Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biochemistry
Click here for the English version

Biochemistry

Быстро приращенный привязной плавания Максимальный протокол для кардиореспираторной оценки пловцов

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

В отличие от измерения во время свободного плавания, которое представляет свои проблемы и ограничения, определение важных параметров кардиореспираторной функции для пловцов может быть сделано с помощью более осуществимой и легкой для управления привязным плаванием быстро приращенный протокол с газообменом и сбором вентиляционных данных.

Abstract

Инкрементное тестирование упражнений является стандартным средством оценки кардиореспираторной способности спортсменов на выносливость. В то время как максимальная скорость потребления кислорода обычно используется в качестве критерия измерения в этой связи, две метаболические точки разрыва, которые отражают изменения в динамике производства лактата / потребления, как скорость работы увеличивается, возможно, более актуальны для выносливости спортсменов с функциональной точки зрения. Упражнение экономики, которая представляет собой скорость потребления кислорода по отношению к выполнению субмаксимальных работ, также является важным параметром для измерения для выносливости спортсмена оценки. Для определения этих параметров полезны дополнительные тесты Ramp, включающие постепенное, но быстрое увеличение скорости работы до тех пор, пока не будет достигнут предел толерантности к физическим упражнениям. Этот тип теста обычно выполняется на эргометре цикла или беговой дорожке, потому что существует потребность в точности в отношении приращения рабочей ставки. Тем не менее, спортсмены должны быть проверены при выполнении режима упражнений, необходимых для их спорта. Следовательно, пловцы, как правило, оцениваются во время фри-плавание дополнительных испытаний, где такая точность трудно достичь. Недавно мы предположили, что стационарное плавание против нагрузки, которая постепенно увеличивается (инкрементное привязываемые плавание) может служить в качестве "плавать эргометр", позволяя достаточной точности для размещения постепенной, но быстрой загрузки картины, которая показывает вышеупомянутые метаболические точки прорыва и осуществлять экономики. Однако степень, в которой пиковая скорость потребления кислорода достигается во время такого протокола, приближаетмаксимальную скорость, измеряемую во время свободного плавания, еще предстоит определить. В настоящей статье мы объясняем, как этот быстро приращенный привязной плавательный протокол может быть использован для оценки кардиореспираторной способности пловца. В частности, мы объясняем, как оценка краткосрочных конкурентоспособных пловец с помощью этого протокола показали, что его скорость поглощения кислорода составила 30,3 и 34,8 мл-1кг-1БМ на его газ-обмен порога и дыхательных компенсации точки, соответственно.

Introduction

Тест упражнений, который включает в себя постепенное увеличение скорости работы (WR) от низкого до максимального (т.е. поэтапные физические упражнения; INC) предоставляет золотой стандартный метод кардиореспираторной оценки для спортсменов на выносливость. В дополнение к самой высокой WR, что спортсмен может достичь (WRпик), INC также позволяет определить самую высокую скорость, с которой человек может потреблять кислород (O2) для этой формы упражнений (ВАЗ2peak) если обмен газа и вентиляционные данные собираются во время теста1. ВАЗ2пик представляет собой критерий кардиореспираторной пригодности. Кроме того, анализ данных по обмену газа и вентиляции, собранных по мере увеличения WR, обеспечивает неинвазивный способ определить точку, в которой концентрация крови лактата (кровь (лактат) увеличивается выше базового значения (порог лактата) и точки, в которой он начинает накапливаться ускоренными темпами (лактатная точка поворота)2. Эти метаболические точки разрыва оцениваются путем определения порога обмена газа (GET) и респираторно-компенсационной точки (RCP), соответственно3. Важно отметить, что GET обеспечивает надежную оценку точки, в которой кровь «лактат» первоначально увеличивается, в то время как "гипервентиляция", которая характеризует RCP является более сложным явлением, которое может быть инициировано afferent входных других, чем химиоприем как таковой. Следовательно, выводы, основанные на определении РКП, следует делать с осторожностью.

Когда физические упражнения поддерживаются на постоянной скорости работы (CWR), Есть заметно разные физиологические профили реакции на основе "упражнения интенсивности домена", в котором WR падает4,5. В частности, достижение ВЗО2 и крови «устойчивое состояние» быстро в умеренной области, задерживается в тяжелой области и недостижимо в тяжелой области4,5. Хорошо установлено, что скорость, с которой O2 может быть потребляется на GET во время INC (ВАЗ2GET) служит в качестве скорости обмена, которая отделяет умеренный от тяжелой области во время CWR3,6. Хотя спорный, ряд недавних наблюдений указывают на аналогичную эквивалентность между скоростью, с которой O2 может быть потребляется в RCP (V'O2RCP) и тяжелых / тяжелых разделения7,8,9,10. Идентификация ВЗО2GET и ВЗО2RCP из данных, собранных в ходе INC, может быть полезным для назначения домена конкретных схем обучения для спортсменов на выносливость через скорость метаболизма с оговоркой, что выравнивание скорости обмена веществ с конкретной скоростью работы является более сложным, чем просто делать это в соответствии с V'O2-работа скорость отношения, полученные от постепенного теста8,11.

Когда концепция тестирования для определения V'O2max была первоначально изучена, исследователи были субъекты выполнять приступы трек работает до предела упражнения терпимости (Tlim) на увеличение скорости в отдельные дни1. Последующее исследование, которое подтвердило, что ВАЗ2max также может быть определена из аналогичных приступов, выполняемых на Tлим в тот же день с периодами отдыха вперемежку12. В конце концов, было показано, что непрерывный протокол с WR увеличился в постепенным образом на определенные промежутки времени (например, каждые 3 мин) показал тот же V'O2peak, как прерывистые тесты13. Следовательно, эти "градированные тесты упражнений" стали стандартом для определения этого критерия мера кардиореспираторной пригодности. Тем не менее, в 1981 году Уипп и его коллеги опубликовали исследование, которое показало, что для целей измерения ВАЗ2max, ИНК также может быть выполнена полностью в нестабильном состоянии; то есть, с WR постоянно растет как "гладкая функция времени" (RAMP-INC)14. В отличие от ИНК с расширенными этапами и относительно большим увеличением WR на этапе, постепенное увеличение в пределах RAMP-INC гарантирует, что «изокапническая буферная область», отделяющая GET и RCP, будет четко определена15. Кроме того, как и ИНК с этапами, RAMP-INC может использоваться для оценки "экономики упражнений" (т.е. ВЗО2, требуемых в соответствии с WR); однако, в отличие от ИНК с этапами, в данном случае это обратная "дельта эффективности" (т.е. склон V-2-WR отношения), который используется для этой цели11 с учетом того факта, что из-за сложности ВЗО2 ответ на скорость работы по всему спектру интенсивности, этот параметр не будет неизменной особенностью ИНК в se (например, RAMP-INC инициированы из различных темпов работы характеризуется по различным направлениям 16.

Для общего фитнес-тестирования, INC, как правило, выполняется на эргометре ноги или беговой дорожке, потому что эти условия являются более доступными и езда на велосипеде и ходьба / бег знакомы среднему человеку. Кроме того, администрирование RAMP-INC требует возможности непрерывного увеличения WR небольшими приращениями (например, 1 Вт каждые 2 с); следовательно, эргометр (обычно езда на велосипеде ноги) лучше всего подходит для этого типа тестирования. Тем не менее, оценка спортсмена является более сложным, потому что спортсмены должны быть проверены при выполнении конкретного режима упражнений, необходимых для их спорта. Для велосипедистов и лиц, которые участвуют в спортивных видах спорта, которые связаны с бегом, это не проблематично из-за доступности и применимости вышеупомянутых испытательных машин. И наоборот, экологически-допустимые испытания с обменом газа и сбором вентиляционных данных и постепенным шагом WR, необходимым для RAMP-INC, является более сложным при оценке водных спортсменов.

До появления автоматизированных систем сбора, газообменная оценка пловцов часто проводилась с использованием коллекции Douglas-bag после максимального заплыва17. После того, как автоматизированные системы были разработаны, "в режиме реального времени" сбор состоялся, но не в условиях "реального плавания" условиях (например, в то время как пловцы плавали в потоке, который контролировал WR)17. К сожалению, первый метод имеет свои ограничения из-за предположений о "обратной экстраполяции", в то время как последний вызывает озабоченность относительно степени, в которой флейм плавание изменения техники17. Текущее состояние искусства включает в себя использование портативных дыхание за дыханием коллекции систем, которые движутся с пловцом рядом с бассейном во время свободного плавания17. Хотя этот тип измерения улучшает экологическую достоверность, постепенное увеличение WR является сложной задачей. Действительно, INC во время свободного плавания обычно включает в себя интервалы заданных расстояний (например, 200 м) при постепенно увеличивающихся скоростях14,15. Это означает, что тест состоит из длительных этапов с большими неравными приращениями WR. Поэтому неудивительно, что только одна метаболическая точка разрыва (обычно называемая "анаэробным порогом") сообщается исследователями, которые используют этот тест18,19. Вместо этого, мы недавно показали, что как ВЗО2GET и ВАЗ2RCP могут быть определены на данных, собранных в то время как пловцы выполняются стационарное плавание в бассейне против нагрузки, которая была увеличена постепенно и быстро (т.е. инкрементные привязываемые плавание)20. В то время как уникальный рисунок дыхания, который присутствует во время плавания, может сделать вышеупомянутые точки разрыва труднее определить по сравнению с типичными режимами оценки (личное наблюдение), мы считаем, что этот метод тестирования может быть подходящим в качестве "плавательного эргометра", который может быть использован для кардиореспираторной оценки пловцов таким же образом, как стационарный цикл используется для велосипедистов. В самом деле, мы показали, что ВЗО2GET, ВЗО2RCP и осуществлять экономики (как указано на ВЗО2-нагрузкасклон) все могут быть определены из быстро приращенных привязали плавания протокол, который описан ниже20.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Участники исследования, из которых были извлечены представленные ниже представительно-предметные данные, были извлечены20 (n No 11), должны были дать свое письменное информированное согласие до начала тестирования после того, как были объяснены связанные с этим риски и потенциальные выгоды от участия. Первый визит состоял из ознакомления, в ходе которого пловцы познакомились с концепцией привязного плавания и методами измерения, которые будут действовать во время фактического тестирования. Во время второго визита был проведен тотальный тест на привязное плавание, а во время третьего визита был выполнен протокол быстрого привитого плавания. Оба испытания были проведены в полуолимпийском бассейне (25 м) с температурой воды в 28 градусов по Цельсию.

1. Подготовка пловца

  1. Проинструктируйте пловца, чтобы избежать напряженных упражнений в течение 24 ч, предшествующих каждой тестовой сессии.
  2. Поручить пловцу прибыть в бассейн в отдохнувчем и полностью увлажненного состоянии No3h postprandial.
  3. Поручить пловцу воздерживаться от глотания стимулирующих напитков и алкоголя в течение 24 ч до каждого теста.

2. Тотальный тест на привязное плавание

  1. Подготовьте 500-килограммовую нагрузочную ячейку, которая будет использоваться для измерения самой высокой силы, которую пловец может приложить во время двух испытаний, включающих 30 с тотального плавания21.
    1. Откройте программу N2000PRO Software (Power Din Pro - CEFISE) на компьютере.
    2. Откройте меню справки для проверки связи между компьютером и анализатором нагрузочных ячеек.
      1. Обратите внимание на зеленый сигнал, указывающий на то, что подключение к интерфейсу RS232 хорошо зарекомендовало себя.
      2. Установите обратный отсчет, чтобы начать тест в зависимости от обстоятельств.
      3. Установите продолжительность выборки. Установите интервал отдыха. Установите кадры в секунду на 100 Гц.
      4. Установите единицу измерения силы на уровне N или кг в зависимости от личных предпочтений. Установите время приобретения в миллисекундах.
    3. Калибрудить ячейку нагрузки22 с нагрузками 0 и 10 кг с пловцом за пределами бассейна.
    4. Прикрепите ячейку нагрузки к стартовому блоку через L-образный сплющенный железный батончик, разработанный CEFISE специально для измерений привязного плавания.
    5. Прикрепите один конец неупругой веревки к ячейке нагрузки, а другой конец пловцу с помощью специально разработанного ремня (CEFISE), который имеет веревки, прикрепленные к обоим бедрам, так что ногами ног не будут мешать измерению силы.
  2. Подготовьте пловца к выполнению двухпробного теста.
    1. Предоставьте пловцу инструкции относительно правильного выполнения тотального фронтального плавания (например, не допустить, чтобы голова и туловище поднимались во время плавания как можно быстрее, сосредоточьтесь на ударах с максимальной скоростью в дополнение к максимальному поглаживанию и т.д.).
    2. Проинструктируйте пловца выполнять растяжение и размах рук/ног у бассейна в процессе подготовки.
    3. Поручить пловцу войти в бассейн и выполнить стандартный протокол разминки, состоящий из переднего плавания на 800 м при интенсивности света с осторожностью, чтобы избежать порождения каких-либо затяжных эффектов, которые могут повлиять на результаты теста.
    4. Разрешить пловцу выйти из бассейна и отдохнуть у бассейна в течение 10 минут.
    5. Закрепите ремень вокруг талии пловца. Прикрепите свободный конец неупругой веревки к поясу.
    6. Определите нагрузку, необходимую для поддержания тела пловца горизонтально с минимальным количеством напряжения на системе измерения(базанагрузки).
    7. Сигнал пловца, чтобы начать испытание #1 теста.
  3. Мониторинг пловца во время выполнения теста.
    1. Обеспечить словесное поощрение пловца в течение 30 с тестом.
    2. Сигнал пловца, чтобы закончить тест. Отсоедините пловца от неупругой веревки.
    3. Поручить пловцу выполнить стандартный протокол охлаждения, состоящий из переднего плавания при интенсивности света.
    4. Разрешить пловцу отдохнуть в течение 30 минут у бассейна.
    5. Прикрепите пловца к неупругой веревке.
    6. Сигнал пловца, чтобы начать испытание #2 теста, который идентичен trial #1 (30 с тотального плавания).
    7. Сигнал пловца, чтобы закончить тест.
    8. Поручить пловцу выполнить стандартный протокол охлаждения, состоящий из переднего плавания при интенсивности света.
    9. Разрешить пловцу выйти из бассейна.
  4. Проанализируйте данные, собранные в ходе двухпробного теста.
    1. Применить процесс сглаживания к данным с помощью пакета программного обеспечения N2000PRO23.
    2. Рассчитайте пики волночастотного сигнала из синусоидальной кривой (диапазон, синусоида 80-100 градусов) надбазой нагрузки для испытаний #1 и 2.
    3. Определите усредненные пики волнового сигнала силы времени в первых 5 с и целых 30 с, соответственно, как пиковая сила(ПикF) и средняя сила (Favg)для каждого испытания.
    4. Используйте более высокие значения дляпика F и Favg для дальнейших вычислений.

3. Дополнительный привязываемый тест на плавание

  1. Рассчитайте нагрузки, которые будут использоваться для сопротивления переднему смещению пловца во время поэтапного испытания.
    1. Рассчитайте стартовую нагрузку как 30% от Favg вышебазынагрузки.
    2. Рассчитайте приращения, которые будут применяться на 60-х стадиях в виде 5% от Favg вышебазынагрузки.
  2. Подготовьте автоматизированный портативный метаболический блок для сбора данных.
    1. Откройте программное обеспечение устройства.
    2. Проверьте связь между компьютером и автоматизированным портативным метаболическим блоком.
    3. Питание на блоке и дайте прогреться в течение 45 мин. Убедитесь, что батареи полностью заряжены.
    4. Выполните калибровку блока для экологического воздуха24.
    5. Выполните калибровку единицы для эталона O2 (16%), CO2 (5%) и N (баланс) концентрации24.
    6. Выполните маску задержки калибровки24.
    7. Выполните калибровку турбины с 3 L шприцем24.
    8. Введите данные объекта, температуру и влажность окружающей среды.
  3. Подготовьте пловца к выполнению инкрементного теста.
    1. Установите маску и трубку на пловца.
    2. Поручите пловцу отдохнуть у бассейна в течение 10 минут для сбора "базовых" данных по обмену газом и вентиляции.
    3. Поручить пловцу войти в бассейн и выполнить стандартный протокол разминки, состоящий из переднего плавания с легкой интенсивностью.
    4. Закрепите ремень вокруг талии пловца. Прикрепите неупругую веревку к поясу с другим концом веревки, прикрепленной к системе погрузки.
    5. Проинструктируйте пловца, что после того, как тест начинает использовать два маркера в нижней части бассейна для ориентиров, которые позволяют им поддерживать относительно фиксированное положение (например, 1 м от желаемого положения).
    6. Сигнал пловца, чтобы начать тест.
  4. Мониторинг пловца во время выполнения инкрементного теста.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Научный сотрудник, который имеет опыт в мониторинге этого типа тестирования должны держать газ-анализ блока на бассейне быть осведомлены, чтобы сделать это, не препятствуя смещения пловца и / или повышение головы пловца.
    1. Увеличьте нагрузку при синхронизации 60 с этапов.
    2. Прекратите тест и запишите время, чтобы ограничить толерантность к физическим упражнениям, когда пловец больше не в состоянии поддерживать необходимое положение, несмотря на сильную словесную поддержку со стороны тестеров.
    3. Используйте время, чтобы ограничить толерантность к физическим упражнениям для расчета завершенных этапов.
    4. Запись нагрузки для каждого этапа и пиковая нагрузка.
    5. Отсоедините пловца от неупругой веревки.
    6. Поручить пловцу выполнить стандартный протокол охлаждения, состоящий из переднего плавания с низкой и умеренной интенсивностью.
    7. Разрешить пловцу выйти из бассейна.
  5. Проанализируйте данные, собранные во время поэтапного теста.
    1. Гладкие данные по обмену газом, собранные до и во время испытаний с помощью программной программы устройства.
    2. Экспортные данные по обмену газом в последовательных 9-х средних значениях.
    3. Выполните трехточечный скользя в среднем по последовательным 9 с бен средние для ВЗО2.
    4. Рекордно высокое трехточечное скользящее среднее значение, как ВАЗ2пик.
    5. Используя окончательное трехточечное скользящее среднее значение для каждого завершенного этапа, вычислите отношения нагрузки ВАЗ2с помощью линейной регрессии. Исключить данные из конечных стадий теста, если плато ВАЗ2, как представляется, присутствует (визуальный осмотр).
    6. Используя последовательные 9-s бен средних, определить ВЗО2GET.
      1. Определите первое непропорциональное увеличение темпов производства CO2 (ВЗКО2) по сравнению с ВЗО2.
      2. Определить увеличение соотношения просроченной скорости вентиляции(ВАЗ-E) к ВЗО2 без увеличения соотношенияВАЗ-Э к ВЗКО2.
      3. Определите увеличение натяжения конца приливного O2 без падения в конечном приливном напряжении CO2.
    7. Используя последовательные 9-s бен средних, определить ВЗО2RCP.
      1. Определите первое непропорциональное увеличение в ВЗЕ по сравнению с ВЗКО2.
      2. Определить снижение конечных приливов CO2.
    8. Экспресс ВЗО2пик, ВЗО2GET, ВЗО2RCP и ВАЗ2-нагрузка склона в обоих абсолютных (ЛЗМИН-1) и относительные (к массе тела; мЛЗМин-1кг-1) термины.
    9. Экспресс ВЗО2GET и ВЗО2RCP в относительном выражении в процентах от ВЗО2пик.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Данные, представленные в таблице 1 и изображенные на рисунках 1-4, представляют собой профили ответов, наблюдаемые для пловца-мужчины (возраст, 24 года). На момент сбора данных пловец в течение 7 лет занимался соревновательным плаванием. Его специализация была на коротких дистанциях (на50 м и 100 м) вольным стилем.

Первоначальная нагрузка на ИНК была установлена на нагрузку, которая превышала ту, которая была необходима для этого пловца для поддержания выравнивания тела до начала тотательного заплыва(F базы) на 30% от разницы между средней силой, измеренной во время тотного плавания иf базы (КФ). Для этого пловца эта нагрузка составила 4,17 кг. Затем нагрузка была увеличена на 0,7 кг на каждые 60 с этапом(рисунок 1). Предел толерантности к упражнениям для этого пловца произошел на уровне 576 с (этап 10).

Когда дыхание за дыханиемданные, собранные во время базовой линии и осуществлять части INC были усреднены в последовательных 9 с бункеров, самый высокий трехточечный скользящее среднее значение составило 3,44 л.с.-1 (40,6 мЛ-мин-1мкг-1БМ)(рисунок 2)и наклоннагрузки ВАЗ2был 261 мл-мин-1 -1кг-1 (3,1 мл. Идентификация ГЕТ и РКП была сделана консенсусом группы независимых рецензентов, которые могли бы сделать эти определения из кластера измерений. Будучи, что GET представляет собой точку во время INC, в котором вентиляция изменяется из-за метаболического ацидоза и увеличение ВАЗКО2, что происходит в связи с его буферизации (т.е. прохождение "лактатпорога"), это может быть определено увеличением соотношения как V'CO2 и ВАЗE к V-O2, что приводит к конечной приливной O2 увеличить. Однако для данных, собранных в ходе ИНК с достаточной чувствительностью, это изменение в профиле обмена газом и вентиляционных реакций не будет сопровождаться снижением конечных приливов CO2, поскольку увеличение в ВЗО2 иВАЗ-Е будет пропорционально. Следовательно, частичное давление CO2 в артериальной крови (PaCO2) останется постоянным (т.е. изокапническая буферизация; изо- то же самое, капное CO2)(рисунок 4). Действительно, во время быстро-инкрементного INC, снижение в PaCO2 и конечных приливов CO2, который характеризует "респираторную компенсацию" в ответ на метаболический ацидоз не будет происходить в течение 2 дополнительных мин, в течение которых работа (и метаболические) скорость продолжает расти (Рисунок 4)12. Для этого пловца, метаболические ставки, характеризующие эти различные изменения в газообменной и вентиляционной реакции обусловлен увеличением вклада "анаэробный путь" к спросу на энергию произошло на 75% и 86% от пика ВЗО2,соответственно (Таблица 1).

Figure 1
Рисунок 1: Схематическое представление быстро приращенного теста привязного плавания, который может быть использован для определения важных параметров кардиореспираторной пригодности для пловцов. Профиль загрузки и время, чтобы ограничить толерантность к физическим упражнениям, которые изображены для представителя субъекта, 24-летний пловец, который участвует в соревнованиях на короткие дистанции. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 2
Рисунок 2: Легочная O2 поглощения ответ во время быстро приращенного привязывания плавания тест, выполняемый представитель субъекта. Вертикальная пунктирной линии представляет собой точку, в которой началась приращение нагрузки. Красные круги представляют собой самую высокую трехточечную скользящую среднюю скорость поглощения O2, которая была измерена во время теста. Мы определили это значение как втечение2пика этого пловца для этой формы дополнительных упражнений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 3
Рисунок 3: Координаты нагрузки для репрезентативного объекта для каждого завершенного этапа быстро приращенного теста привязного плавания. Линейный регрессионный анализ был использован для получения линии лучше подходят, что изображено. Склон этой линии используется в качестве меры экономики упражнений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 4
Рисунок 4: Обмен газа и вентиляционные ответы для представителя предмета во время быстро приращенного привязного плавания теста. Слева направо вертикальные линии, выровненные с пороговым уровнем обмена газа и точкой компенсации дыхания, соответственно. Горизонтальные линии расположены на надир (верхние три графика) или вершины (нижний график) точек данных. Смотрите текст для получения подробной информации о том, как эти метаболические точки разрыва были определены путем визуального осмотра. С небольшим изменением, эта цифра была перепечатана с разрешения от оригинальных издателей20. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Масса тела (кг) 84.7
Рост (см) 184
Время ограничения толерантности к физическим упражнениям (ы) 576
Этапы завершены 9.6
Пиковая нагрузка (кг) 10.5
ВЗО2пик (Л.Мин-1) 3.44
ВЗО2пик (мл.мин-1кг-1БМ) 40.6
ВАЗ2ГЕТ (Лямин-1) 2.57
ВЗО2ГЕТ (мл.мин-1кг-1БМ) 30.3
ВАЗ2ГЕТ (% ВАЗ2пик) 75
ВЗО2RCP (Лзмин-1) 2.95
ВЗО2RCP (мЛЗМин-1кг-1БМ) 34.8
ВАЗ2RCP (% ВАЗ2пик) 86
ВЗО2-погрузочный склон (мЛЗМин-1кг-1) 261
ВЗО2-погрузочный склон (мЛЗмин-1кг-1БМЗкг-1) 3.1

Таблица 1: Кардиореспираторные параметры для репрезентативного предмета, измеряемые во время быстро приращенного теста привязного плавания.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Упражнение задача, которая включает в себя прочный постепенное увеличение WR до тех пор, пока TЛим достигается стандартный протокол тестирования для оценки выносливости спортсменов. Когда такой тест выполняется с постепенным, но быстрым шагом, это особенно полезно, потому что в дополнение к V-O2max, обмен газа и вентиляционные данные, собранные в ходе теста могут быть использованы для различения региона, ограниченного GET и RCP, где ацидоз присутствует, но артериальное частичное давление CO2 (PaCO2) поддерживается14,15. Метаболические ставки, которые служат в качестве болеенизких 3,6 и верхние7,8,9,10 границ этого региона приближены те, которые раздела тяжелой интенсивности домена во время CWR.

Вообще говоря, основным параметром интереса, вытекающих из оценки выносливости спортсменов с INC является ВЗО2max, который используется для мониторинга уровня спортсмена кардиореспираторной пригодности. Кроме того, ВЗО2max часто используется в качестве способа назначения упражнений WR при назначении учебных программ (т.е. WR, указанный в процентах от ВЗО2max). Тем не менее, растущее количество исследований подтверждает, что легочной газ обмена (и, как следствие, мышечный метаболический) ответ на линейное увеличение WR не является линейным и, что важно, характеристики этой нелинейности варьируются для разных людей (и для одного и того же человека на разных уровнях кондиционирования)11. Нормализация интенсивности упражнений в соответствии с ВЗО2max, таким образом, недостатки, поскольку он не гарантирует аналогичный уровень "метаболический штамм" для разных лиц11,26,27. И наоборот, нормализация интенсивности по отношению к интенсивности доменов, которые отражают нелинейность по всему спектру интенсивности гарантирует, что аналогичные метаболические проблемы будут сталкиваться. В отличие от ВЗО2max, это, следовательно, метаболические ставки, которые связаны упражнения интенсивности доменов, которые важно учитывать, когда цель состоит в том, чтобы предписать тренировки на выносливость в последовательной моды.

Во время CWR, метаболические ставки, расположенные ниже V O2GET составляют умеренной интенсивности домена, где ВЗО2 устойчивое состояние может быть достигнуто быстро, мышечные метаболические возмущения является минимальным и физические упражнения является устойчивым в течение длительного периода (например, 4 ч)4,5. В этой области, истощение мышц »гликогена» и нарушения в нервно-мышечной возбудимости / передачи в последнее время были вовлечены в качестве причин для достижения Tlim5. Для метаболических ставок вышеВАЗ 2GET, но ниже того, что было названо "критической скоростью обмена веществ", устойчивое состояние ВЗО2 также достижимо; однако, в этом случае, достижение задерживается наличием медленного компонента ВЗО2, что увеличивает стоимость работыВАЗ-2 выше той, которая была бы предсказана линейной экстраполяциейзатрат на упражнение в домене умеренной интенсивности28. Во время упражнений в этой области мышечные метаболические возмущения (например, снижение (фосфокреатин), «АТФ», «гликоген» и рН; увеличение «лактата») больше, аТ-лим заметно уменьшается (например, 45 минут)5. Медленный компонент ВЗО2 также присутствует во время CWR, требующего метаболизма, превышающему критическую скорость обмена веществ (т.е. в области тяжелой интенсивности); однако, в этом случае, устойчивое состояние не может быть достигнуто, как ВЗО2 поднимается неумолимо, ВАЗ2peak вмешивается (если упражнение поддерживается в течение достаточно длительного периода времени), критический уровень истощения субстрата и / или метаболизма накопления достигается и Tлим неизбежен в относительно короткий период времени (например, 2-14 мин в зависимости от скорости работы)5.

Что касается тренировки на выносливость для спортсменов, это хорошо признано как в теории, так и на практике, что время должно быть посвящено осуществлению в каждой из областей интенсивности, так что положительные адаптации исключительно для работы, выполняемой в каждой из них могут быть почерпнуты28. Например, типичная неделя для спортсмена выносливости может включать легкую тренировку в умеренной области, стабильную тренировку в тяжелом домене и темпе и интервальных тренировках в суровой области29. Что касается назначения упражнения в такой домен-специфической манере, признание того, что ВЗО2GET отделяет умеренный от тяжелой области хорошо принято3,6; следовательно, умеренно-интенсивные упражнения могут быть предписаны в нормализованной манере в процентах от ВЗО2GET, как измеряется на быстро приращенных RAMP-INC. Кроме того, существуют споры относительно критической скорости обмена веществ, который устанавливает тяжелые / тяжелые границы. Традиционно, определение самой высокой скорости или мощности, что не вызывает рост крови (лактата) из »gt; 1 мммолята-1 между 10 и 30 мин во время серии cWR поединков (т.е., "максимальный лактат стабильное состояние;" MLSS) был использован для этой цели30,31. Однако, когда фактические измерения Tлим производятся путем расходования конечной способности для работы в тяжелой области (W') во время серии cWR бои или один тотательный бой, недавно было высказано предположение, что "критическая мощность" (CP) так показал (т.е., asymptote из power-Tлим гипербола для бывшего протокола тестирования или конечного теста мощности для последнего) может быть больше, чем мощность, указанная в оценке MLSS32,33,34 ,35. В настоящее время можно с уверенностью сделать вывод о том, что, хотя как тестирование КП, так и MLSS дают разумные оценки границы тяжелой/тяжелой интенсивности, каждая из этих оценок может зависеть от ряда факторов, таких как конгруэнтность между ними не всегда присутствует.

В 2017 году, Кейр и др. были субъекты выполнять многобой CP-тестирования протокола и обнаружили, что скорость метаболизма на CP был статистически похож на RAMP-INC полученных измерений ВЗО2RCP7. Авторы пришли к выводу, что в дополнение к скорости метаболизма в CP, ВЗО2RCP может обеспечить альтернативный способ определения критической скорости метаболизма, который отделяет тяжелые от тяжелой области. Тем не менее, важно признать, что если соглашение присутствует, это только тогда, когда параметры выражаются как метаболические ставки, потому что RCP не может быть связано с конкретной скоростью работы36. Кроме того, учитывая, что респираторная компенсация может быть обусловлена как осуществление WR (т.е. интенсивность) и время, за которое супра-GET WR поддерживается, определяя GET и RCP в качестве отдельных точек разрыва (в отличие от одного "анаэробного порога", который эффективно сливается два) требует ИНК с относительно быстрым шагом20. Четкое разграничение между двумя точками разрыва для представленных нами представительских данных (см. рисунок 4)проверяет, что быстро приращенный тест на привязывание, который мы продвигаем, удовлетворяет этому критерию.

В дополнение к дискретным значениям для V'O2GET и ВЗО2RCP, мы показали, что быстро ежеподобный привязной плавания тест может быть использован с достаточными оговорками (см. выше, как это значение будет специфичным для данного протоколаRAMP-INC и необязательно свидетельствует о реакции, которая будет присутствовать во время cWR упражнения) для определения экономики спортсмена упражнения, как указано на V' Это важный атрибут для оценки, потому что спортсмены, которые являются более экономичными являются преимуществом во время выносливости производительности. Например, поперечные исследования показывают, что обученные спортсмены обладают лучшей экономикой упражнений37, в то время как продольные исследования подтверждают, что экономика упражнений улучшается с тренировки38. Следовательно, получение этого параметра для пловцов из быстро приращенного привязного плавания тест может быть полезным как для прогнозирования спортивного потенциала до тренировки и мониторинга изменений, которые происходят в результате этого. Однако, в дополнение к признанию специфики этого параметра для RAMP-INC (см. выше), важно признать, что для этой цели следует использовать только данные из линейно-подъемной части ответа ВЗО2. И наоборот, любые данные, отражающие первоначальное отставание в ответе ВЗО2 (ВЗО2 "среднее время отклика") и/или плато ВАЗ2, предшествующее Tlim, должны быть исключены из пригонки.

Одним из важных предостережений к нашему утверждению, что привязываемый плавание тест мы описали может служить в качестве "плавать эргометр" для измерения кардиореспираторных параметров, которые имеют отношение к свободному плаванию является то, что степень, в которой привязной методологии изменяет технику достаточно, чтобы разъединить два требует дальнейшего разъяснения. Например, при отчетности о самом высоком ВЗО2, измеренном во время теста16, мы сдержаны, чтобы назвать его как ВАЗ2max, потому что у нас не было пловцов также выполнять свободного плавания INC в нашем исследовании20. Следовательно, мы не можем подтвердить, что V'O2peak во время привязного теста похож на тот, который измеряется с помощью протокола свободного плавания. Хотя корреляция между двумя значениями была установлена39,40,41, предыдущие исследования, которые по сравнению с двумя вернулся двусмысленные выводы. Например, Bonen et al. сообщили, что2пиковые значения ВАЗ для свободного и привязанного плавания были похожи и в пределах диапазона вариаций, ожидаемых для повторного измерения ВАЗ2max40, в то время как Магель и Фолкнер обнаружили более низкое значение для привязали по сравнению с бесплатным плаванием41. Причина (ы) для этих разрозненных выводов / неясны, но может отражать тот факт, что местная мышечная усталость и / или вентиляционные бедствия вмешался до V'O2max была достигнута для пловцов, которые были непривычны, чтобы привязали плавание в последнем исследовании42. Независимо от этого различия, будущие исследования должны быть разработаны для сравнения ВЗО2peak значения для привязали и свободного плавания во время как ИНК и надмаксимальные тяжелой интенсивности CWR бои Tлим, которые используются для подтверждения того, что ВЗО2peak измеряется во время ИНК действительно максимальный ВЗО2, которые могут быть достигнуты (т.е., "проверка бои")42. Аналогичным образом, в течение всего теста, возможно, что применение нагрузки в поэтапном порядке может привести к различным "адаптивных стратегий" пловцов в ответ на увеличение интенсивности по сравнению с увеличением скорости во время свободного плавания. Например, нагрузка может достичь уровня, за которым требуются биомеханические изменения, которые не похожи на те, которые позволяют более быстрой схеме хода по мере увеличения скорости во время свободного плавания. Это может повлиять на склон ВЗО2-WR и/или оценку ВЗО2GET и ВАЗ2RCP. Дополнительные исследования, сравнивая привязаны с свободное плавание требуется, чтобы обеспечить понимание в этом отношении.

В отличие от увеличения скорости, которые используются для приращения WR во время свободного плавания INC тестирования, мы показали, что увеличение нагрузки используется для привязного плавания позволяют постепенное, но быстрое увеличение WR. Следовательно, мы продвигаем этот тип тестирования в качестве "плавательного эргометра", который может быть использован для определения ВЗО2GET, ВЗО2RCP и осуществлять экономику так же, как эргометр цикла используется для выполнения гладкой рампы протокол14. Мы также использовали этот тест для измерения пиковой реакции ВЗО2; однако, как это значение сравнивается с V'O2max, который обычно оценивается во время свободного плавания еще предстоит решить.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют раскрытия информации, чтобы сообщить.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана CIPER-Фонд омнитель для науки и технологии (FCT), Португалия (UID/DTP/00447/2019) и профинансирована в части Coordena'o de Aperfei'oamento de Pessoal de N'vel Superior - Brasil (CAPES) - Финансовый кодекс 001", и в Исследовательский фонд Сан-Паулу - FAPESP (PROCESS 2016/04544-3 и 2016/17735-1). Авторы хотели бы поблагодарить Джоан Гильерме С. В. де Оливейра за помощь в отборе данных. Марио А. К. Эспада признает финансовую поддержку со стороны IPDJ - Португальский институт спорта и молодежи.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hill, A. V., Lupton, H. Muscular exercise, lactic acid, and the supply and utilization of oxygen. Quarterly Journal of Medicine. 16 (62), 135-171 (1923).
  2. Davis, H. A., Bassett, J., Hughes, P., Gass, G. C. Anaerobic threshold and lactate turnpoint. European Journal of Applied Physiology Occupational Physiology. 50 (3), 383-392 (1983).
  3. Beaver, W. L., Wasserman, K., Whipp, B. J. A new method for detecting anaerobic threshold by gas exchange. Journal of Applied Physiology. 60 (6), 2020-2027 (1986).
  4. Whipp, B. J., Wasserman, K. Oxygen uptake kinetics for various intensities of constant-load work. Journal of Applied Physiology. 33 (3), 351-356 (1972).
  5. Black, M. I., et al. Muscle metabolic and neuromuscular determinants of fatigue during cycling in different exercise intensity domains. Journal of Applied Physiology. 122 (3), 446-459 (2017).
  6. Whipp, B. J. Dynamics of pulmonary gas exchange. Circulation. 76 (6 Pt 2), V118-V128 (1987).
  7. Keir, D. A., et al. Exercise Intensity Thresholds: Identifying the Boundaries of Sustainable Performance. Medicine and Science in Sports and Exercise. 47 (9), 1932-1940 (2017).
  8. Keir, D. A., Paterson, D. H., Kowalchuk, J. M., Murias, J. M. Using ramp-incremental VO2 responses for constant-intensity exercise selection. Applied Physiology, Nutrition and Metabolism. 43 (9), 882-892 (2018).
  9. Iannetta, D., et al. An equation to predict the maximal lactate steady state from ramp-incremental exercise test data in cycling. Journal of Science and Medicine in Sport. 21 (12), 1274-1280 (2018).
  10. Iannetta, D., Inglis, E. C., Fullerton, C., Passfield, L., Murias, J. M. Metabolic and performance-related consequences of exercising at and slightly above MLSS. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 28 (12), 2381 (2018).
  11. DiMenna, F. J., Jones, A. M. "Linear" Versus "Nonlinear" VO2 Responses to Exercise: Reshaping Traditional Beliefs. Journal of Exercise Science & Fitness. 7 (2), 67-84 (2009).
  12. Mitchell, J. H., Sproule, B. J., Chapman, C. B. The physiological meaning of the maximal oxygen intake test. Journal of Clinical Investigation. 37 (4), 538-547 (1958).
  13. McArdle, W. D., Katch, F. I., Pechar, G. S. Comparison of continuous and discontinuous treadmill and bicycle tests for max VO2. Medicine and Science in Sports and Exercise. 5 (3), 156-160 (1973).
  14. Whipp, B. J., Davis, J. A., Torres, F., Wasserman, K. A test to determine parameters of aerobic function during exercise. Journal of Applied Physiology: Respiratory Environmental and Exercise Physiology. 50 (1), 217-221 (1981).
  15. Whipp, B. J., Davis, J. A., Wasserman, K. Ventilatory control of the 'isocapnic buffering' region in rapidly-incremental exercise. Respiratory Physiology. 76 (3), 357-367 (1989).
  16. Boone, J., Bourgois, J. The oxygen uptake response to incremental ramp exercise: methodogical and physiological issues. Sports Medicine. 42 (6), 511-526 (2012).
  17. Sousa, A., et al. Critical evaluation of oxygen-uptake assessment in swimming. International Journal of Sports Physiology and Performance. 9 (2), 190-202 (2014).
  18. Fernandes, R. J., Sousa, M., Machado, L., Vilas-Boas, J. P. Step length and individual anaerobic threshold assessment in swimming. International Journal of Sports Medicine. 32 (12), 940-946 (2011).
  19. Ribeiro, J., et al. Metabolic and ventilatory thresholds assessment in front crawl swimming. The Journal of Sports Medicine and Physical Fitness. 55 (7-8), 701-707 (2015).
  20. Pessôa Filho, D. M., et al. A rapidly incremented tethered-swimming test for defining domain-specific training zones. Journal of Human Kinetics. 57 (1), 117-128 (2017).
  21. Dopsaj, M., et al. The relationship between 50m-freestyle results and characteristics of tethered forces in male sprint swimmers: A new approach to tethered swimming test. Physical Education & Sport. 1 (7), 15-22 (2000).
  22. Produtos. , Cefise biotechnologia esportiva. http://www.cefise.com.br/produtos (2019).
  23. N2000 User Manual. , Cefise biotechnologia esportiva. http://www.cefise.com.br/anexos_manuais/90/Manual-N2000.pdf (2019).
  24. Wheatley, C. M., et al. Conducting Maximal and Submaximal Endurance Exercise Testing to Measure Physiological and Biological Responses to Acute Exercise in Humans. Journal of Visualized Experiments. 17 (140), (2018).
  25. Lansley, K. E., DiMenna, F. J., Bailey, S. J., Jones, A. M. A 'new' method to normalise exercise intensity. International Journal of Sports Medicine. 32 (7), 535-541 (2011).
  26. Iannetta, D., et al. A Critical Evaluation of Current Methods for Exercise Prescription in Women and Men. Medicine and Science in Sports and Exercise. , Epub ahead of print (2019).
  27. Scharhag-Rosenberger, F., Meyer, T., Gässler, N., Faude, O., Kindermann, W. Exercise at given percentages of VO2max: heterogeneous metabolic responses between individuals. Journal of Science and Medicine in Sport. 13 (1), 74-79 (2010).
  28. Midgley, A. W., McNaughton, L. R., Jones, A. M. Training to enhance the physiological determinants of long-distance running performance: can valid recommendations be given to runners and coaches based on current scientific knowledge? Sports Medicine. 37 (10), 857-880 (2007).
  29. Jones, A. M., DiMenna, F. J. Cardiovascular Assessment and Aerobic Training Prescription. Strength and Conditioning: Biological Principles and Practical Applications. Cardinale, M., Newton, R., Nosaka, K. , John Wiley & Sons, Ltd. London. 291-304 (2011).
  30. Beneke, R., von Duvillard, S. P. Determination of maximal lactate steady state response in selected sports events. Medicine and Science in Sports and Exercise. 28 (2), 241-246 (1996).
  31. Beneke, R. M., Hütler, M., Leithäuser, R. M. Maximal lactate-steady-state independent of performance. Medicine and Science in Sports and Exercise. 32 (6), 1135-1139 (2000).
  32. Smith, C. G., Jones, A. M. The relationship between critical velocity, maximal lactate steady-state velocity and lactate turnpoint velocity in runners. European Journal of Applied Physiology. 85 (1-2), 19-26 (2001).
  33. Pringle, J. S., Jones, A. M. Maximal lactate steady state, critical power and EMG during cycling. European Journal of Applied Physiology. 88 (3), 214-226 (2002).
  34. Mattioni Maturana, F., Keir, D. A., McLay, K. M., Murias, J. M. Can measures of critical power precisely estimate the maximal metabolic steady-state? Applied Physiology Nutrition and Metabolism. 41 (11), 1197-1203 (2013).
  35. Jones, A. M., Burnley, M., Black, M. I., Poole, D. C., Vanhatalo, A. The maximal metabolic steady state: redefining the 'gold standard'. Physiological Reports. 7 (10), e14098 (2018).
  36. Scheuermann, B. W., Kowalchuk, J. M. Attenuated respiratory compensation during rapidly incremented ramp exercise. Respiratory Physiology. 114 (3), 227-238 (1998).
  37. Morgan, D. W., et al. Variation in the aerobic demand of running among trained and untrained subjects. Medicine and Science in Sports and Exercise. 27 (3), 404-409 (1995).
  38. Franch, J., Madsen, K., Djurhuus, M. S., Pedersen, P. K. Improved running economy following intensified training correlates with reduced ventilatory demands. Medicine and Science in Sports and Exercise. 30 (8), 1250-1256 (1998).
  39. Holmer, I., Lundin, A., Eriksson, B. Maximum oxygen uptake during swimming and running by elite swimmers. Journal of Applied Physiology. 36 (6), 711-714 (1974).
  40. Bonen, A., Wilson, B. A., Yarkony, M., Belcastro, A. N. Maximal oxygen uptake during free, tethered, and flume swimming. Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental and Exercise Physiology. 48 (2), 232-235 (1980).
  41. Magel, J. R., Faulkner, J. A. Maximum oxygen uptakes of college swimmers. Journal of Applied Physiology. 22 (5), 929-933 (1967).
  42. Poole, D. C., Jones, A. M. Measurement of the maximum oxygen uptake VO2max: VO2peak is no longer acceptable. Journal of Applied Physiology. 122 (4), 997-1002 (2017).

Tags

Биохимия Выпуск 155 инкрементное тестирование упражнений кардиореспираторная оценка пловцы привязаемый плавание максимальный уровень потребления кислорода порог обмена газа респираторный пункт компенсации экономика упражнений
Быстро приращенный привязной плавания Максимальный протокол для кардиореспираторной оценки пловцов
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pessôa Filho, D. M., Massini,… More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter