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Biochemistry

수영 선수의 심폐 평가를위한 급속하게 증가 된 테더 드 수영 최대 프로토콜

Published: January 28, 2020 doi: 10.3791/60630
Automatic Translation
*1,2, *2, *2, *2, *2, *1,3, *4,5, *3,6, *3, *7,8
1Department of Physical Education, São Paulo State University (UNESP) at Bauru, 2Institute of Bioscience, Graduate Program in Human Development and Technology, São Paulo State University (UNESP) at Rio Claro, 3Ciper, Faculdade de Motricidade Humana, Universidade de Lisboa, 4Department of Science and Technology, School of Education, Polytechnic Institute of Setúbal, 5Quality of Life Research Center, Polytechnic Institute of Santarem, 6Universidade Europeia at Lisbon, 7Division of Endocrinology, Diabetes and Bone Disease, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, 8Department of Biobehavioral Sciences, Teachers College, Columbia University
* These authors contributed equally

Summary

내재된 도전과 한계를 제시하는 무료 수영 중 측정과는 달리, 수영선수의 심폐 기능의 중요한 매개 변수를 보다 실현 가능하고 쉽게 관리할 수 있습니다. 가스 교환 및 환기 데이터 수집을 통해 프로토콜을 빠르게 증축하고 있습니다.

Abstract

증분 운동 테스트는 지구력 운동 선수의 심폐 능력을 평가하는 표준 수단입니다. 산소 소비의 최대 속도는 일반적으로이 점에서 기준 측정으로 사용 하는 동안, 작업 속도 증가 젖 산 생산/소비의 역학의 변화를 반영 하는 두 개의 신진 대사 중단점은 아마도 기능적인 관점에서 지구력 선수에 대 한 더 많은 관련이. 운동 경제, 이는 최대 작업의 성능에 비해 산소 소비의 속도를 나타내는, 또한 지구력 - 운동 선수 평가를 측정하는 중요한 매개 변수입니다. 운동 허용 오차의 한계에 도달 할 때까지 점진적이지만 빠른 작업 속도를 포함하는 램프 증분 테스트는 이러한 매개 변수를 결정하는 데 유용합니다. 이러한 유형의 테스트는 일반적으로 작업 속도 증가와 관련하여 정밀도가 필요하기 때문에 주기 인체공학적 또는 러닝머신에서 수행됩니다. 그러나, 선수는 그들의 스포츠에 필요한 운동의 모드를 수행 하는 동안 테스트 해야. 따라서, 수영은 일반적으로 이러한 정밀도를 달성하기 어려운 자유 수영 증분 테스트 중에 평가됩니다. 우리는 최근에 점진적으로 증가하는 하중 (증분 테더 수영)에 대한 고정 수영이 앞서 언급 한 신진 대사 중단점과 운동 경제를 드러내는 점진적이지만 빠른 로딩 패턴을 수용 할 수있는 충분한 정밀도를 허용함으로써 "수영 인체 공학적"역할을 할 수 있다고 제안했습니다. 그러나, 이러한 프로토콜 동안 달성된 산소 소비량의 피크 속도는 자유 수영 중에 측정되는 최대 속도에 근접하는 정도는 여전히 결정되어야 한다. 본 기사에서, 우리는 이 급속하게 증가하는 테더링 수영 프로토콜이 어떻게 수영선수의 심폐 능력을 평가하기 위하여 이용될 수 있는지 설명합니다. 구체적으로, 우리는 이 프로토콜을 사용하여 단거리 경쟁 수영 선수의 평가가 산소 섭취량이 30.3 및 34.8 mL∙min-1∙kg-1BM인 것으로 밝혀진 것을 가스 교환 임계값 및 호흡 보상 지점에서 각각 설명합니다.

Introduction

낮은 작업 속도 (WR)에서 최대 (즉, 증분 운동 테스트)에 점진적 증가를 포함 하는 운동 테스트; INC)는 지구력 운동 선수를 위한 심폐 평가의 금본위제 방법을 제공합니다. 운동 선수가 달성 할 수있는 가장 높은 WR (WR피크)이외에, INC는 또한 가스 교환 및 환기 데이터가 시험 동안 수집되는 경우 개인이 운동 형태 (V2peak)에 대해 산소(O2)를소비 할 수있는 가장 높은 속도의 결정을 허용한다1. VO2peak는 심폐 적합성의 기준 측정을 나타냅니다. 더욱이, WR이 증가함에 따라 수집된 가스 교환 및 환기 데이터의 분석은 혈액-젖산 농도(blood[lactate])가 기준치(lactate threshold)를 초과하여 증가하는 지점과 가속 속도(lactate 턴포인트)로 축적되기 시작하는 지점을 식별하는 비침습적 방법을 제공한다2. 이들 대사 중단점은 각각3을통해 가스 교환 임계값(GET) 및 호흡 보상 지점(RCP)을 결정함으로써 추정된다. 중요한 것은, GET은 혈액 [젖산]이 처음에 증가하는 지점에 대한 견고한 추정치를 제공하는 반면, RCP를 특징짓는 "환기"는 그 자체당 화학 수신 이외의 구심성 입력에 의해 시작될 수 있는 보다 복잡한 현상입니다. 따라서 RCP 식별에 기초한 결론은 신중하게 이루어져야 합니다.

운동이 일정한 작업 속도(CWR)로 유지될 때, WR이4,5떨어지는"운동 강도 도메인"에 기초하여 현저하게 다른 생리적 반응 프로필이 있다. 구체적으로,V조2및 혈액[젖산염] "정상 상태"의 성취는 중등도에서 급속히, 무거운 도메인에서 지연되고 가혹한도메인4,5에서달성할 수 없다. CWR3,6동안 중도메인에서 중등도를 분리하는 대사율로서O2가 INC(V~2GET) 동안 GET에서 소비될 수 있는 비율이 잘 확립되어 있다. 논란의 여지가 있지만, 최근의 여러 관측은O2가 RCP (V~O2RCP)에서소비될 수 있는 속도와 중/중증 분리7,8,9,10사이의 유사한 동등성을 나타낸다. INC 동안 수집된 데이터로부터 VO2GET 및 VO2RCP의 식별은, 따라서, 증분시험8에서유래한 V®O2-작업속도 관계에 따라 단순히 그렇게 하는 것보다 더 복잡하다는 주의와 함께 신진대사 속도를 통해 지구력 운동선수를 위한 도메인별 훈련 요법을 처방하는데 유용할 수 있다.

V에서 V를 결정하기 위한 테스트의개념이 처음에 탐구되었을 때, 연구자들은 피험자가 별도의 날에 증가 속도에서 운동 허용 오차 (Tlim)의한계에 실행 트랙의 시합을 수행했다1. 연구는 V에서 V를 확인2max는 또한 휴식 기간이 산재 와 같은 날에 T림에 수행 유사한 시합에서 결정 될 수있다12. 결국, WR을 통한 연속 프로토콜이 특정 시간 간격(예를 들어, 3분마다)에서 증분 방식으로 증가하여 불연속 시험13과동일한 V제2피크를 밝혀낸 것으로 나타났다. 따라서, 이러한 "등급이 매겨진 운동 시험"은 심폐 적합성의 이 기준 측정을 결정하기 위한 표준이 되었습니다. 그러나, 1981년에, 채찍과 동료는 V의 목적을 위해2max 측정을 위해, INC는 또한 비 정상 상태에서 전적으로 수행될 수 있었다는 것을 지적하는 연구를 간행했습니다; 즉, WR이 "시간의 원활한 기능"(RAMP-INC)14로지속적으로 증가함에 따라. 단계당 확장단계 및 상대적으로 큰 WR 증가를 가진 INC와는 달리, RAMP-INC 동안 점진적인 증가는 GET과 RCP를 분리하는 "아이소카닉 버퍼링 영역"이 명확하게 정의될 것이라는 것을 보장한다15. 더욱이, 단계가 있는 INC와 마찬가지로, RAMP-INC는 "운동 경제성"(즉, 주어진 WR당요구되는 V제2)을 평가하는데 사용될 수 있다; 그러나 단계가 있는 INC와 달리, 이 경우 이 목적을 위해 사용되는 "델타 효율"(즉, V에서2-WR관계의 경사)의 역이며, 이는 강도 스펙트럼에 걸쳐 작업 속도에 대한 V의 복잡성으로 인해, 이 파라미터는 다른 기준선 경사로에서 시작되는 INC의 불변 기능이 아닐 것이라는 사실을 고려하여 11을 고려한다. 16.

일반적인 체력 검사를 위해, INC는 일반적으로 다리 인체 공학계 또는 러닝 머신에서 수행되는데, 왜냐하면 이러한 양식은 더 많이 사용할 수 있고 다리 사이클링과 걷기 / 달리기는 보통 사람에게 익숙하기 때문입니다. 더욱이, RAMP-INC의 투여는 작은 단위로 WR을 지속적으로 증가시키는 능력을 필요로 한다(예를 들어, 2초마다 1W); 따라서 인체공학적(일반적으로 레그 사이클링)은 이러한 유형의 테스트에 가장 적합합니다. 그러나, 선수 평가 는 더 복잡 한 선수 그들의 스포츠에 필요한 운동의 특정 모드를 수행 하는 동안 테스트 해야 하기 때문에. 달리기와 관련된 스포츠에 참여하는 사이클리스트와 개인의 경우, 앞서 언급한 테스트 기계의 접근성과 적용 가능성 때문에 문제가 되지 않습니다. 반대로, 가스 교환 및 환기 데이터 수집을 통한 생태학적으로 유효한 테스트와 RAMP-INC에 필요한 점진적인 WR 증분은 수생 선수를 평가할 때 더 어렵습니다.

자동 수집 시스템의 출현 이전에는 최대 수영17에이어 더글라스 백 컬렉션을 사용하여 수영선수의 가스 교환 평가가 수행되었습니다. 자동화 된 시스템이 개발되면, "실시간"수집이 일어났다, 하지만 "실제 수영"조건 (예를 들어, 수영WR을 제어 수로에서 수영하는 동안)17. 불행하게도, 전자 방법은 "뒤로 외삽"의 가정으로 인해 내재 된 한계를 가지고 후자는 수로 수영 이 기법17을변경하는 정도에 대한 우려를 제기한다. 현재 의 예술 상태는 무료 수영17동안 수영장과 함께 수영과 함께 움직이는 휴대용 호흡 - 호흡 수집 시스템의 사용을 포함한다. 이러한 유형의 측정은 생태학적 타당성을 향상시지만 점진적인 WR 증분은 어렵습니다. 실제로, 자유 수영 중 INC는 일반적으로 점진적으로 증가하는 속도14,15에서설정된 거리(예를 들어, 200m)의 간격을 포함한다. 즉, 테스트는 큰 같지 않은 WR 증분으로 긴 단계로 구성됩니다. 따라서, 단 하나 신진 대사 중단점 (전형적으로 "혐기성 임계값"이라고 칭함)이 이 시험을 채택하는 연구원에 의해 보고된다는 것은 놀라운 일이 아닙니다18,19. 대신, 우리는 최근에 V에서 V를2GET 및 V~O2RCP 모두 수집된 데이터로부터 결정될 수 있는 것으로 나타났으며, 수영선수들이 수영장에서 고정 수영을 수행하면서 점차적으로 급속하게 증가된 하중(즉, 증분 테더드 수영)(즉, 증분 테더드 수영)에 대해 수영장에서 고정 수영을 수행하였다. 수영 중에 존재하는 독특한 호흡 패턴은 일반적인 평가 모드 (개인 관찰)에 비해 앞서 언급 한 중단점을 식별하기가 더 어려워질 수 있지만,이 테스트 방법은 고정 사이클이 자전거 타는 사람에게 사용되는 방법과 유사한 방식으로 수영 선수의 심호흡 평가에 사용할 수있는 "수영 ergometer"로 적합 할 수 있다고 생각합니다. 실제로, 우리는 V를2GET,V로O 2RCP 및 운동 경제성(V에서 나타난 바와 같이2-load경사)이모두 20이하에 기재된 급속하게 증분된 테더드 수영 프로토콜로부터 결정될 수 있음을 보여주었다.

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Protocol

아래에 제시된 대표주 관문 데이터가추출된 연구의 참가자는 실험 절차, 관련 위험 및 참여의 잠재적 이점을 설명한 후에 시험개시 전에 그들의 서면 통보된 동의를 주기 위하여 요구되었습니다. 첫 번째 방문은 수영 선수들이 테더드 수영의 개념과 실제 테스트 중에 적용 될 측정 기술에 대해 소개하는 친숙한 세션으로 구성되었습니다. 두 번째 방문 중에 전체 테더-수영 테스트를 수행하였고 세 번째 방문에서 빠르게 증가하는 테더드 수영 프로토콜을 수행했습니다. 두 테스트 모두 28°C의 수온을 가진 준올림픽 수영장(25m)에서 수행되었습니다.

1. 수영 준비

  1. 수영선수에게 각 시험 세션 에 앞서 24시간 동안 격렬한 운동을 피하도록 지시하십시오.
  2. 수영선수에게 휴식과 완전 수화 상태로 수영장에 도착하도록 지시합니다 ≥3 식후.
  3. 각 시험 전에 24 시간 동안 흥분 제 음료와 알코올을 섭취 하지 않도록 수영을 지시 합니다.

2. 모든 아웃 테더 - 수영 테스트

  1. 500kg 로드셀을 준비하여 수영선수가 2회 동안 발휘할 수 있는 가장 높은 힘을 측정하는 데 사용할 수 있는 30s의 모든수영(21)을포함하는 두 번의 시험에서 발휘한다.
    1. 컴퓨터에서 N2000PRO 소프트웨어(파워 딘 프로 - CEFISE) 프로그램을 엽니다.
    2. 도움말 메뉴를 열어 컴퓨터와 로드 셀 분석기 간의 통신 링크를 확인합니다.
      1. RS232 인터페이스에 대한 연결이 잘 설정되어 있음을 나타내는 녹색 신호를 관찰합니다.
      2. 상황에 따라 테스트를 시작하려면 카운트다운을 설정합니다.
      3. 샘플링 기간을 설정합니다. 나머지 간격을 설정합니다. 초당 프레임을 100Hz로 설정합니다.
      4. 개인 취향에 따라 힘 측정 단위를 N 또는 kg으로 설정합니다. 수집 시간을 밀리초 단위로 설정합니다.
    3. 수영장 밖에서 수영하는 사람과 0 및 10kg 하중으로 로드셀(22)을 보정합니다.
    4. 테더수영 측정을 위해 CEFISE에서 특별히 설계한 L자형 평탄철 바를 통해 로드 셀을 시작 블록에 부착합니다.
    5. 비탄력적 로프의 한쪽 끝을 로드 셀에 연결하고 다른 쪽 끝은 맞춤형 벨트 (CEFISE)를 사용하여 수영선수에게 연결하여 다리를 걷어차는 것이 힘 측정을 방해하지 않도록 두 엉덩이에 로프가 부착되어 있습니다.
  2. 2회 시험 시험의 성능을 위해 수영 선수가 준비합니다.
    1. 전면 크롤링 수영의 올바른 성능에 대한 지침을 수영선수에게 제공합니다 (예 : 가능한 한 빨리 수영하는 동안 머리와 트렁크가 상승하는 것을 방지하고 최대 쓰다듬기 외에도 최대 속도로 발로 차는 데 집중하십시오).
    2. 수영선수에게 풀사이드에서 스트레칭과 팔/다리 스윙을 준비하도록 지시합니다.
    3. 수영 선수에게 수영장에 들어가서 시험 결과에 영향을 미칠 수 있는 느린 효과를 발생시키는 것을 피하기 위해 조명 강도로 800m 의 전방 크롤링 수영으로 구성된 표준 워밍업 프로토콜을 수행하도록 지시합니다.
    4. 수영선수가 수영장을 빠져나와 수영장 옆에서 10분 동안 휴식을 취할 수 있도록 합니다.
    5. 수영 선수의 허리 주위에 벨트를 고정하십시오. 비탄성 로프의 자유 끝을 벨트에 부착합니다.
    6. 측정 시스템(로드베이스)에서최소한의 장력으로 수영선수의 몸을 수평으로 유지하는 데 필요한 하중을 결정합니다.
    7. 시험 #1 시험을 시작하도록 수영 선수에게 신호를 보시하십시오.
  3. 테스트 수행 중에 수영선수에게 모니터링합니다.
    1. 30s 테스트를 통해 수영하는 사람에게 구두 격려를 제공합니다.
    2. 수영을 신호하여 테스트를 종료합니다. 비탄성 로프에서 수영을 분리합니다.
    3. 수영선수에게 가벼운 강도로 전방 크롤링 수영으로 구성된 표준 쿨다운 프로토콜을 수행하도록 지시합니다.
    4. 수영장 옆에서 수영선수가 30분 동안 휴식을 취합니다.
    5. 스위머를 비탄력성 로프에 다시 부착합니다.
    6. 시험 #1 (전체 수영의 30 초)와 동일한 시험 #2 시험을 시작하도록 수영을 신호하십시오.
    7. 수영을 신호하여 테스트를 종료합니다.
    8. 수영선수에게 가벼운 강도로 전방 크롤링 수영으로 구성된 표준 쿨다운 프로토콜을 수행하도록 지시합니다.
    9. 수영선수가 수영장을 빠져나갈 수 있도록 허용합니다.
  4. 2회 시험 테스트 중에 수집된 데이터를 분석합니다.
    1. N2000PRO 소프트웨어 패키지23을사용하여 데이터에 스무딩 프로세스를 적용합니다.
    2. 트라이얼 #1 및 2의 부하기준 위의 힘 시간 정현파 곡선(범위, 사중 80°-100°)에서 파동 주파수 신호의 피크를 계산합니다.
    3. 각 시험의 최고력(F피크)및 평균 힘(Favg)으로처음 5s 및 전체 30s에서 힘 시간 파수 주파수 신호의 평균 피크를 각각 정의합니다.
    4. 추가 계산을 위해 F피크 및 F평균값에 대해 더 높은 값을 사용합니다.

3. 증분 테더 - 수영 테스트

  1. 증분 테스트 중에 수영선수의 전진 변위를 저항하는 데 사용할 하중을 계산합니다.
    1. 시작 하중을 로드 베이스 위의 F평균의 30%로계산합니다.
    2. 60s 단계당 적용할 증분을 부하기준위의 F평균의 5%로 계산합니다.
  2. 데이터 수집을 위해 자동화된 휴대용 대사 장치를 준비합니다.
    1. 장치의 소프트웨어를 엽니다.
    2. 컴퓨터와 자동 휴대용 대사 장치 간의 통신 링크를 확인합니다.
    3. 전원을 켜고 45분 동안 예열하십시오.
    4. 환경 공기24에대한 장치의 교정을 수행합니다.
    5. 레퍼런스O2(16%), CO2(5%) 및 N (균형) 농도24.
    6. 마스크 시간 지연 교정24를수행합니다.
    7. 3 L 주사기24로터빈 교정을 수행합니다.
    8. 피사체 데이터, 주변 온도 및 습도를 입력합니다.
  3. 증분 테스트의 성능을 위해 수영선수에게 준비합니다.
    1. 수영선수에게 페이스마스크와 스노클링을 설치합니다.
    2. 수영선수에게 10분 동안 수영장 옆에서 휴식을 취하도록 지시하여 "기준선" 가스 교환 및 환기 데이터를 수집합니다.
    3. 수영선수에게 수영장에 들어가 조명 강도로 전방 크롤링 수영으로 구성된 표준 워밍업 프로토콜을 수행하도록 지시합니다.
    4. 수영 선수의 허리 주위에 벨트를 고정하십시오. 로딩 시스템에 부착된 로프의 다른 쪽 끝을 벨트에 부착합니다.
    5. 시험이 시작되면 참조점에 대한 풀의 하단에 있는 두 개의 마커를 사용하기 시작하면 상대적으로 고정된 위치(예: 원하는 위치에서 ± 1m)를 유지할 수 있도록 합니다.
    6. 수영을 시작하도록 신호를 보시입니다.
  4. 증분 테스트의 성능 동안 수영을 모니터링합니다.
    참고: 이러한 유형의 테스트를 모니터링한 경험이 있는 연구 도우미는 수영 선수의 변위를 방해하거나 수영선수의 머리를 높이지 않으면서 수영장 옆의 가스 분석 장치를 인식해야 합니다.
    1. 60년대 스테이지를 타이밍하는 동안 부하를 늘립니다.
    2. 테스트를 종료하고 수영 선수가 테스터의 강한 구두 격려에도 불구하고 필요한 위치를 더 이상 유지할 수 없을 때 운동 허용 오차의 제한을 기록하십시오.
    3. 완료 된 단계를 계산 하는 운동 허용 오차의 제한 시간을 사용 합니다.
    4. 각 스테이지 및 피크 하중에 대한 하중을 기록합니다.
    5. 비탄성 로프에서 수영을 분리합니다.
    6. 수영선수에게 낮은 강도에서 중간 강도로 전방 크롤링 수영으로 구성된 표준 쿨다운 프로토콜을 수행하도록 지시합니다.
    7. 수영선수가 수영장을 빠져나갈 수 있도록 합니다.
  5. 증분 테스트 중에 수집된 데이터를 분석합니다.
    1. 장치의 소프트웨어 프로그램을 사용하여 테스트 전과 테스트 중에 수집된 원활한 호흡-호흡 가스 교환 데이터.
    2. 연속 9 s 빈 평균에서 가스 교환 데이터를 내보내기.
    3. V2에 대한 연속 9 s 빈 평균에3 점 롤링 평균을 수행합니다.
    4. V제2피크로가장 높은 3점 롤링 평균 값을 기록합니다.
    5. 완료된 각 스테이지에 대한 최종 3점 압연평균 값을 사용하여 선형 회귀를 통해 V~2-하중 관계를 계산합니다. V-2고원이 존재하는 것으로 보이는 경우 테스트의 최종 단계에서 데이터를 제외합니다(육안으로 검사).
    6. 연속 9 s 빈 평균을 사용 하 여 V를 결정2GET.
      1. V제2에 비해CO2 생산속도(V제2)의 불균형증가를결정한다.
      2. V-V의 비율의 증가없이 V-E(VE)에서 V의 V-V의 비율의 증가 없이 V의 비율의 증가를결정한다.
      3. 단면 조석 CO2 장력에 가을없이 단면 O2 장력의 증가를 결정합니다.
    7. 연속 9-s 빈 평균을 사용하여 V-s2RCP를결정합니다.
      1. V에서 V를 비교하여 V에서 첫 번째 불균형 증가를결정2.
      2. 단면CO2의감소를 결정합니다.
    8. 익스프레스 VO2peak,V~2GET, V로2RCP 및 V...2 -하중 경사면 모두 절대(L∙min-1) 및 상대적(체질량; mL∙min-1 +1)을용어로 한다.
    9. V제2GET 및 V제오2RCP를 상대적인 용어로 V제비의 백분율로표현한다.

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Representative Results

도 1-4에 제시된 데이터는 남성 수영선수(나이, 24세)에 대해 관찰된 반응 프로파일을 나타낸다. 데이터 수집 당시 수영 선수는 7 년 동안 경쟁 적인 수영 훈련을 받았습니다. 그의 전문 분야는 단거리(즉, 50m, 100m) 자유형 이벤트였습니다.

INC의 초기 하중은 전체 수영(F염기)이시작되기 전에 신체 정렬을 유지하기 위해 필요한 하중을 초과하여 전체 수영 및 F 베이스(ΔF) 동안 측정된 평균 힘의 30%로 설정되었습니다. 이 수영 선수의 경우, 그 하중은 4.17 kg이었습니다. 그런 다음 60s 단계마다 하중을 0.7 kg 씩 증가시켰습니다(그림1). 이 수영선수의 운동 허용 오차 한계는 576초(10단계)에서 발생했습니다.

INC의 기준선 및 운동 부분 동안 수집된 호흡별 V~2 데이터를 연속9s빈으로 평균화했을 때, 가장 높은 3점 압연 평균은 3.44L∙min-1 (40.6 mL∙min-1∙kg-1BM)(그림 2)및 V2-하중 경사는 261 mL∙min-1∙kg-1 (3.1 mL∙min-1∙kg-1 )이었다(그림 3). GET 및 RCP의 식별은 측정 클러스터에서 이러한 결정을 내리는 데 경험이 있는 독립적인 검토자 패널의 합의에 의해 이루어졌습니다. GET은 대사 산증으로 인한 환기 가 변화하고 그 버퍼링(즉, "젖산 임계값"의 통과)에 기인하는 증가된 V-2의 증가를 나타내는 INC 동안의 지점을 나타내고, 종말O2를 유발하는 VCO2 및 V-E-VO 의 비율의 증가에 의해 확인될 수 있다. 그러나, 충분한 감도를 가진 INC 동안 수집된 데이터의 경우,VCO2 및 VE의 증가가 비례할 것이기 때문에, 가스 교환 및 환기 반응 프로파일의 이러한 변화는 말단CO2의 감소를 수반하지 않을 것이다. 결과적으로, 동맥 혈액에서CO2의 분압 (PaCO2)은일정하게 유지됩니다 (즉, 이소카닉 버퍼링; ISO = 동일, capnic =CO2)(그림 4). 실제로, 급속증 INC 동안, 대사 산증에 반응하여 "호흡 보상"을 특징으로 하는 PaCO2 및 말단 조석CO2의 감소는 ≥ 2 분 동안 일어나지 않을 것이고 그 동안 작업(및 대사) 속도는 계속 증가한다(도4)12. 이러한 수영 선수의 경우, 에너지 수요에 대한 "혐기성 경로"의 증가된 기여에 의해 구동되는 가스 교환 및 환기 반응에서 이러한 뚜렷한 변화를특징짓는 대사 율은 V제오2피크의75% 및 86%에서 각각 발생하였다(표1).

Figure 1
그림 1: 수영선수의 심폐 적합성의 중요한 매개 변수를 결정하는 데 사용할 수 있는 급속하게 증분된 테더-수영 테스트의 개략적 표현. 묘사 된 운동 허용 오차의 제한로의 로딩 프로필과 시간은 단거리 이벤트에서 경쟁하는 24 세의 수영 선수인 대표적인 주제를 위한 것입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
도 2: 대표적인 피험자에 의해 수행된 급속하게 증분된 테더-수영 시험 동안의 폐O2 배취 반응. 수직 파선은 하중 증분이 시작된 지점을 나타냅니다. 빨간색 원은 시험 중에 측정된O2 섭취량의 가장 높은 3점 압연 평균 비율을 나타냅니다. 우리는 증분 운동의이 형태에 대한이 수영의 V에서2peak로 그 값을 정의했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
도 3: 급속하게증분된 테더-수영 시험의 각 완성 단계에 대한 대표 피험자에 대한 V제량 좌표. 선형 회귀 해석은 묘사되는 최적 맞춤 선을 도출하는 데 사용되었습니다. 이 선의 기울기는 운동 경제의 척도로 사용됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 4
그림 4: 급속히 증가하는 테더-수영 시험 동안 대표 주제에 대한 가스 교환 및 환기 반응. 왼쪽에서 오른쪽으로 수직 파선은 각각 가스 교환 임계값 및 호흡 보정 지점에 맞춰 정렬됩니다. 수평 파선은 데이터 점의 nadir(상위 3개 그래프) 또는 정점(맨 아래 그래프)에 배치됩니다. 이러한 대사 중단점이 육안으로 어떻게 결정되었는지에 대한 자세한 내용은 텍스트를 참조하십시오. 약간의 수정으로,이 그림은 원래 출판사20의허가와 함께 재인쇄되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

체질량 (kg) 84.7
키 (cm) 184
운동 내성의 제한 시간 (들) 576
스테이지 완료 9.6
피크 하중(kg) 10.5
V에서2피크 (L∙분-1) 3.44
V ∙2peak (mL∙min-1∙kg-1BM) 40.6
V에서2GET (L∙최소-1) 2.57
V ∙2GET (mL∙min-1∙kg-1BM) 30.3
V~2GET (% V~O 2피크) 75
V∙min-1) 2.95
V∙2RCP (mL∙min-1∙kg-1BM) 34.8
V~ O 2RCP (% V ~O2피크) 86
V ∙2-하중 경사 (mL∙min-1∙kg-1) 261
VO2-하중경사 (mL∙min-1∙kg-1BM∙kg-1) 3.1

표 1: 급속하게 증분된 테더-수영 시험 동안 측정된 대표적인 피험체에 대한 심폐 파라미터.

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Discussion

T림에 도달 할 때까지 WR의 증분 증가를 견디는 것을 포함하는 운동 도전은 지구력 선수의 평가를위한 표준 테스트 프로토콜입니다. 이러한 시험이 점진적이지만 급속한 증분으로 수행될 때, 시험 중에 수집된V조2max,가스 교환 및 환기 데이터 이외에 산증이 존재하는 GET 및 RCP에 의해 경계된 영역을 구별하는데 사용될 수 있기 때문에 특히 유용하지만CO2(PaCO 2)의동맥 내분압은14,15로유지된다. 이 지역의 하부3,6 및 상부7,8,9,10 경계로 봉사하는 신진 대사 속도는 CWR 동안 무거운 강도 도메인을 분할하는 경계와 근사합니다.

일반적으로, INC와 지구력 선수의 평가에서 파생 된 관심의 주요 매개 변수는 V에서2max,심 폐 피트 니스의 선수의 수준을 모니터링 하는 데 사용 되는. 더욱이,V2max는 훈련 프로그램을 처방할 때 운동 WR을 할당하는 방법으로 자주 사용된다(즉, WR은 V~O2max의백분율로 지정). 그러나, 연구의 성장체는 WR의 선형 증가에 대한 폐 가스 교환(및 확장에 의하여, 근육 대사)이 선형적이지 않다는 것을 확인하고, 중요한 것은, 이러한 비선형성의 특성은 상이한 개인(및 다른 컨디셔닝 수준에서 동일한 개인에 대해) 변화한다.11. V2max에 따른 운동 강도를 정상화하는 것은, 따라서, 다른개인11,26,27에대해 유사한 수준의 "대사 균주"를 보장하지 않기 때문에 결함이 있다. 반대로 강도 스펙트럼전반에 걸쳐 비선형성을 반영하는 강도 영역과 관련하여 강도를 정규화하면 유사한 대사 문제가 발생할 수 있습니다. V에서2max와는 반대로, 목적이 일관된 방식으로 지구력 훈련을 처방할 때 고려하는 것이 중요한 운동 강도 도메인을 결합시키는 대사 속도이다.

CWR 동안,V2GET 아래에 위치한 대사속도는 V조O2 정상 상태가 급속히 달성될 수 있는 중간 강도 도메인을 포함하며, 근육 대사 교란은 최소이며 운동은 연장된 기간 동안 지속가능(예를 들어, ~4h)4,5. 이 도메인 내에서, 근육의 고갈 [글리코겐] 및 신경 근육 흥분성/전송에 손상 최근 T림에도달 하기 위한 이유로 연루 되었습니다5. V에서2GET 이상의 신진 대사 율을 위해 "중요한 신진 대사 속도"라고 불리는 이하의 경우, 정상 상태 인 V에서 O2도 달성 할 수 있습니다. 그러나, 이 경우, 달성은 V의 V를 증가시키는 VO2 느린 성분의 존재에 의해 지연되고 그 이상의 작업 비용은 중간 강도 도메인(28)에서V의 선형 외삽에 의해 예측될 것이다. 이 도메인 내에서 운동하는 동안, 근육 대사 교란(예를 들어, [인산화물], [ATP], [글리코겐] 및 pH; 증가된 [젖산]) 및 T림은 현저하게 감소된다(예를 들어, ~45분). V제2 느린 성분은 또한 CWR 동안 중요한 대사 속도(즉, 중강도 도메인 내)보다 높은 대사 속도를 요구하는 동안 존재한다; 그러나, 이 경우,V조2가 불가침하게 상승함에 따라 안정된 상태를 달성할 수 없고,V~O 2peak가 개입(운동이 충분한 기간 동안 지속되는 경우), 기질 고갈 및/또는 대사산물 축적의 임계 수준에 도달하고 T림은 비교적 짧은 시간(예를 들어, 2-14분)에 임박한상태이다(예를 들어, 2-14분).

선수에 대 한 지구력 훈련에 대 한, 그것은 잘 이론과 연습에서 허용 되는 시간 각 강도 도메인에서 운동에 전념 해야 하는 각 에서 수행 하는 작업에 독점적인 긍정적인 적응 을 수집할 수 있습니다28. 예를 들어, 지구력 운동 선수에 대한 일반적인 주에는 중간 도메인에서의 쉬운 훈련, 무거운 도메인에서의 꾸준한 훈련 및 템포 및 가혹한도메인(29)에서의인터벌 트레이닝이 포함될 수 있다. 이러한 도메인별 방식으로 운동을 처방하는 것에 대하여, VO2GET이 중도메인으로부터 중등도를 분리한다는 인식은3,6; 따라서, 중간 강도의 운동은 급속하게 증가하는 RAMP-INC.에서 측정된 VO2GET의 백분율로서 정규화된 방식으로 처방될 수 있으며, 대안적으로, 중/중증 경계를 확립하는 중요한 대사 속도에 관한 논란이 존재한다. 전통적으로, 혈액의 상승을 유발하지 않는 가장 높은 속도 또는 전력 출력의 결정 [젖산] > 1 mmol∙L-1 CWR 시합의 시리즈 동안 10 과 30 분 사이 (즉, "최대 젖 산 정상 상태;" MLSS)는 이러한 목적으로30,31. 그러나, Tlim의 실제 측정은 일련의 CWR 시합 또는 단일 전체 시합 동안 심각한 도메인 (W')에서 작업에 대한 유한 한 용량을 소비하여 이루어질 때, 그것은 최근에 제안 된 "임계 전력" (CP) 그래서 공개 (즉, 이전 테스트 프로토콜 또는 후자에 대 한 최종 테스트 전력에 대 한 전력 T림 hyperbola의 asmptote) MLSS 평가에 의해 표시 된 전력 출력 보다 더 클 수 있다32,33,34 ,35. 현재 CP 및 MLSS 테스트모두 중/강도 경계에 대한 합리적인 추정치를 제공하지만, 이러한 각각의 추정치는 둘 사이의 일치가 항상 존재하지 않는 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다는 결론을 내리는 것이 안전합니다.

2017년, Keir 등은 피험자가 다중 시합 CP-테스트 프로토콜을 수행하고 CP에서의 대사율이V2RCP7의RAMP-INC 유래 측정과 통계적으로 유사하다는 것을 발견하였다. 저자는 CP에서 신진 대사 속도 이외에, V에서V를 2RCP 는 가혹한 도메인에서 무거운 분리하는 중요한 신진 대사 비율을 결정하는 다른 쪽을 제공할 수 있다는 것을 결론을 내렸습니다. 그러나, 합의가 존재하는 경우, RCP가 특정 작업속도(36)에연결될 수 없기 때문에 매개 변수가 대사율로 표현될 때만 존재한다는 것을 인식하는 것이 중요하다. 더욱이, 호흡 보상이 운동 WR(즉, 강도)과 초상GET WR이 지속되는 시간 모두에 의해 구동될 수 있다는 점을 감안할 때, GET 및 RCP를 뚜렷한 중단점(두 가지를 효과적으로 혼합하는 단일 "혐기성 임계값"과 는 반대로)으로 결정하므로 비교적 빠른 증분20을가진 INC가 필요하다. 우리가 제시한 대표 주체 데이터에 대한 두 중단점 간의 명확한 설명(그림 4참조)은 빠르게 증가하는 테더드 수영 테스트가 이러한 기준을 만족시키고 있음을 확인합니다.

자유 수영 INC 테스트 중에 WR을 증분하는 데 사용되는 속도 증가와는 달리, 우리는 테더링 수영에 사용되는 부하 증가가 점진적이지만 WR의 급속한 증가를 허용하는 것으로 나타났습니다. 따라서, 우리는 V를 결정하는 데 사용될 수 있는 "수영 인체측정기"로서 이러한 유형의 시험을 진행하며, V²O2RCP 및 운동 경제성사이클 기르고미터가 매끄러운 램프프로토콜(14)을수행하는데 사용된다. 우리는 또한 피크 V를 측정하기 위해이 테스트를 사용2 응답; 그러나 이 값이 무료 수영 중에 일반적으로 평가되는 V에서O 2max와 비교하는 방법은 여전히 해결되어야 합니다.

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Disclosures

저자는 보고할 공개가 없습니다.

Acknowledgments

이 작품은 과학 기술에 대한 CIPER 재단에 의해 지원되었다 (FCT), 포르투갈 (UID / DTP / 00447/2019) 코르데나카오 드 아페르페오아멘토 드 페소알 드 니벨 슈페리어에 의해 부분적으로 자금 - 브라질 (CAPES) - 금융 코드 001", 상파울루 연구 재단 - FAPESP (프로세스 2016/04544-3 및 2016/17735-1). 저자는 데이터 샘플링의 도움에 주앙 길헤르메 S. V. 드 올리베이라에게 감사드립니다. 마리오 A. C. 에스파다 는 IPDJ의 재정 지원을 인정 – 스포츠와 청소년의 포르투갈어 연구소.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-L syringe Hans Rudolph Calibration device
Aquatrainer COSMED Snorkel system/gas-exchange measurement
K4b2 COSMED Portable CPET unit/gas-exchange measurement
N200PRO Cefise Software program for analysis of force signal
Pacer 2 Swim Kulzer TEC Swimming velocity management/underwater LED line
Tether-system Own design Pulley-Rope system/loading management
Tether attachment CEFISE Bracket for attachment to swimmer

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Pessôa Filho, D. M., Massini, D. A., Siqueira, L. O. C., Santos, L. G. A., Vasconcelos, C. M. T., Almeida, T. A. F., Espada, M. A. C., Reis, J. F., Alves, F. B., DiMenna, F. J. A Rapidly Incremented Tethered-Swimming Maximal Protocol for Cardiorespiratory Assessment of Swimmers. J. Vis. Exp. (155), e60630, doi:10.3791/60630 (2020).

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