissements, confusion, nausées, cyanose, peau froide ou moite ; insuffisance des ressources humaines à augmentent avec l’intensité de l’exercice ; changer de rythme cardiaque avec des symptômes ; objet demandes d’arrêter ; vocalise de sujet ou de fatigue sévère est observée ; équipement d’essai ne fonctionne ne pas correctement.
   9. En arrivant à épuisement, passer à la phase de récupération : baisse de la résistance à la charge de travail initial et instruire le sujet à continuer de cycle pendant 2 min.
   10. Dessiner un autre 5 mL de sang du patient (tirage de sang post exercice) via antécubitale ponction veineuse.
   11. Direct de l’objet pour retourner en 3 h et 24 h après l’achèvement de l’essai pour le sang supplémentaire 5 mL attire. Instruire le sujet à ne pas prendre part dans l’exercice plus loin jusqu'à l’achèvement du sang 3^rd post exercice dessiner après 24 h.
       NOTE : Ce sont les moments choisis pour cette étude afin d’évaluer la chronologie des changements dans les cellules immunitaires. Les questions et les paramètres d’intérêt dictera lors de l’échantillonnage doit avoir lieu.
3. Essai cyclique sous-maximales de endurance stationnaire — visite 2
   1. Suivez les étapes 1 pour l’étalonnage, 3.1 pour la préparation de l’ECG, 3.2.1 pour montage de vélo et 3.2.2 pour l’installation de front pulse oxymètre.
   2. Revoir la procédure de test d’exercice avec le sujet. Informer le sujet qu’ils vont être vélo pendant 45 min, mais contrairement à l’épreuve d’effort maximal, ils seulement devront respirer à travers l’embout buccal avec l’agrafe de nez pour les sections d’essai et non en continu.
      Remarque : Comme pour le test d’effort maximal, RH et rythme continuellement surveilleront l’ECG 12 dérivations. SpO₂ se fera sans interruption avec l’oxymètre de pouls.
   3. Tirer 5 mL d’échantillon de sang veineux de la veine antécubitale (référence endurance exercice submaximal sang tirage) avant de commencer le test.
   4. Instruire le sujet à saisir l’embout buccal par voie orale et fixez la pince nez.
   5. Commencer la collecte de données et puis démarrez le protocole d’exercice. Demander aux participants de commencer à pédaler et demandez-leur d’atteindre une fréquence de pédalage entre 60 et 80 RPM.
      Remarque : Pour cette étude le protocole d’état stationnaire endurance est 45 min avec un 3-5 min d’échauffement à 50 w. Après le warm-up, la puissance est portée à 60 % de la charge de travail maximale du sujet déterminé de visite 1. Ceci est différent de visite 1 que la charge de travail est constante et le combat est réglé pour une durée spécifique, plutôt que d’augmenter la charge de travail jusqu'à ce que le pic VO₂ est atteint.
   6. Mesurer les BP (utilisez le même technicien comme avant) et poser la question au niveau de l’effort de rapport par intermittence (toutes les 3 à 5 min) tout au long de l’exercice.
   7. Instruire le sujet pour dégager l’embout buccal de la 10^ème min à 25 min de^th et re-saisir l’embout buccal de la 25^ème min à 30 min^th et au cours des dernier 5 min de bout de 45 min (40 min^th à 45 min^th ).
      NOTE : Mesures d’échange de gaz sont par intermittence surveillés que lorsque le sujet est sur l’embout buccal ; une surveillance intermittente se faite comme l’embout peut être sèche et inconfortable pour le sujet lorsqu’il est utilisé pour des périodes plus longues. Étant donné que l’objectif de ce type d’épreuve d’effort est d’avoir la portée de l’objet spécifié d’intensité d’exercice et maintenez que comme un état stable, les échanges gazeux du sujet n’a pas besoin d’être surveillée de façon continue sauf si c’est un critère d’évaluation principal. Dans le cas de cette étude, c’est le stimulus et pas le résultat visé.
   8. S’assurer que le test reste dans un état stable en surveillant les métriques suivantes :
      1. Vérifiez que la VO₂ n’a pas augmenté de façon significative (+/-5 mL/min/kg) lorsque le sujet est sur l’embout buccal.
      2. Vérifiez que HR du sujet n’augmente pas de plus de 5 bpm.
      3. Observer le sujet apparaissant fatigué ou que sa cote de RPE est en hausse.
   9. Déposer la charge de travail par ~ 5 à 10 % afin d’assurer la réalisation de 45 min de vélo, si un de ces événements se produit.
   10. Après 45 min, demander au participant d’effectuer une période de récupération 2 min de pédalage facile et puis dessiner 5 mL de sang veineux (tirage de sang post exercice).
   11. Donner les mêmes instructions d’exercice post comme visite 1 c'est-à-dire, ne vous engagez pas dans l’exercice jusqu'à ce qu’après l’heure 24h point et retourner au laboratoire pour le sang attire 3 h et 24h après exercice.

4. analyse de sang

1. Échantillons de sang de processus d’analyse.
   Remarque : Les méthodes potentielles peuvent inclure, mais ne se limitent pas à, cytométrie de flux des leucocytes, cytokine analyse d’échantillons plasmatiques et/ou analyse de l’expression génique de leucocytes en circulation. En outre, points dans le temps optimale devrez peut-être déterminer empiriquement.

Representative Results

L’application du test d’endurance maximale ou sous-maximale fournit un stimulus ou un facteur de stress dans laquelle le corps réagit pour répondre aux besoins physiologiques accrus. Différents modes d’exercice peuvent être utilisés pour comparer les réponses physiologiques et biologiques à un exercice particulier par elle-même ou lorsqu’une drogue/intervention est utilisée, ou pour évaluer les différences de réponses entre les charges d’exercice différents. Maximale et endurance exercice charges diffèrent quant à la durée (court/long respectivement) et l’intensité (haute/basse respectivement), tandis que le mode, (c.-à-d., cyclisme), est maintenu constant. Lorsque vous concevez une étude avec le test, il est important d’établir quels sont les objectifs de l’utilisation de l’exercice et quel type de réponse est souhaitée. Le tableau 1 met en évidence les différences et similitudes entre endurance sous-maximale et le test d’effort maximal, mais aussi, les chercheurs doivent être conscients des effets différents modes d’exercice auront sur les paramètres en cours d’évaluation. Dans un effort maximal test, où intensité d’exercice ou de la demande est sans cesse croissante avec augmente la charge de travail (résistance/puissance sur un vélo ou de vitesse et/ou de grade sur un tapis roulant) la réponse métabolique et cardio-pulmonaires (fréquence cardiaque, volume systolique, ventilation, consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone) aussi continuellement augmenter (Figure 1 a). En revanche, au cours d’un test d’effort sous-maximal endurance la demande qui est passée au repos, mais est déclenchée à fixés intensité d’exercice. Par conséquent, la réponse cardiopulmonaire a une augmentation initiale, mais des plateaux alors que le corps s’adapte pour répondre à la demande conforme (Figure 1 b). La différence de l’intensité et de la demande maximale et sous-maximale endurance test apparaît également lors de l’examen de la variation dans la note de perception de l’effort (RPE) et le ratio d’échanges gazeux (RER) le combat d’exercice respectif qui estime que le combustible utilisé pour alimenter le corps avec l’énergie. Lors d’un test d’effort maximal RPE et RER régulièrement augmente jusqu'à la fin de l’essai (Figure 2 a), où, comme dans une endurance sous-maximale exercice tester ces paramètres se stabilisera (Figure 2 b).

Bien que non obligatoire, il peut être bénéfique d’effectuer un test de fonction pulmonaire avant d’effectuer un test d’effort. Exercice suscite une réaction cardiaque et pulmonaire et les performances lors de l’épreuve d’effort peuvent être limitée par la fonction métabolique et la capacité du cœur, les poumons ou les deux à répondre. Lorsqu’on évalue s’il y a une limitation pulmonaire, il est utile de connaître la fonction pulmonaire au repos qui peut identifier les limitations obstructives ou restrictives par la lenteur de la capacité vitale (SVC) et manœuvres de la capacité vitale forcée (FVC). Effectuer la manœuvre de ventilation maximale volontaire (MVV) pour déterminer la capacité ventilatoire est utile comme cela puis peut être utilisé pour déterminer combien réserve respiratoire est présente ou si l’individu est empiéter sur leurs limites ventilatoires. Toutefois, cette valeur peut également estimer de la FEV₁. Avant d’effectuer les tests de la fonction pulmonaire, on devrait revoir les méthodes normalisées pour la spirométrie fournis par l’American Thoracic Society et de la European Respiratory Society^16,17.

Figure 1 : Gas Exchange et les données de fréquence cardiaque pour les épreuves d’effort Endurance maximale et sous-maximale. Les changements physiologiques en réponse à l’augmentation de charge de travail (résistance en watts) de test maximal (A) les changements observés lors d’un test d’endurance (au fil du temps) (B). Panneaux montre le changement dans la consommation d’oxygène (VO₂, ouvert vers le bas triangles), la production de dioxyde de carbone (VCO₂, triangles noirs) sur la gauche axe y et la ventilation (VE, cercles noirs) et la fréquence cardiaque (HR, cercles gris) sur l’axe des y de droite. Test durée ou endurance sous-maximale charge de travail et de la consommation d’oxygène maximale (VO₂ Peak) figurent sur chaque panneau de la figure. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2 : Paramètres d’intensité d’exercice maximale et Tests d’effort d’Endurance
Deux panneaux montrent le changement dans la notation de la perception de l’effort (RPE, astérisque) sur l’axe gauche et le ratio d’échanges gazeux (RER, noir triangle vers le bas) sur l’axe des ordonnées droite en réponse à l’augmentation de travail (Watts) pour le test d’effort maximal (A) et l’heure (min) pour l’essai d’endurance sous-maximale (B) sur l’axe des abscisses. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Test d’effort maximal	Similitudes	Essai d’endurance exercice Submaximal
– Durée objectif 10-20 min	– Ressources humaines surveillée de façon continue	– Durée 30 mn
-Intensité croissante : montée en puissance ou stades	– BP mesurés à intervalles réguliers	– État d’équilibre, désiré intensité choisi et qui s’est tenue
– L’échange gazeux continuellement surveillé	– Mesuré RPE	– Gaz intermittent échange suivi
-HR, VO2, VCO2 et VE cesse d’augmenter avec l’augmentation de la charge de travail	– Un oxymètre de pouls surveillé de façon continue	-HR, VO2, VCO2 et VE plateau et charge de travail est diminuée si commencent à s’élever comme le but est de garder ces stable
– RER est ≥ 1,1		– RER reste inférieur à < 1,0
– À la fin des mesures sera le maximum que peut produire le corps de l’individu (HR, VO2, VCO2, VE, charge de travail, etc..)		– À la fin des mesures sera le pourcentage de la valeur maximale que peut produire le corps de l’individu (HR, VO2, VCO2, VE, charge de travail, etc.). Pourcentage est dicté par l’intensité d’un exercice sous-maximal et/ou la durée
		– Pour connaître le pourcentage du maximum, c’est qu'un test d’effort maximal serait nécessaire pour être accomplies consistent d’ordinaire à une visite antérieure
VO2: consommation d’oxygène ; VCO2: production de gaz carbonique ; VE : ventilation ; HR : la fréquence cardiaque ; RER : ratio d’échanges gazeux

Tableau 1 : comparaison des épreuves d’effort Endurance maximale et sous-maximale. Le tableau résume les différences et les similitudes entre le deux exercice essais décrits.

Discussion

Il y a des grandes possibilités d’exercice devant être constituée comme un outil thérapeutique d’appoint/alternative. En effet, un corps émergent des preuves suggèrent fortement que l’activité physique favorise une bonne santé. L’utilisation de l’exercice comme un médicament ou un outil de diagnostic nécessiterait une compréhension de la bonne quantité ou « dose » d’exercice pour obtenir l’effet désiré. La dose optimale d’exercice doit être estimée, comme trop d’exercice peut être préjudiciable à l’amélioration de la santé. Par conséquent, un régime d’exercice peut doivent être adaptés à chaque individu d’atteindre le bénéfice optimal de l’exercice. À cette fin, les variables qui contribuent à la nature des diverses réponses à exercer doivent être compris et contrôlée. Par conséquent, les méthodes normalisées d’exercer le contrôle sera critiques pour faire avancer le domaine.

La meilleure méthode pour normaliser l’intensité d’exercice pour l’essai d’un exercice sous-maximal continue d’être l’objet de débats. Nous avons choisi d’utiliser 60 % de la charge de travail maximale atteint, mais le pourcentage de VO₂max/peak, HRmax ou HRRmax sont couramment utilisés pour la prescription d’exercice formation intensité zones¹⁹. Plus récemment, les autres méthodes ont été proposées comme étant plus efficace pour normaliser l’intensité d’exercice pour la recherche. Un étant le concept de delta de pourcentage, où l’intensité est définie sur un certain pourcentage de la différence entre le seuil d’échange de gaz et de VO₂max et qu’il a été démontrée à répondre de manière plus cohérente inter-sujets à sous-maximale endurance exercice test que d’utiliser un pourcentage de VO₂max²⁰. Une deuxième méthode pour faire du vélo d’accise essais est la puissance critique (CP) qui décrit la puissance de sortie qui correspond au seuil de fatigue. À ce stade réponses cardiorespiratoires et métaboliques sont plus synchronisées ou unifiée. Lors de l’exercice est effectué en dessous de ce seuil, la fatigue périphérique ne limite pas la durée l’exercice peut être réalisée pour, et intensité de l’exercice peut être stabilisée. En revanche, au-dessus de CP, la quantité de travail qui peut être fait ou W' peuvent être identifiés et la durée jusqu’au W' est épuisé peut être prédite²¹. Le meilleur choix pour savoir comment déterminer l’intensité d’un exercice sous-maximal reste encore à déterminer, mais beaucoup dans le domaine de la physiologie d’exercice sont s’éloignant des méthodes anciennes et se déplaçant vers l’une des plus récentes méthodes décrites. Le protocole choisi dépend de l’étude et les résultats principaux en cours d’évaluation. En outre, dans cette étude une surveillance intermittente de l’échange gazeux a été choisie pour rendre le test plus confortable pour les participants comme respiration sur une embouchure pendant de longues périodes est mal à l’aise en raison de la sécheresse de la bouche. Salive peut s’accumuler et tenant l’embout dans la bouche peut être fatigant pour les mâchoires. Étant donné que le principal résultat a été un changement dans les leucocytes du sang périphérique et non une modification cardiopulmonaires suite à un exercice d’endurance sous-maximale, surveillance intermittente de l’échange gazeux pour s’assurer que le test d’effort est resté à l’état d’équilibre était suffisante.

Nous avons défini des protocoles standardisés d’exercice, mais peuvent prendre des mesures supplémentaires qui précède l’exercice afin d’améliorer encore la cohérence et la reproductibilité de l’exercice, résultats des tests. Par exemple, ont le même technicien à effectuer toutes les mesures de pression artérielle pour une étude particulière, ou à tout le moins, ont le même technicien mesurer un sujet au cours de plusieurs essais répétés. Deuxièmement, un étalonnage approprié de tous les équipements de test, en particulier l’analyseur métabolique, doit être réalisé avant chaque expérience. Enfin, la variabilité de la population de sujet et comment cela modifiera la réponse individuelle et les comparaisons entre les individus devrait considérer et réduits au minimum. Ceci peut être atténué de plusieurs façons en restreignant l’utilisation de stimulants (c.-à-d., la caféine) et contrôle la prise alimentaire et l’exercice avant l’essai et s’assurer également que les sujets soit bien reposé. Les conditions d’essai (équipement, température ambiante, heure de la journée, etc.) doivent être conformes si les tests vont être répété. Dans certains scénarios, vu les participantes test sur une phase particulière de leur cycle menstruel complet (par exemple, début de la phase folliculaire) est également un contrôle important. En outre, le chercheur devra décider si ils vont permettre de suppléments et des médicaments à prendre, car ceux-ci peuvent altérer la réponse à l’exercice. Alors qu’il peut y avoir d’autres variables de contrôle pour une étude particulière, nous recommandons fortement que ces mesures incorporées dans toute étude de conception impliquant exercice stable.

Les schémas d’exercice décrites ici peuvent être utilisés pour étudier les réponses physiologiques à l’exercice aigu. Nous avons précédemment utilisé cette méthode pour comprendre les changements immunologiques chez des individus sains en deux exercice différents schémas¹⁴. Nous avons recueilli des échantillons de sang avant l’exercice essai avec sang trois échantillons prélevés à des moments différents après l’exercice. Alors que maximale et l’endurance exercent schémas a conduit à une accumulation rapide de plusieurs populations de leucocytes, le régime maximal entraîner une augmentation plus importante de la plupart des sous-populations leucocytes immédiatement après que les tests ont été effectués. Nous avons également constaté que CD56⁺CD16⁺ des cellules tueuses naturelles ont augmenté le plus immédiatement après l’exercice, mais CD15⁺ granulocytes avaient une réaction différée de culminer à l’exercice de poste de trois heures. Il est bien connu que les leucocytes du sang périphérique s’accumulent rapidement en circulation après l’exercice (évaluée par Freidenreich et Volek²²), notre étude a démontré que la cinétique de mobilisation sont très différente et spécifiques au type de cellule. Cellules tueuses naturelles (NK) et CD8⁺ les cellules T cytotoxiques semblent être les plus influençables sur exercice²³, mais les autres populations, y compris les cellules myéloïdes et cellules B également augmentent dans une certaine mesure. Tandis que de nombreuses études ont porté sur les effets aigus des événements seul exercice, exercice longitudinale en formation schémas sont probablement nécessaires pour fournir supplémentaire aperçu de comment exercice affecte la performance immunologique à long terme.

Les protocoles décrits ici offrent une méthodologie standardisée afin d’incorporer des schémas d’exercice des réponses biologiques et physiologiques. Ces protocoles peuvent être facilement modifiées pour les deux seul exercice teste plusieurs longitudinale ainsi comme à long terme stable. Mesures physiologiques peuvent inclure, mais ne se limitent pas à, fréquence cardiaque, pression artérielle, la consommation d’oxygène et indice de masse corporelle (IMC). Réponses biologiques peuvent être mesurées d’une variété de spécimens, y compris la sueur, salive, urine et le sang périphérique. Ces échantillons, analyses simultanées multiples peuvent être effectuées par l’intermédiaire de cytométrie en flux de composition cellulaire, analyses protéomique, réseaux d’expression de gènes ou d’autres types d’approches biochimiques et moléculaires. En plus de changements dans la composition des leucocytes du sang périphérique de compréhension, d’autres se sont penchés sur des marqueurs d’inflammation²⁴, cytokines²⁵et comment les régimes d’entraînement peuvent être utilisées pour modifier les changements induits par l’exercice^{26 plasma} . Pris ensemble, normalisé protocoles permettent la mesure de l’activité physique de différentes durées et intensités avec paramètres physiologiques associés d’une manière définie.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Metabolic cart/portable system	MCG Diagnostics	Mobile Ultima CPX System	The flow calibration syringe, and calibration gases should come with system. There are numerous possible options/alternatives.
Pulmonary function software (Breeze Suite)	MCG Diagnostics		Software used will depend on the metabolic system
Upright cycle ergometer	Lode ergoline	960900	Numerous possible options/alternatives
12-Lead ECG	GE Healthcare	CASE Exercise Testing System	Used for 12 lead ECG capture, control bike. Having a full 12-lead is ideal for maximal exercise test so can monitor for arhythmias, but alternative for just HR would be a wireless chest strap heart rate monitor
Pulse oximeter	Masimo	MAS-9500	Usually multiple probe options: finger, forehead, ear lobe.  Usually avoid finger as tight handlebar grip can cause measurement inaccuracies
Pneumotach (preVent Flow Sensor)	MCG Diagnostics	758100-003	Alternative systems can use a turbine
Nose piece (disposable)	MCG Diagnostics	536007-001	Numerous possible options/alternatives
Mouthpeice with saliva trap	MCG Diagnostics	758301-001	Suggest filling the saliva trap with paper towel/gauze and tape cap to limit dripping
Headband	Cardinal Health	292866	Used to secure the forehead pulse oximeter and the lines for the cart
Stethescope	3M Littman	3157SM	Numerous possible options/alternatives
Blood pressure cuff	HCS	HCS9005-7	Cuff size will depend on the population planning to test
ECG Electrodes	Cardinal Health	M2570	only needed with lead based ECG/HR monitoring
K2EDTA tube 5 mL	Becton Dickinson	368661
*The table provides a list of the supplies and equipment utilized in this protocol and comments related to the equipment. Brand name/company is provided, but the use of other brands will not affect the results, key is to keep it consistent throughout testing in a particular study.