För att bedöma påverkan av träningens intensitet på fysiologiska och biologiska svar, utnyttjades två olika övning testprotokoll. Metoder disposition motion testning på en cykelergometer som inkrementella maximal syre förbrukning test och uthållighet, steady-state submaximal uthållighetsprov beskrivs.
Regelbunden fysisk aktivitet har en positiv effekt på människors hälsa, men de mekanismer som styr dessa effekter förblir oklart. De fysiologiska och biologiska Svaren till akut motion påverkas huvudsakligen av varaktighet och intensitet av träningsprogram. Som övning allt är tänkt som en terapeutisk behandling eller diagnostiskt verktyg, är det viktigt att standardizable metoder utnyttjas att förstå variationen och öka motion utgångar reproducerbarhet och mätningar av Svaren till sådana regimer. Därför beskriver vi två olika cykling träning regimer som ger olika fysiologiska effekter. I en maximal konditionstest ökas träningens intensitet kontinuerligt med en större arbetsbelastning vilket resulterar i ett ökande hjärt och metabola svar (hjärtfrekvens, slagvolym, ventilation, syre och koldioxid produktion). Däremot under tester uthållighet motion, efterfrågan ökas från som i vila, men höjs till en fast submaximal träningsintensitet vilket resulterar i ett hjärt och metabola svar som vanligtvis platåer. Tillsammans med protokollen ger vi förslag på att mäta fysiologiska utgångar som inkluderar, men är inte begränsade till, hjärtfrekvens, långsam och forcerad vitalkapacitet, gas exchange mätvärden och blodtryck att möjliggöra jämförelse av motion utgångar mellan studier. Biospecimens avsmakar sedan för att bedöma cellular, protein eller gen uttryck svaren. Sammantaget kan detta tillvägagångssätt anpassas enkelt till både kort – och långsiktiga effekter av två distinkta träning regimer.
Fysisk aktivitet definieras som någon kroppslig rörelse producerad av skelettmuskler som kräver energi utgifter1. Motion är en fysisk aktivitet som involverar repetitiva kroppslig rörelse som gjorts för att förbättra eller upprätthålla en eller flera komponenter för fysisk hälsa2. En gång var fysisk aktivitet rekommenderas inte för dem som var allvarligt sjuk. För personer med cancer, hjärtsvikt, eller ens för dem som var gravid, föredrogs sängläge under fysisk aktivitet. Klinisk praxis har sedan drastiskt förändrats, eftersom fördelarna med motion på övergripande hälsa blir onekligen3. Regelbunden motion har visat sig minska risk för kardiovaskulär sjukdom, totalmortalitet, risken för cancer och hypertoni, förbättra blodsockerkontrollen, underlätta viktminskning eller underhåll och förhindra ben och muskel förlust4,5 ,6,7,8.
De omfattande förmånerna av motion har nu lett många att utnyttja motion som en typ av ”medicin” och ett alternativ eller komplement behandlingsalternativ för en mängd villkor3. Shulman et al. visat att en kombination av löpband och motstånd motion kan leda till förbättringar i gångarten hastighet, aerob kapacitet och muskelstyrka som skulle kunna förbättra motorstyrning och övergripande livskvalitet hos patienter med Parkinsons sjukdom9 . Hos hjärtsviktspatienter bidrar motion intolerans och otillräcklig farmaceutiska insatser till en dålig livskvalitet10. Första resultaten från hjärtsviktspatienter som genomgår träning i HF-ACTION rättegång visade förbättring i livskvalitet och minskningar av sjukhusinläggningar och dödlighet11. Dessutom kan har tillämpningen av motion att ändra kardiotoxiska effekter av antracyklin-innehållande kemoterapi (t ex doxorubicin) visat att oavsett när det inleds med avseende på patienterna kemoterapi Administration (före, under eller efter), motion kan ge positiva effekter såsom att minska nedgången i aerob kapacitet, förmildrande vänsterkammardysfunktion och minska oxidativ skada12.
Fördelarna med motion i hälsa och friskvård är inte bara i sin ansökan som en medicin/behandling, men också som ett diagnostiskt verktyg. Motion testning, till exempel används för att diagnostisera motion intolerans, ischemi i hjärtat, eller att förstå orsaken till andnöd andetag13. Kanske viktigare, kan motion testning användas för att identifiera subklinisk dysfunktion. Den mänskliga kroppen är i de flesta situationer ”överbyggd”, sådan att dysfunktion eller patofysiologi ofta kan förbli dolda och unapparent till en individ i månader eller år. Denna observation kan förklara varför villkor såsom pulmonell arteriell hypertension eller pankreascancer tyst kan öka svårighetsgrad så att när symtomen märkas, dessa villkor tenderar att vara mycket avancerade och extremt svårt att behandla2 . I vissa av dessa situationer, kan motion testning ge en stress stimulans till kroppen vilket ökar efterfrågan ovan som dagliga och ibland kan identifiera dysfunktion (kardiella, andningsvägar, metabola) som inte sågs i vila, att hjälpa till att diagnostisera en sjukdom och påbörja behandling tidigare.
För att fullständigt maximera den terapeutiska och diagnostiska potentialen av motion, behövs standardiserade metoder för att kvantifiera Svaren till fysisk aktivitet för att korrekt bedöma bidragen från övning till övergripande immunsystemet hälsa. Variationer i arbetsbelastning, lutning, varaktighet, typ av träning och tidpunkten för provtagning kan alla inflytande mätningar av fysiologiska reaktioner. Här, beskriver vi metoder för maximal och submaximal uthållighet övningar att samla fysiologiska data samtidigt samla in prover för biologiska svar. Denna metod användes för att förstå hur akut motion påverkas distribution och frekvensen av leukocyt populationer i perifert blod14 genom att mäta immunceller populationer vid olika tidpunkter före och efter träning med flödescytometri med 10-färg flödet protokoll som tillåter kvantifiering av alla stora leukocyt grupper samtidigt15. Följande protokoll kan användas som en standardiserad metod för två distinkta träning regimer för att mäta fysiologiska och biologiska svar för att utöva.
Det finns stor potential för övning att införlivas som ett komplement/alternativ terapeutiska verktyg. En växande mängd bevis tyder faktiskt starkt att fysisk aktivitet främjar god hälsa. Användningen av motion som ett läkemedel eller diagnostikverktyg skulle kräva en förståelse för rätt mängd eller ”dos” av motion för att uppnå önskad effekt. Den optimala dosen av motion bör beräknas, eftersom för mycket träning kan vara skadlig för bättre hälsa. Som sådan, kan ett träningsprogram behöva …
The authors have nothing to disclose.
Denna studie har finansierats av Mayo Clinic Institutionen för laboratoriemedicin och patologi och andra olika interna källor.
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 5mL | 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. |