Name: Bestimmung des Beitrages der Energy Systems während des Trainings (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-03-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 15 s
Description: Erfahren Sie, wie Sie die Beiträge aerobes, laktazides und anaerobes Energiesystem während des Trainings quantifizieren. Diese computergestützte Methode nutzt tragbare Gasanalysatoren und mathematische Modelle zur metabolischen Analyse.

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Wir danken an Fabiana Benatti für ihre freundliche Zusammenarbeit im Video. Wir danken auch FAPESP (# 2007/51228-0) und CNPq (# 300133/2008-1) für die Unterstützung unserer Forschungen auf diesem Gebiet.

Einführung Die notwendige Energie für die Aufrechterhaltung einer körperlichen Anstrengung kommt von zwei metabolischen Quellen: aerobe und anaerobe Stoffwechsel. Während die aeroben Metabolismus ist effizienter als der anaeroben Stoffwechsel (dh er erzeugt eine höhere Menge an ATP pro Mol Substrat), Energiegewinnung durch anaeroben Stoffwechsel kann eine große Menge an Energie in einem sehr kurzen Zeitraum bereitzustellen. Dies kann entscheidend sein für jede Situation, die extrem schnelle Bewegungen erfordert. Jede Sportart hat spezifische Eigenschaften in Bezug auf die motorischen Fähigkeiten, die einzigartigen physiologischen und metabolischen Anforderungen für die jeweilige Sportart zu verleihen. Der wichtigste Aspekt des metabolischen Bedarfs ist der relative Beitrag des Energiesystems zu der Gesamtenergie für die Aktivität erforderlich ist. Um den spezifischen Bedarf der einzelnen Sportarten zu bestimmen, ist entscheidend für die Entwicklung optimierter Ausbildungsmodelle, Ernährungs-Strategien und Hilfsmittel, die eine leistungssteigernde maximieren könnenthletic Leistung. Einige Sportarten sind relativ einfach in einem Labor reproduziert werden, wodurch es möglich ist, um eine kontrollierte Umgebung, in der Athleten ausgewertet werden können. Dies ist der Fall von Laufen und Radfahren, zum Beispiel. Vorhersehbare Bewegungen komponieren diese Sportarten und deshalb sind sie einfach zu studieren. Unter Verwendung spezieller Geräte, ist es möglich, ganz genau die gleichen Bewegungen zu imitieren, dass Athleten führen in realen Situationen, wie Training und Wettkampf. In der Tat haben diese Sportarten wurden ausführlicher durch Übung Wissenschaftler studierte und profitierte mit einem vollständigen und zuverlässigen wissenschaftlichen Literatur. Auf der anderen Seite gibt es eine Reihe von Sport viel schwieriger im Labor reproduziert werden. Diese Sportarten sind unberechenbar und abhängig von den Aktionen der Partner (s) und Gegner (n). Dies führt zu einer Unfähigkeit, genau zu reproduzieren die Wettbewerbsbedingungen im Labor und eine Unfähigkeit zur Assess diese Athleten im Feld entweder während Training oder Wettkampf. Vielleicht, weil diese Probleme, haben sie viel weniger Aufmerksamkeit von den Wissenschaftlern erhalten. Dies ist der Fall von der Mehrheit der Mannschaftssport und vielen einzelnen Sportarten ein. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte wollten wir beschreiben, wie die Differential Beitrag der Energiesysteme in Sportarten, die nur schwer in kontrollierten Laborbedingungen reproduzieren sind zu beurteilen. Denn Judo ist ein sehr komplexer und unberechenbarer Sport, werden wir Judo als Beispiel verwenden. Jedoch können die Konzepte hier dargestellt, um eine Reihe von verschiedenen Sportarten angepasst werden. 1. Physiologische Messungen in Ruhe <ol><li> Messen des Sportlers Körpermasse bevor er / sie leitet die Ausübung. </li><li> Vor Beginn der Übung, sammeln eine kleine Ruhe-Blutprobe aus der Fingerspitze oder Ohrläppchen und halten Sie sie auf Eis, bis die ganze experimentelle Verfahren ist beendet. </li><li> Im Anschluss an, legen Sie die CALibrated tragbare Gasanalysator an der bequemste Position, die auf die Bewegungen, dass der Athlet führt, und Rekord Ruhe-oder Grundlinie Sauerstoffverbrauch für fünf Minuten ab. Während der Baseline-Messung, muss der Athlet ruhig stehend auf seine / ihre Füße bleiben (wenn die Übung wird im Stehen durchgeführt werden) oder saßen in der Ausrüstung, die verwendet werden (wird, wenn die Ausübung in einem oder in cycloergometer durchgeführt werden oder ähnliche Anlagen). </li></ol> 2. Physiologische Messungen während der Übung <ol><li> Nach dem Sammeln ruhenden Blutprobe und Ruhen Sauerstoffverbrauch, könnten Sie fragen den Athleten, um die spezifische Übung, die Sie studieren beginnen. Das tragbare Gasanalysator muss in der Lage, die nicht mit Bewegung und dass Sport nicht das Gerät beschädigt wird stört platziert werden. Weiter Messen des Sauerstoffverbrauchs während der gesamten Übung Zeitraum. </li></ol> 3. Physiologische Messungen nach dem Training <li> Nach dem Sammeln Übung Sauerstoffverbrauch Daten, solange aufnehmen, Sauerstoffverbrauch für zehn Minuten vor dem Ausschalten des Gerätes nach unten. Immer neu kalibrieren Gasanalysator wenn mehr als ein Athlet wird in der am gleichen Tag ausgewertet werden. </li><li> Um die maximale Plasmakonzentration Laktat nach dem Sport identifizieren, sammeln kleine Blutproben sofort nach dem Training, drei, fünf und sieben Minuten nach dem Training. Halten Sie sie auf Eis, bis die Analyse. </li> 4. Blutproben Verarbeitung und Peak-Plasma-Laktat-Bestimmung <ol><li> Jede Blutprobe muss in Mikroröhrchen, die ein ähnliches Volumen einer 2% NaF-Lösung (dh, wenn Sie sammeln 25 ul Blut werden, platzieren Sie es in 25 ul 2% NaF) platziert werden. </li><li> Wenn die Datenerfassung abgeschlossen ist, Abtrennung des Plasmas von Erythrozyten durch Drehen der Proben für 5 Minuten bei 2000 g bei 4 ° C </li><li> Plasma-Laktat kann durch eine Vielzahl von Verfahren2, 3 bestimmt werden. In unserem Labor verwenden wir die elektrochemische Meth-od mit Hilfe eines automatisierten Laktat-Analysator (Yellow Springs 1500 Sport, Ohio). </li></ol> 5. Die Berechnungen <ol><li> Berechnen Sie die Netto-Energie durch den aeroben Stoffwechsel durch Subtraktion Rest Sauerstoffverbrauch nach dem Training Sauerstoffverbrauch generiert. Sauerstoffverbrauch in Ruhe wird durch Multiplikation des Durchschnitts der letzten 30 Sekunden der Grundlinie Sauerstoffverbrauch durch die gesamte Trainingsdauer Zeit erhalten. Dann Berechnung der Fläche unter der Kurve der Ausübung Sauerstoffverbrauch durch Verwendung der Trapez-Methode. Schließlich subtrahieren Sie die Ruhe-Sauerstoffverbrauch nach dem Training Sauerstoffverbrauch. </li><li> Der Beitrag des anaeroben Stoffwechsels alaktaziden (dh, die ATP-CP-Weg) kann als die schnelle Komponente der Überschuß Post-Belastungs-Sauerstoffverbrauch 4-6 in Betracht gezogen werden, wie in 1 dargestellt. Berechne die Energie von der alaktaziden System durch den Einbau hergestellt die Kinetik der post-exercise Sauerstoffverbrauch zu einem bi-oder einem monoexponential Kurve. Dies kann mit Hilfe der Mathematik "-Software (zB Microcal Origin Version 7.0) durchgeführt werden. Wählen Sie von der mono-oder bi-exponentiellen Kurve auf dem Modell, das am besten zu Ihrem Datensatz (dh die niedrigste Rückstand) basiert. Dann verwenden Sie die Begriffe von der angepassten Formel (Gleichung 1) bereitgestellt, um alaktaziden Beitrag gemäß Gleichung 2 berechnet werden. <img src="/files/ftp_upload/3413/3413fig1.jpg" alt="Fiugre 1" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Fiugre 1"> 1. Schematische Darstellung eines typischen Kurve Sauerstoffverbrauch in Ruhe erhalten, während und nach der Übung. Gleichung 1: <img src="/files/ftp_upload/3413/3413eq1.jpg" alt="Gleichung 1" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Gleichung 1"> Gleichung 2: <img src="/files/ftp_upload/3413/3413eq2.jpg" alt="Gleichung 2" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Gleichung 2"> wobei V O2 (t) Sauerstoffaufnahme zum Zeitpunkt t, V O2baseline Sauerstoffaufnahme an der Basislinie, A die Amplitude ist, δ die Zeitverzögerung ist, τ eine Zeitkonstante,und 1 und 2 bezeichnen die schnellen und langsamen Komponenten, jeweils. </li><li> Um den Beitrag von der anaeroben zu berechnen, wird angenommen, dass 1 mM Laktat über den Ruhewerte bis 3 ml Sauerstoff pro Kilogramm Körpergewicht mass7 verbraucht entspricht. So berechnen Delta-Peak-Plasma-Laktat (dh Peak-Plasma-Laktat minus Ruhe-Plasma-Laktat) und multipliziert sie mit 3 und durch den Körper des Sportlers Masse. Der erhaltene Wert von Sauerstoff in ml wird dann auf L und Energie (kJ) umgewandelt, unter der Annahme, dass jede 1 l O 2 gleich 20,92 kJ. </li><li> Schließlich wird der Erfolg jedes Energiesystem erhalten summiert, so dass Sie den gesamten Energieverbrauchs während der Tätigkeit und den relativen Beitrag der einzelnen System berechnet werden müssen. </li></ol> 6. Repräsentative Ergebnisse Abbildung 2 zeigt eine repräsentative Kurve der Sauerstoffverbrauch in Ruhe, während des Trainings und nach dem Training. Imhier verwendeten Beispiel durchgeführt Athleten drei verschiedene Judo-Techniken (O-uchi-gari, Harai-goshi und seoi-nage) für fünf Minuten (ein Wurf alle 15 s) 8. Dies ist eine typische Reaktion auf intermittierende Bewegung. Nach den Berechnungen, erhalten wir die endgültigen Ergebnisse über den Beitrag der Energie-Systeme während des Judo-Übungen (Tabelle 1). Weitere repräsentative Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. In diesem Beispiel wurden Indoor-Kletterer verschiedener wettbewerbsfähiges Niveau (dh, Freizeit-vs Elite) während einer Low-Route klettern Schwierigkeit bewertet. Einzelne Ergebnisse für ein Elite-Athlet und ein Freizeitsportler sind dargestellt (Tabelle 2). <table border="1"><tbody><tr><td rowspan="2"></td><td colspan="2"> Seoi-nague </td><td colspan="2"> Harai-goshi </td><td colspan="2"> O-uchi-gari </td></tr><tr><td> kJ </td><td> % </td><td> kJ </td><td> % </td><td> kJ </td><td> % </td></tr><tr><td> Anaerobe alaktaziden </td><td> 46 ± 20 </td><td> 16,3 ± 2,8 </td><td> 43 ± 21 </td><td> 16,1 ± 2,7 </td><td> 36 ± 22 </td><td> 14,6 ± 2,8 </td></tr><tr><td> Aerob </td><td> 223 ± 66 </td><td> 82,2 ± 2,9 </td><td> 211 ± 66 </td><td> 82,3 ± 3,8 </td><td> 196 ± 74 </td><td> 84,0 ± 3,8 </td></tr><tr><td> Anaerobe Milchsäure </td><td> 4 ± 2 </td><td> 1,5 ± 0,7 </td><td> 5 ± 5 </td><td> 1,6 ± 1,4 </td><td> 4 ± 4 </td><td> 1,5 ± 1,1 </td></tr><tr><td> Gesamt </td><td> 273 ± 86 </td><td>- </td><td> 259 ± 91 </td><td> - </td><td> 237 ± 99 </td><td> - </td></tr><tr><td> Total (kJ / min) </td><td> 51,9 ± 8,7 </td><td> - </td><td> 49,4 ± 8,9 </td><td> - </td><td> 45,3 ± 19,6 </td><td> - </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. Repräsentative Ergebnisse des gesamten Energieverbrauchs und den Beitrag der Energie-Systeme während drei verschiedenen Judo-Übungen. <table border="1"><tbody><tr><td> Wettbewerbsfähiges Niveau </td><td> Aerobic (%) </td><td> Anaerobe Milchsäure (%) </td><td> Anaerobe alaktaziden (%) </td><td> Total (kJ) </td><td> Total (kJ / s) </td></tr><td> Elite </td><td> 40 </td><td> 8 </td><td> 52 </td><td> 70,4 </td><td> 1,00 </td><tr><td> Recreational </td><td> 40 </td><td> 15 </td><td> 45 </td><td> 96,1 </td><td> 1,15 </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. Vertreter individuellen Daten des gesamten Energieverbrauchs und den Beitrag der Energie-Systeme während einer Low-Schwierigkeit Aufstieg Route. <img src="/files/ftp_upload/3413/3413fig2.jpg" alt="Abbildung 2" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 2"> Abbildung 2. Repräsentative Ergebnisse während einer 5-Minuten-Übung Judo erhalten.

<ol><li>Franchini, E., Del Vecchio, F. B., Matsushigue, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+profiles+of+elite+judo+athletes%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Physiological profiles of elite judo athletes.</a> Sports Med. 41, 147-166 (2011).</li>
<li>Bergmeyer, H. U., Bergmeyer, J., Grassl, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBergmeyer%2C+HU+%22Methods+of+enzymatic+analysis%22">Methods of enzymatic analysis</a>. , Academic Press. New York. (1983).</li>
<li>Passonneau, J. V., Lowry, O. H. Enzymatic Analysis. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPassonneau%2C+JV+%22A+Practical+Guide%22">A Practical Guide</a>. , Humana Press. Totowa, New Jersey. (1993).</li>
<li>Beneke, R., Pollmann, C., Bleif, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+anaerobic+is+the+Wingate+Anaerobic+Test+for+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">How anaerobic is the Wingate Anaerobic Test for humans.</a> Eur. J. Appl. Physiol. 87, 388-392 (2002).</li>
<li>Beneke, R., Beyer, T., Jachner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energetics+of+karate+kumite%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Energetics of karate kumite.</a> Eur. J. Appl. Physiol. 92, 518-523 (2004).</li>
<li>Bertuzzi, R. C. D., Franchini, E., Kokubun, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+system+contributions+in+indoor+rock+climbing%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Energy system contributions in indoor rock climbing.</a> Eur. J. Appl. Physiol. 101, 293-300 (2007).</li>
<li>di Prampero, P. E., Ferretti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+energetics+of+anaerobic+muscle+metabolism%3A+a+reappraisal+of+older+and+recent+concepts%5BTitle%5D)+AND+%22Respir.+Physiol%22%5BJournal%5D)">The energetics of anaerobic muscle metabolism: a reappraisal of older and recent concepts.</a> Respir. Physiol. 118, 103-115 (1999).</li>
<li>Franchini, E., Bertuzzi, R. C. D., Degaki, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+Expenditure+in+Different+Judo+Throwing+Techniques.+Proceedings+of+first+joint+international+pre-Olympic+conference+of+sports+science+and+sports+engineering%2C+vol+II%5BTitle%5D)+AND+%22Bio-mechanics+and+sports+engineering%22%5BJournal%5D)">Energy Expenditure in Different Judo Throwing Techniques. Proceedings of first joint international pre-Olympic conference of sports science and sports engineering, vol II.</a> Bio-mechanics and sports engineering. , 55-60 (2008).</li>
<li>Calmet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+ecological+research+in+judo%5BTitle%5D)+AND+%22Percept.+Mot.+Skills%22%5BJournal%5D)">Developing ecological research in judo.</a> Percept. Mot. Skills. 105, 646-648 (2007).</li>
<li>Mello, F. D., Bertuzzi, R. C., Grangeiro, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+systems+contributions+in+2%2C000+m+race+simulation%3A+a+comparison+among+rowing+ergometers+and+water%5BTitle%5D)+AND+%22+Eur.+J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Energy systems contributions in 2,000 m race simulation: a comparison among rowing ergometers and water.</a> Eur. J. Appl. Physiol. 105, 615-619 (2009).</li>
<li>Bertuzzi, R. C., Franchini, E., Ugrinowitsch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predicting+MAOD+using+only+a+supramaximal+exhaustive+test%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Predicting MAOD using only a supramaximal exhaustive test.</a> Int. J. Sports Med. 31, 477-481 (2010).</li>
</ol>

Die Autoren erklären, sie haben keinen Interessenkonflikt zu dieser Studie.

Die Methode, die wir gezeigt haben, Hase kann sowohl für kontinuierliche und intermittierende Übung verwendet werden. Der große Vorteil des Verfahrens ist, dass es zu Übungen und Sportarten, die schwer in kontrollierten Labor nachgeahmt werden Einstellungen sind angepasst werden kann. Darüber hinaus ist dies die einzige Methode, die geeignet sind, den Beitrag der drei verschiedenen Energien. Somit erlaubt die Methode die Studie von Sport mit großer Ähnlichkeit zu realen Situationen, die Bereitstellung wünschenswert ökologische Validität der Studie 9. Zum Beispiel kann eine aktuelle Studie von Mello et al. Zeigten, dass die 10 glykolytische Beitrag in einem 2000 m auf dem Wasser Ruderregatta von nur 7%, was bedeutet, dass Ruderleistung ist hauptsächlich abhängig von den aeroben Stoffwechsel bedeutet. Auch eine Studie von Beneke et al 4 bestätigt, dass die Hauptquelle der Energie, die während einer der am häufigsten verwendete anaerobe Tests, die Wingate Anaerobic Test, der anaerobe Stoffwechsel (20% aerob ist;. 30% alaCTIC und 50% glykolytischen). Jüngste Studien von unserer Gruppe haben auch die Energie Beiträge von Klettern in der Halle 6 und Judo-8, wie in diesem Beispiel berichtet gekennzeichnet. Tatsächlich ist das Wissen über den energetischen Beitrag kritisch für die Entwicklung von Strategien ergogene, Ausbildungseinrichtung oder auch für die Validierung eines Tests. Diese Methode hat einige Einschränkungen. Erstens sind die Kosten der Ausrüstung etwas hoch und spezialisierte geschultes Personal erforderlich. Zweitens, obwohl die meisten Sportarten mit dieser Technik nachgeahmt werden kann, ist es keine Art der Übung, die untersucht unter Verwendung des tragbaren Gasanalysator kann. Schließlich, wie Plasma-Laktat nicht genau stellen die Summe von Laktat Skelettmuskulatur während der Aktivität produziert, können die Ergebnisse durch dieses Verfahren erhalten, wie einem Kostenvoranschlag des metabolischen Bedarf während des Trainings berücksichtigt werden, anstatt eine präzise Quantifizierung der energetischen Beitrag. Dennoch ist dies die einzige validierte michThSB verfügbar 11 geeignet sind, den Beitrag der drei verschiedenen Energiesysteme.

<table border="1"><tbody><tr><th> Name des Reagenzes </th><th> Firma </th><th> Kommentare </th></tr><tr><td> YSI 1500 Sport </td><td> Yellow Springs </td><td> Dieses Gerät ermöglicht eine schnelle und einfache Plasma-Laktat-Bestimmung </td></tr><tr><td> K4 b2 </td><td> Cosmed </td><td> Dieses Gerät ist zur Messung von Sauerstoffverbrauch während der gesamten Übung unerlässlich </td></tr><tr><td> Software Microcal 6,0 </td><td> Herkunft </td><td> Diese Software (oder eine andere mit ähnlichen Fähigkeiten) wird für die Berechnungen nützlich </td></tr></tbody></table>

bestimmung des beitrages der energy systems während des trainings

Determining the Contribution of the Energy Systems During Exercise

Einer der wichtigsten Aspekte des metabolischen Bedarf ist der relative Beitrag der Energiesysteme auf der gesamten Energie für eine bestimmte körperliche Aktivität erforderlich. Obwohl einige Sportarten relativ einfach in einem Labor (z. B. Laufen und Radfahren) reproduziert werden sollen, sind eine Reihe von Sportarten viel schwieriger, vervielfältigt und studierte in kontrollierten Situationen. Diese Methode zeigt, wie die Differential Beitrag der Energiesysteme in Sportarten, die nur schwer in kontrollierten Laborbedingungen zu imitieren sind zu beurteilen. Die hier dargestellten Konzepte können auf praktisch jede Sportart angepasst werden. Die folgenden physiologischen Variablen benötigt werden: Rest Sauerstoffverbrauch, Übung Sauerstoffverbrauch, post-exercise Sauerstoffverbrauch, Rest-und Plasma-Laktatkonzentration nach dem Training Plasma-Peak-Laktat. Um den Beitrag des aeroben Stoffwechsels zu berechnen, werden Sie den Sauerstoffverbrauch in Ruhe und während der Übung benötigen. Durch die Verwendung derTrapezmethode, Berechnung der Fläche unter der Kurve der Sauerstoffverbrauch während des Trainings, Subtrahieren des Bereichs entsprechend dem Rest Sauerstoffverbrauch. Um den Beitrag des alaktaziden anaeroben Stoffwechsel zu berechnen, hat die post-exercise Sauerstoffverbrauch Kurve zu einem Mono-oder einen bi-exponentiellen Modell (nach Wahl des am besten passt) eingestellt werden. Verwenden Sie dann die Bedingungen der angepassten Formel zu anaeroben Stoffwechsel alaktaziden berechnen, wie folgt: ATP-CP-Metabolismus = A 1 (mL s -1.) Xt 1 (s). Schließlich, um den Beitrag des anaeroben Systems zu berechnen, multiplizieren Peak-Plasma-Laktat durch 3 und durch den Körper des Sportlers Masse (das Ergebnis in ml wird dann auf L konvertiert und in kJ). Die Methode kann sowohl für kontinuierliche und intermittierende Übung verwendet werden. Dies ist ein sehr interessanter Ansatz, da es zu Übungen und Sportarten, die nur schwer in kontrollierten Umgebungen sind nachgeahmt werden kann angepasst werden. Außerdem ist dies die nurvailable Verfahren geeignet sind, den Beitrag der drei verschiedenen Energiesysteme. Somit erlaubt die Methode die Studie von Sport mit großer Ähnlichkeit zu realen Situationen, die Bereitstellung wünschenswert ökologische Validität der Studie.

Dieses Protokoll ermöglicht es den Forschern auf Bewegung und Sport Sciences konzentriert, um den relativen Beitrag der drei verschiedenen Energiesysteme zur gesamten Energieverbrauchs während einer Vielzahl von Übungen zu bestimmen.

Bestimmung des Beitrages der Energy Systems während des Trainings

Einer der wichtigsten Aspekte des Stoffwechselbedarfs ist der relative Beitrag der Energiesysteme zur Gesamtenergie, die für eine bestimmte ...

Hallo, ich bin Dr. Emerson Frank. Unsere Gruppe zeigt, wie man die Energiesysteme bei Sportarten bestimmt, die sich nur schwer in kontrollierten Umgebungen wie beispielsweise physiologischen Trainingslaboren reproduzieren lassen. Jede Sportart weist spezifische Eigenschaften auf, die ihnen unterschiedliche metabolische Anforderungen verleihen.Einer der wichtigsten Aspekte des metabolischen Bedarfs ist der relative Beitrag der Energiesysteme, nämlich des aeroben, laktischen, anaeroben, laktischen und aeroben Systems. Einige Sportarten lassen sich leicht im Labor nachahmen und daher unter kontrollierten Bedingungen untersuchen, da sie zyklisch und vorhersehbar sind. Andere Sportarten hingegen sind unvorhersehbar und hängen von komplexen Wechselwirkungen zwischen Teammitgliedern und/oder Gegnern ab.Dies gilt für die Mehrheit der Mannschaftssportarten sowie einer Reihe von Individualsportarten. Hier zeigen wir, wie der relative Beitrag der Energiesysteme während körperlicher Belastung beurteilt werden kann. Obwohl das Verfahren für jede Art von körperlicher Aktivität geeignet ist, werden wir seinen Einsatz bei unvorhersehbaren Bewegungsanteilen hervorheben, aufgrund seiner besonderen Eigenschaften.Judo dient als Beispiel dafür, wie das Verfahren angepasst werden kann. Abhängig von den Bewegungen des Athleten können Forschungen zu anderen Sportarten das Verfahren leicht übernehmen. Basierend auf dem, was hier gezeigt wird, werden die folgenden physiologischen Variablen erfasst.Ruhe, Sauerstoffverbrauch, Belastung, Sauerstoffverbrauch, nach der Belastung, Sauerstoffverbrauch, Ruhe-Plasmalaktatkonzentration, Konzentration, nach der Belastung, maximale Plasmalaktatkonzentration. Zunächst muss eine Blutprobe im Ruhezustand entnommen und der Sauerstoffverbrauch im Ruhezustand mindestens fünf Minuten lang gemessen werden. Die Sauerstoffaufnahme während der letzten 30 Sekunden dieses Zeitraums wird verwendet, um den Basiswert zu berechnen, und der Beitrag des oxidativen Stoffwechsels für die Blutprobenentnahme ist gering; eine kleine Menge kapillären Blutes wird aus dem Ohrläppchen oder von der Fingerspitze entnommen. Nach der Entnahme wird mithilfe einer Mikropipette ein bekanntes Volumen des Blutes in das gleiche Volumen einer 1 %igen Natriumfluoridlösung gegeben. Belastung.Der Sauerstoffverbrauch muss mithilfe eines tragbaren Gasanalysators gemessen werden, der in der Lage ist, den Sauerstoffverbrauch atemzugweise zu erfassen. Setzen Sie die Maske auf und stellen Sie sicher, dass sie richtig abgedichtet ist, sodass keine Atemluft entweichen kann.Kalibrieren Sie die Ausrüstung vor der Datenerfassung immer gemäß den Anweisungen des Herstellers. Normalerweise wird die Ausrüstung am Rücken des Athleten angebracht. Bei komplexen Sportarten muss die Position der Ausrüstung jedoch mithilfe von Judo angepasst werden.Als Beispiel: Wenn die Technik einen dorsalen Kontakt erfordert, wird die Ausrüstung an der Brust angebracht. Wenn die Technik einen frontalen Kontakt erfordert, wird die Ausrüstung auf dem Rücken platziert. Dasselbe ist durchzuführen, wenn der Rücken den Boden berührt.Wenn die Technik einen seitlichen Kontakt erfordert, wird die Ausrüstung auf der gegenüberliegenden Seite angebracht. Mit einigen Anpassungen an die Regeln des Wettkampfs ist es möglich, eine Übung zu erstellen, bei der der Athlet einer dem Sport sehr ähnlichen Belastung ausgesetzt wird. Hier simulieren wir beispielsweise einen Judo-Kampf, um Schäden an der Ausrüstung auszuschließen.Der Gegner wendet keinen wirksamen Wurf an. Außerdem darf der zu bewertende Athlet keinen Wurf ausführen, der einen dorsalen Kontakt erfordert. Sobald die Datensammlung abgeschlossen ist, können wir mit den Verfahren zur Berechnung des Energiebeitrags beginnen.Sehen wir uns an, wie das gemacht wird. Zunächst muss die Plasmalaktatkonzentration bestimmt werden; dazu das Blut zentrifugieren, um das Plasma von den Erythrozyten zu trennen. Anschließend kann die Plasmalaktatkonzentration spektrophotometrisch, fluorimetrisch oder elektrochemisch gemessen werden.In unserem Labor verwenden wir normalerweise die elektrochemische Methode mithilfe eines automatisierten Lactat-Analysators. Das Ergebnis wird sofort auf einem kleinen Bildschirm angezeigt und muss anschließend um den Verdünnungsfaktor korrigiert werden. Dies ist eine typische Kurve des Sauerstoffverbrauchs in Ruhe oder als Grundlinie während der körperlichen Belastung nach der Belastung.Bei genauer Betrachtung der Kurve nach der Belastung lassen sich zwei verschiedene Komponenten erkennen. Die schnelle Komponente, die langsame Komponente, um den Beitrag des aeroben Stoffwechsels zur gesamten während der Belastung verbrauchten Energie zu berechnen, und der Ausgangs- oder Ruhewert für den Sauerstoffverbrauch. Dieser kann durch Berechnung des Mittelwerts der letzten 30 Sekunden der Kurve ermittelt werden.Dann den erhaltenen Wert mit der Gesamtdauer der körperlichen Belastung multiplizieren. Wenn beispielsweise die Dauer der Belastung fünf Minuten betrug, multiplizieren Sie den Ruhesauerstoffverbrauch mit fünf. Den gesamten Sauerstoffverbrauch während der Belastung ermitteln, indem die Fläche unter der Kurve des Belastungssauerstoffverbrauchs berechnet wird.Verwenden Sie die Trapezregel, um die Fläche unter der Kurve zu berechnen. Ziehen Sie abschließend den basislinienbezogenen Sauerstoffverbrauch vom Sauerstoffverbrauch während der körperlichen Belastung ab. Um den Beitrag des anaeroben Stoffwechsels über die Laktatbildung zu berechnen, muss die Kinetik der Kurve nach der Belastung an ein mono- oder biexponentielles Modell angepasst werden.Unter Verwendung der bei jedem Atemzug gewonnenen Daten, die an eine monoexponentielle Kurve und an eine biexponentielle Kurve angepasst werden. Dies kann mithilfe einer mathematischen Software erfolgen. Wenn das von Ihnen untersuchte Training ein unbekanntes Kurvenmuster aufweist, sollten beide Modelle – das monoexponentielle und das biexponentielle – getestet werden, um zu überprüfen, welches am besten zu Ihren Daten passt.Verwenden Sie dazu die Software, um die monoexponentielle und die biexponentielle Anpassung zu generieren. Im besten Modell liegt die reale Kurve näher an der angepassten Kurve. Berechnen Sie unter Verwendung der Daten der realen und der angepassten Kurve das Residuum des Modells für jeden Atemzug.Subtrahieren Sie dazu den angepassten Wert vom tatsächlichen Wert und quadrieren Sie das Ergebnis. Nach der Berechnung der Restgrößen jedes Kurvenpunkts für die mono- und biexponentielle Anpassung prüfen Sie mithilfe des F-Tests, ob sich die Restgrößen zwischen den Modellen unterscheiden. Das beste Modell ist dasjenige, das die geringste Restgröße erzeugt hat.Wenn kein signifikanter Unterschied zwischen den Modellen besteht, verwenden Sie das einfachste, also das monoexponentielle Modell. Verwenden Sie abschließend die Parameter der Gleichung, die durch die am besten angepasste Kurve bereitgestellt wird, um den Beitrag des elektrischen Stoffwechsels zu berechnen. Als Beispiel folgt die Gleichung für die monoexponentielle Anpassung.Verwenden Sie diese Terme, um den anaeroben elastischen Beitrag anhand der folgenden Gleichung zu berechnen. Die Amplitude A eins muss durch 60 geteilt werden, damit die Einheit Milliliter pro Minute in Milliliter pro Sekunde umgerechnet wird. Um den Beitrag des laktoaziden und anaeroben Stoffwechsels zu berechnen, gehen wir davon aus, dass ein Millimol Laktat über den Ruhewerten drei Milliliter verbrauchten Sauerstoffs pro Kilogramm Körpermasse entspricht.Daher wird die Deltaspitzenplasmalaktatkonzentration, also die Differenz aus Spitzen- und Ruheplasmalaktatkonzentration, mit drei und mit der K&ouml;rpermasse des Athleten multipliziert. Das Ergebnis in Milliliter wird anschlie&szlig;end in Liter umgerechnet und in Energie umgewandelt, unter der Annahme, dass jedes Liter Sauerstoff 20,92 Kilojoule entspricht. Zuletzt werden die Ergebnisse jedes Systems summiert, sodass die gesamte w&auml;hrend der Belastung verbrauchte Energie ermittelt werden kann und der relative Anteil jedes Systems an der Gesamtenergie berechnet werden kann.Die hier gezeigte Methode kann sowohl für kontinuierliche als auch für intermittierende Übungen verwendet werden. Der größte Vorteil der Methode liegt darin, dass sie an Übungen und Sportarten angepasst werden kann, die im kontrollierten Laborumfeld nur schwer nachzuahmen sind. Außerdem ist dies die einzige verfügbare Methode, die in der Lage ist, den Beitrag der drei verschiedenen Energiesysteme zu schätzen.Daher ermöglicht diese Methode die Untersuchung physiologischer Reaktionen mit großer Ähnlichkeit zu realen Belastungssituationen und verleiht dieser Studie eine gewünschte ökologische Validität. Zum Beispiel zeigte eine Studie von Benefit L, dass die hauptsächliche Energiequelle während eines der am häufigsten verwendeten anaeroben Tests, des Wingate-Anaerobietests, der anaerobe Stoffwechsel ist. Genauer gesagt zu 50 % glykolytisch, 30 % ATP-PCr und 20 % aerob.Aktuelle Studien unserer Gruppe haben ebenfalls die energetischen Beiträge des Kletterns in der Halle, des Ruderns und des Judo, wie in diesem Beispiel dargestellt, charakterisiert. Tatsächlich ist die Kenntnis des energetischen Beitrags entscheidend für die Entwicklung genetischer Strategien, das Training, die Überwachung oder sogar die Validierung eines Tests.

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Forschung

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Hier beschreiben wir eine einfache, nicht-invasive Ansatz mit Nah-Infrarot-Spektroskopie, um reaktiven Hyperämie, neurovaskuläre Kopplung und oxidative Kapazität der Skelettmuskulatur in einem einzigen Besuch der Klinik oder im Labor zu beurteilen.

Skelettmuskulatur neurovaskuläre Kopplung, Oxidative Kapazität und mikrovaskuläre Funktion mit "One Stop Shop" Nah-Infrarot-Spektroskopie

Um den Einfluss der Trainingsintensität auf physiologischen und biologischen Reaktionen zu beurteilen, wurden zwei verschiedene Übung Prüfprotokolle eingesetzt. Methoden skizziert Übung auf einem Fahrradergometer als inkrementelle maximale Sauerstoff-Verbrauch-Test und Ausdauer testen, Steady-State submaximalen Härtetest werden beschrieben.

Durchführung von Tests zur Messung der physiologischer und biologischen Reaktionen auf akute Übung beim Menschen Submaximalen und maximalen Ausdauerbelastungen

Dieses Protokoll integrierte die Nahinfrarotspektroskopie in herkömmliche kardiopulmonale Übungen, um die Beteiligung des zerebralen hämodynamischen Ansprechens an Derintoleranz bei Patienten mit Herzinsuffizienz zu identifizieren.

Integration der Hirngewebesättigungsüberwachung bei Kardiopulmonaden-Übungstests bei Patienten mit Herzinsuffizienz

Im Gegensatz zur Messung beim Freischwimmen, die herausforderungen und Einschränkungen mit sich bringt, kann die Bestimmung wichtiger Parameter der kardiorspiratorischen Funktion für Schwimmer durch ein machbareres und einfacheres Tethered-Schwimmen erleichtert werden. schnell inkrementelles Protokoll mit Gasaustausch und Beatmungsdatenerfassung.

Ein schnell inkrementiertes Tethered-Swimming-Maximalprotokoll zur kardiorspiratorischen Beurteilung von Schwimmern

Die Aufbereitung von mit Mitochondrien angereicherten Proben aus zuvor gefrorenem archiviertem festem Gewebe ermöglichte es den Forschern, sowohl funktionelle als auch analytische Bewertungen von Mitochondrien in verschiedenen experimentellen Modalitäten durchzuführen. Diese Studie zeigt, wie man mit Mitochondrien angereicherte Präparate aus gefrorenem Herzgewebe herstellt und analytische Bewertungen von Mitochondrien durchführt.

Measuring Mitochondrial Electron Transfer Complexes in Previously Frozen Cardiac Tissue from the Offspring of Sow: A Model to Assess Exercise-Induced Mitochondrial Bioenergetics Changes

Ungleichgewichte im Hydratationsstatus können sich kurzfristig auf direkte und indirekte Determinanten der Sauerstoffaufnahme und des Pulses sowie auf die prognostischen Faktoren Morbidität und Mortalität bei ischämischen Herzerkrankungen auswirken. Dieses Protokoll beschreibt die Technik zur Beurteilung des Hydratationsstatus durch bioelektrische Impedanzvektoranalyse und kardiopulmonale Reaktion während des Belastungstests.

Bewertung des Hydratationsstatus durch bioelektrische Impedanzvektoranalyse bei Patienten mit ischämischer Herzkrankheit, die sich einem Belastungstest unterziehen

Dieses Protokoll stellt eine Methode zur Bewertung der pulmonalen alveolar-kapillaren Reserve vor, die durch kombinierte Einzelatemmessung der Diffusionskapazität zu Kohlenmonoxid (DL, CO) und Stickstoffmonoxid (DL, NO) während des Trainings gemessen wird. Annahmen und Empfehlungen für die Anwendung der Technik während des Trainings bilden die Grundlage dieses Artikels.

Messung der Lungendiffusionskapazität mit zwei Prüfgasen während des Trainings am Menschen mit der Single-Breath-Methode

Dieses Protokoll integriert die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS)-Technologie, um lokalisierte hämatologische und Oxygenierungsveränderungen an der präfrontalen Kortex-, Atmungs- (m.Intercostales) und Bewegungs- (m.Vastus Lateralis) Muskulatur während kardiopulmonaler Belastungstests zu beurteilen und so die Identifizierung zentraler und peripherer limitierender Faktoren zu ermöglichen, die die Trainingsleistung beeinflussen.

Verwendung von tragbaren Geräten mit Nahinfrarotspektroskopie zur Identifizierung zentraler und peripherer Einschränkungen während des Trainings

Erfahren Sie, wie Sie die Beiträge aerobes, laktazides und anaerobes Energiesystem während des Trainings quantifizieren. Diese computergestützte Methode nutzt tragbare Gasanalysatoren und mathematische Modelle zur metabolischen Analyse.

Bestimmung des Beitrages der Energy Systems während des Trainings

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