Проведение тестирования для измерения физиологических и биологических ответы на острые упражнения в организме человека субмаксимальных и максимальная выносливость
Summary
Чтобы оценить влияние интенсивности упражнений на физиологические и биологические реакции, использовались два различных упражнений протоколы испытаний. Описаны методы изложением тестирования на цикл велоэргометр как тест потребления добавочного максимальной кислорода и выносливость упражнения, установившемся субмаксимальных нагрузочное тестирование.
Abstract
Регулярная физическая активность имеет положительное влияние на здоровье человека, но механизмов, контролирующих эти эффекты остаются неясными. Физиологические и биологические ответы на острые упражнения преимущественно зависит от продолжительности и интенсивности осуществления режима. Как упражнения все чаще считается как терапевтического лечения и/или диагностический инструмент, важно, что standardizable методологии использоваться чтобы понять изменчивость и увеличить воспроизводимость результатов упражнения и измерения Ответы на такие схемы. С этой целью мы описываем две разные схемы Велоспорт упражнения, которые дают различные физиологические выходы. В тесте Максимальная Упражнение интенсивности упражнений постоянно увеличивается с большей нагрузкой, обусловило увеличение сердечно-легочными и метаболические реакции (ЧСС, ударный объем, вентиляция, потребление кислорода и двуокиси углерода производства). В отличие от этого во время испытания выносливости упражнения, спрос увеличивается, в состоянии покоя, но повышается до фиксированной субмаксимальных упражнения интенсивности, что приводит к сердечно-легочными и метаболический ответ, который обычно плато. Наряду с протоколами мы предоставляем предложения по оценке физиологических мероприятий, которые включают, но не ограничиваясь, сердечного ритма, медленно и принудительного жизненной емкости, газовый обмен метрик и кровяное давление, чтобы включить сравнение результатов осуществления между исследования. Затем Biospecimens можно попробовать оценить сотовых, белка или ген выражение ответов. В целом этот подход может быть легко адаптирована в оба кратко – и долгосрочной перспективе последствия двух схем различных упражнений.
Introduction
Физическая активность определяется как любое телесное движение, производимые скелетных мышц, которые требуют энергии расходы1. Упражнение – это физическая активность, которая включает повторяющиеся телесных движения, сделать, чтобы улучшить или сохранить один или несколько компонентов физического здоровья2. В одно время физической активности не рекомендуется для тех, кто серьезно болен. Для людей с раком, сердечной недостаточности, или даже для тех, кто были супоросы постельный было отдано над физической активности. Клинической практике пор резко изменилась, поскольку преимущества тренировки на общее состояние здоровья становятся неоспоримый3. Было показано, что регулярные физические упражнения помогают уменьшить риск сердечно-сосудистых заболеваний, смертности от всех причин, риск рака и гипертонии, улучшить управление сахара крови, способствовать потере веса или поддержание и предотвратить кости и мышцы потери4,5 ,6,,78.
Обширные преимущества тренировки теперь привели многих использовать упражнения как тип «медицина» и альтернативы или дополнения вариантом лечения для различных условий3. Шульман и др. показали, что сочетание беговой дорожки и сопротивления упражнений может привести к улучшение походки скорость, аэробной способности и мышечной силы, которые могли бы улучшить управление двигателем и общего качества жизни у пациентов с болезнью Паркинсона9 . В больных сердечной недостаточности упражнения нетерпимости и неадекватной фармацевтических вмешательства способствуют плохое качество жизни10. Первые результаты от сердечной недостаточности пациентов, перенесших осуществлять подготовку в ВЧ-действий Суда показали улучшение качества жизни и сокращения случаев госпитализации и смертности11. Кроме того применение упражнения изменить кардиотоксический эффект антрациклиновой содержащих химиотерапии (например, доксорубицин) продемонстрировал, что независимо от того, когда оно начато в отношении пациентов химиотерапия Администрация (до, во время или после), упражнения могут обеспечить благоприятное воздействие, такие, как сокращение сокращение в аэробной способности, смягчающих дисфункции левого желудочка и уменьшения окислительного повреждения12.
Преимущества тренировки в здоровье и благополучие являются не только в его применения как лекарство/лечение, но и как диагностический инструмент. Осуществление тестирования например, используется для диагностики упражнения нетерпимости, ишемии сердца, или понять причину затрудненное дыхание13. Возможно более важно, осуществлять тестирование может использоваться для выявления субклинической дисфункции. В большинстве ситуаций «надстроен», организм человека такова, что дисфункции или патофизиологии часто может оставаться скрытые и unapparent к индивидуалу, месяцев или лет. Это наблюдение может объяснить, почему условия, такие как легочной артериальной гипертензии или рак поджелудочной железы может молча увеличить в тяжести таким образом, что к тому времени наблюдаются симптомы, эти условия имеют тенденцию быть очень продвинутые и крайне трудно лечить2 . В некоторых из этих ситуаций осуществлять тестирование может стимулировать стресс в орган, который увеличивает спрос выше, повседневной жизни и порой может идентифицировать дисфункции (сердца, дыхания, метаболические), который не был замечен в состоянии покоя, помогающие диагностировать болезнь и начать лечение раньше.
С целью максимального лечебный и диагностический потенциал упражнения, стандартизированные методы количественной оценки ответов на физической активности необходимо точно оценить вклад упражнения для общей иммунной здоровья. Колебания рабочей нагрузки, наклонение, длительность, тип упражнений и сроков сбора проб можно все влияние измерения физиологических реакций. Здесь мы приводим методы для максимального и субмаксимальных выносливость упражнения, чтобы собрать физиологических данных во время сбора образцов для биологических реакций. Эта методология была использована для понять как острый упражнение пострадавших распределения и частота популяций лейкоцитов в периферической крови14 путем измерения иммунных клеток населения в различные моменты времени до и после тренировки проточной цитометрии с 10-цвет потока протоколов, обеспечивающих количественную оценку всех основных лейкоцита подмножеств одновременно15. Следующий протокол может использоваться как стандартизированный метод для двух различных упражнений схемы для измерения физиологических и биологических реакций осуществлять.
Protocol
Representative Results
Discussion
Существует большой потенциал для упражнения будут включены как адъюнкт/альтернативных терапевтическое средство. Действительно возникающих совокупность доказательств убедительно свидетельствуют о том, что физическая активность способствует хорошему здоровью. Использование упражн…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование финансировалось Департаментом Mayo клинике лабораторной медицины и патологии и других различных внутренних источников.
Materials
| Metabolic cart/portable system | MCG Diagnostics | Mobile Ultima CPX System | The flow calibration syringe, and calibration gases should come with system. There are numerous possible options/alternatives. |
| Pulmonary function software (Breeze Suite) | MCG Diagnostics | Software used will depend on the metabolic system | |
| Upright cycle ergometer | Lode ergoline | 960900 | Numerous possible options/alternatives |
| 12-Lead ECG | GE Healthcare | CASE Exercise Testing System | Used for 12 lead ECG capture, control bike. Having a full 12-lead is ideal for maximal exercise test so can monitor for arhythmias, but alternative for just HR would be a wireless chest strap heart rate monitor |
| Pulse oximeter | Masimo | MAS-9500 | Usually multiple probe options: finger, forehead, ear lobe. Usually avoid finger as tight handlebar grip can cause measurement inaccuracies |
| Pneumotach (preVent Flow Sensor) | MCG Diagnostics | 758100-003 | Alternative systems can use a turbine |
| Nose piece (disposable) | MCG Diagnostics | 536007-001 | Numerous possible options/alternatives |
| Mouthpeice with saliva trap | MCG Diagnostics | 758301-001 | Suggest filling the saliva trap with paper towel/gauze and tape cap to limit dripping |
| Headband | Cardinal Health | 292866 | Used to secure the forehead pulse oximeter and the lines for the cart |
| Stethescope | 3M Littman | 3157SM | Numerous possible options/alternatives |
| Blood pressure cuff | HCS | HCS9005-7 | Cuff size will depend on the population planning to test |
| ECG Electrodes | Cardinal Health | M2570 | only needed with lead based ECG/HR monitoring |
| K2EDTA tube 5mL | Becton Dickinson | 368661 | |
| *The table provides a list of the supplies and equipment utilized in this protocol and comments related to the equipment. Brand name/company is provided, but the use of other brands will not affect the results, key is to keep it consistent throughout testing in a particular study. | |||
Riferimenti
- Caspersen, C. J., Powell, K. E., Christenson, G. M. Physical activity, exercise, and physical fitness: definitions and distinctions for health-related research. Public Health Reports. 100 (2), 126-131 (1985).
- Pedersen, B. K., Saltin, B. Exercise as medicine – evidence for prescribing exercise as therapy in 26 different chronic diseases. Scandinavian Journal Medicine & Science in Sports. 25, 1-72 (2015).
- Barlow, C. E., et al. Cardiorespiratory fitness is an independent predictor of hypertension incidence among initially normotensive healthy women. American Journal of Epidemiology. 163 (2), 142-150 (2006).
- Blair, S. N., et al. Changes in physical fitness and all-cause mortality. A prospective study of healthy and unhealthy. 273 (14), 1093-1098 (1995).
- Marson, E. C., Delevatti, R. S., Prado, A. K., Netto, N., Kruel, L. F. Effects of aerobic, resistance, and combined exercise training on insulin resistance markers in overweight or obese children and adolescents: A systematic review and meta-analysis. Preventive Medicine. 93, 211-218 (2016).
- Peel, J. B., et al. A prospective study of cardiorespiratory fitness and breast cancer mortality. Medicine and Science in Sports and Exercise. 41 (4), 742-748 (2009).
- Sui, X., et al. Cardiorespiratory fitness and adiposity as mortality predictors in older adults. JAMA. 298 (21), 2507-2516 (2007).
- Shulman, L. M., et al. Randomized clinical trial of 3 types of physical exercise for patients with Parkinson disease. JAMA Neurology. 70 (2), 183-190 (2013).
- Fleg, J. L., et al. Exercise training as therapy for heart failure: current status and future directions. Circulation. Heart Failure. 8 (1), 209-220 (2015).
- Flynn, K. E., et al. Effects of exercise training on health status in patients with chronic heart failure: HF-ACTION randomized controlled trial. JAMA. 301 (14), 1451-1459 (2009).
- Scott, J. M., et al. Modulation of anthracycline-induced cardiotoxicity by aerobic exercise in breast cancer: current evidence and underlying mechanisms. Circulation. 124 (5), 642-650 (2011).
- American College of Sports Medicine. . ACSM’s guidelines for exercise testing and prescription. , (2013).
- Gustafson, M. P., et al. A systems biology approach to investigating the influence of exercise and fitness on the composition of leukocytes in peripheral blood. Journal for Immunotherapy of Cancer. 5, 30 (2017).
- Freidenreich, D. J., Volek, J. S. Immune responses to resistance exercise. Exercise Immunology Review. 18, 8-41 (2012).
- Campbell, J. P., et al. Acute exercise mobilises CD8+ T lymphocytes exhibiting an effector-memory phenotype. Brain Behavior and Immunity. 23 (6), 767-775 (2009).
- Gustafson, M. P., et al. A method for identification and analysis of non-overlapping myeloid immunophenotypes in humans. PLoS One. 10 (3), e0121546 (2015).
- Miller, M. R., et al. Standardisation of spirometry. European Respiratory Journal. 26 (2), 319-338 (2005).
- Miller, M. R., et al. General considerations for lung function testing. European Respiratory Journal. 26 (1), 153-161 (2005).
- Borg, G. Ratings of perceived exertion and heart rates during short-term cycle exercise and their use in a new cycling strength test. International Journal of Sports Medicine. 3 (3), 153-158 (1982).
- Norton, K., Norton, L., Sadgrove, D. Position statement on physical activity and exercise intensity terminology. Journal of Science and Medicine in Sport. 13 (5), 496-502 (2010).
- 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).
- Poole, D. C., Burnley, M., Vanhatalo, A., Rossiter, H. B., Jones, A. M. Critical Power: An Important Fatigue Threshold in Exercise Physiology. Medicine and Science in Sports and Exercise. 48 (11), 2320-2334 (2016).
- Gustafsson, A., et al. Effects of Acute Exercise on Circulating Soluble Form of the Urokinase Receptor in Patients With Major Depressive Disorder. Biomarker Insights. 12, 1177271917704193 (2017).
- Hallberg, L., et al. Exercise-induced release of cytokines in patients with major depressive disorder. Journal of Affective Disorders. 126 (1-2), 262-267 (2010).
- Bengtsson Lindberg, M., Wilke, L., Vestberg, S., Jacobsson, H., Wisén, A. Exercise-induced Release of Cytokines/Myokines in a Single Exercise Test before and after a Training Intervention in Patients with Mild Cognitive Impairment. International Journal of Physical Therapy & Rehabilitation. 3, (2017).
