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Biochimie

スイマーの心呼吸評価のための急速に増加するテザド水泳最大プロトコル

Published: January 28, 2020
doi:
10.3791/60630
, , , , , , , , ,
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

Summary

固有の課題と限界を提示するフリースイミング中の測定とは対照的に、水泳選手のための心呼吸機能の重要なパラメータの決定は、より実現可能で、テザリングスイミングを管理しやすくすることができますガス交換と換気データ収集を迅速に増加プロトコル。

Abstract

インクリメンタルエクササイズテストは、持久力アスリートの心呼吸能力を評価する標準的な手段です。この点で、一般的に酸素消費量の最大速度が基準の測定として使用されている間, 仕事率が増加するにつれて乳酸生産/消費のダイナミクスの変化を反映する 2 つの代謝ブレークポイントは、おそらく機能の観点から持久力の選手に関連しています..運動経済は、最大以下の仕事のパフォーマンスに対する酸素消費量の割合を表し、持久力アスリート評価のための測定にとっても重要なパラメータです。運動許容限界に達するまでの作業率の漸進的な増加を含むランプ増分試験は、これらのパラメータを決定するのに役立ちます。このタイプのテストは、通常、ワークレートの増分に関して精度が必要なため、サイクルエルゴメーターまたはトレッドミルで実行されます。しかし、選手は、自分のスポーツに必要な運動モードを実行しながらテストする必要があります。その結果、水泳選手は通常、そのような精度を達成することが困難であるフリースイミング増分テスト中に評価されます。我々は最近、徐々に増加する負荷に対する静止水泳(インクリメンタルテザースイミング)は、前述の代謝ブレークポイントと運動経済を明らかにする緩やかだが急速な負荷パターンに対応するのに十分な精度を可能にすることによって、「水泳エルゴメーター」として役立つことを示唆している。しかし、このようなプロトコルの間に達成される酸素消費のピーク速度が自由水泳の間に測定される最大速度に近づける程度は決定されていない。本稿では、この急速に増加するテザリングスイミングプロトコルを使用して、スイマーの心呼吸能力を評価する方法を説明します。具体的には、このプロトコルを用いた短距離競技水泳選手の評価によって、酸素摂取量が30.3および34.8 mL∙min-1∙kg-1BMである、それぞれガス交換閾値および呼吸補償点での評価を説明した。

Introduction

低いから最大までの作業率(WR)の増分増加を伴う運動テスト(すなわち、増分運動テスト;INC)は、持久力アスリートのための心呼吸評価のゴールドスタンダード法を提供します。アスリートが達成できる最高のWR(WRピーク)に加えて、INCは、テスト1の間にガス交換および換気データが収集された場合、個人がその運動形態(VO2peak)のために酸素(O2)を消費することができる最高速度の決定を可能にする。V▶ O2peakは心呼吸の適性の基準の尺度を表す。さらに、WRが増加するにつれて収集されたガス交換および換気データの分析は、血中乳酸濃度(血中[乳酸])がベースライン値(乳酸閾値)を上回る点と加速速度(乳酸ターンポイント)2で蓄積し始める点を識別する非侵襲的な方法を提供する。これらの代謝ブレークポイントは、ガス交換閾値(GET)および呼吸補償点(RCP)をそれぞれ3と判定することによって推定される。重要なことに、GETは血液[乳酸]が最初に増加する点の堅牢な推定値を提供するのに対し、RCPを特徴付ける「過換気」は、化学受付それ以外のアフェレント入力によって開始できるより複雑な現象である。したがって、RCPの識別に基づく結論は慎重に行われるべきである。

運動が一定の仕事率(CWR)で維持される場合、WRが4、5に落ちる「運動強度ドメイン」に基づく生理的応答プロファイルが著しく異なる。具体的には、V性2と血液「乳酸塩」の達成は、中程度の領域では速く、重いドメインでは遅れ、重いドメインでは達成不可能である4、5。S(VりてO2GET)中にGETでO2を消費できる速度(VりてO2GET)は、CWR3、6の間に重いドメインから中等度を分離する代謝率として機能することが十分に確立されている。議論の余地はあるが、最近の観測では、O2がRCP(V6O2RCP)で消費される速度と重い/重度の分離7、8、9、10の間で類似の同等性を示している。したがって、INCの間に収集されたデータからのVundoO2GETおよびVundoO2RCPの同定は、したがって、代謝率を特定の作業率と一致させることは、増分試験8、11から派生したVundo2-作業率関係に従って行うよりも複雑であるという警告と共に、持久力アスリートのためのドメイン固有のトレーニングレジメンを処方するのに有用である可能性がある。

V▶O2maxを決定するためのテストの概念が最初に探求されたとき、研究者は被験者に別の日に速度を上げて運動許容度(Tlim)の限界までトラックを走らわせた。研究は、V付O2maxはまた、休息期間が散在して同じ日にTリムに行われた同様の試合から決定することができることを確認しました12.最終的に、WRを有する連続プロトコルが特定の時間間隔(例えば、3分毎)で増分的に増加し、不連続試験13と同じV回限り2ピークが明らかになったことが示された。その結果、これらの「段階的な運動試験」は、心呼吸フィットネスのこの基準尺度を決定するための標準となった。しかし、1981年、WhippたちはV州北部2max測定の目的で、INCは完全に非定常状態で実行できることを示す研究を発表した。すなわち、WRが「時間の平滑な関数」として連続的に増加するとともに(RAMP-INC)14.ステージごとに拡張ステージと比較的大きなWR増加を伴う INC とは異なり、RAMP-INC の間の緩やかな増加により、GET と RCP を分離する「イソカプニックバッファリング領域」が明確に 15に定義されます。さらに、ステージを持つINCと同様に、RAMP-INCは「運動経済」(すなわち、所定のWRごとに必要なVッティオ2)を評価するために使用することができます。ただし、ステージを持つINCとは異なり、この場合、それは「デルタ効率」の逆です(すなわち、 この目的のために使用されるV、[V]2 -WR関係の傾き11は、強度スペクトル全体の作業レートに対する V· O2応答の複雑さのために、このパラメータは INC の不変の特徴ではない(例えば、異なるベースラインの作業率から開始されるか、異なるランプの傾斜によって特徴付けられる)またはCWR運動の行使16.

一般的なフィットネステストでは、これらのモダリティがより利用可能であり、脚のサイクリングやウォーキング/ランニングが一般の人に馴染みがあるため、INCは通常、脚のエルゴメーターまたはトレッドミルで行われます。さらに、RAMP-INCの投与には、WRを少しずつ増加させる能力が必要です(例えば、1 Wは2s毎に)。したがって、エルゴメーター(通常は脚のサイクリング)は、このタイプのテストに最も適しています。しかし、アスリートの評価は、アスリートが自分のスポーツに必要な特定の運動モードを実行しながらテストされなければならないので、より複雑です。ランニングを伴うスポーツに参加するサイクリストや個人にとって、これは前述の試験機のアクセシビリティと適用性のために問題ありません。逆に、ガス交換と換気データ収集による生態学的に有効なテストとRAMP-INCに必要な段階的なWR増分は、水生アスリートを評価する際により困難です。

自動収集システムの出現に先立ち、スイマーのガス交換評価は、最大の泳ぎ17に続いてダグラスバッグコレクションを使用してしばしば行われました。自動化されたシステムが開発されると、「リアルタイム」収集が行われましたが、「実際の水泳」条件では行われなかった(例えば、水泳選手はWRを制御する煙の中で泳いだ)17。残念ながら、前者の方法には「後方外挿」の仮定による固有の制限があり、後者はフリューム水泳が技法17をどの程度変更するのかという懸念を提起する。現在の最先端は、無料の水泳17の間にプールと一緒にスイマーと一緒に移動するポータブル呼吸バイブレスコレクションシステムの使用を含みます。このタイプの測定は生態学的妥当性を改善するが、段階的なWRの増分は困難である。実際、フリースイミング中のINCは、通常、徐々に増加する速度14、15で設定距離(例えば、200m)の間隔を伴う。これは、テストが大きな不等しい WR 増分を持つ長いステージで構成されることを意味します。したがって、この試験18,19を採用した研究者によって、単一の代謝ブレークポイント(通常は「嫌気性閾値」と呼ばれる)のみが報告されるのは驚くべきことではない。代わりに、我々は最近、VundoO2GETとVundoO2RCPの両方が、水泳選手が徐々に急速に増加した負荷(すなわち、インクリメンタルテザースイミング)20に対してプールで静止水泳を行っている間に収集されたデータから決定できることを示しました。水泳中に存在するユニークな呼吸パターンは、一般的な評価モード(個人的な観察)と比較して前述のブレークポイントを識別するのが難しくなるかもしれませんが、このテスト方法は、静止サイクルがサイクリストに使用されるのと同様の方法で水泳選手の心呼吸評価に使用できる「水泳エルゴメーター」として適している可能性があると考えています。実際、我々はVりてO2GET、VりてO2RCPおよび運動経済(VああO2-負荷の傾きによって示される)はすべて、20以下に記載されている急速にインクリメントされたテザリング水泳プロトコルから決定することができることを示した。

Protocol

以下に提示された代表被験者データを抽出した研究の参加者は、実験手順後のテスト開始前に書面によるインフォームド・コンセントを与える必要があったが、関連するリスクおよび参加の潜在的な利益が説明されていた。最初の訪問は、水泳選手がテザドスイミングの概念と実際のテスト中に有効になる測定技術を紹介された慣れ親しんだセッションで構成されま?…

Representative Results

表1に示されたデータと図1~4に示されているデータは、男性スイマー(年齢、24歳)に対して観察された応答プロファイルを表しています。データ収集の時点で、水泳選手は7年間競泳のためのトレーニングをしていました。専門は短距離(50m、100m)のフリースタイルイベント。 INCの初期負荷は、全泳ぎ?…

Discussion

Tリムに達するまでWRの段階的な増加に耐えることを含む運動の課題は、持久力アスリートの評価のための標準的なテストプロトコルです。このような試験が緩やかに行われると、V付き2maxに加えて、試験中に収集されたガス交換および換気データを使用して、アシドーシスが存在するGETおよびRCPによって境界領域を区別することができるが、CO2(PaCO2)の動脈部分圧は<sup…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この研究は、CIPER科学技術財団(FCT)、ポルトガル(UID/DTP/00447/2019)によって支援され、一部はクアルデナソン・デ・アペルフェイソアメント・デ・ペソアル・デ・ニーベル – ブラジル(CAPES) – ファイナンスコード001″、 サンパウロ研究財団へ – FAPESP(PROCESS 2016/04544-3と2016/17735-1)。著者は、ジョアン・ギレルメ・S・V・デ・オリベイラにデータサンプリングの支援に感謝したいと思います。マリオ・A・エスパーダは、IPDJ(ポルトガルスポーツ・青少年協会)からの資金援助を認めています。

Materials

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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Keywords: Tethered SwimmingCardiorespiratory AssessmentIncremental ExerciseLoad CellForce MeasurementFront-crawl SwimmingWarm-up ProtocolLoad ProgressionRespiratory Compensation PointGas-exchange Threshold
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Citer Cet Article
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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