Gennemføre maksimal og Submaximal udholdenhedstræning test for at måle fysiologiske og biologiske svar til akut øvelse i mennesker

Summary

For at vurdere indflydelsen fra træningens intensitet på fysiologiske og biologiske reaktioner, blev to forskellige motion test protokoller udnyttet. Metoder skitserer motion test på en cyklus ergometer som en trinvis maksimal ilt forbrug test og udholdenhed, steady state submaximal udholdenhedsprøve er beskrevet.

Abstract

Regelmæssig fysisk aktivitet har en positiv indvirkning på menneskers sundhed, men de mekanismer, der styrer disse virkninger er fortsat uklart. De fysiologiske og biologiske svar til akut øvelse er overvejende påvirket af varigheden og intensiteten af motion regime. Motion er i stigende grad opfattes som en terapeutisk behandling og/eller diagnostic værktøj, er det vigtigt, at standardizable metoder udnyttes til at forstå variabiliteten og øge reproducerbarhed af motion udgange og målinger af svar til sådanne regimer. Med henblik herpå beskriver vi to forskellige cykel Motion regimer, der giver forskellige fysiologisk udgange. I en anstrenger test øges træningsintensiteten hele tiden med en større arbejdsbyrde, hvilket resulterer i en stigende kardiopulmonale og metaboliske respons (puls, slagtilfælde volumen, ventilation, forbrug af ilt og kuldioxid produktion). Derimod under udholdenhed øvelse tests, efterspørgslen er steget fra, i hvile, men er rejst til en fast submaximal træningens intensitet, hvilket resulterer i en kardiopulmonale og metaboliske respons, der typisk plateauer. Sammen med protokollerne leverer vi forslag om måling af fysiologisk udgange, der omfatter, men er ikke begrænset til, puls, langsom og tvungen vital kapacitet, gas udveksling målinger og blodtryk til at aktiverer sammenligning af motion udgange mellem undersøgelser. Biospecimens kan derefter udtages for at vurdere cellular, protein, og/eller gen expression svar. Samlet set kan denne tilgang tilpasses nemt til både kort – og langsigtede virkninger af to særskilte Motion regimer.

Introduction

Fysisk aktivitet er defineret som enhver kropslig bevægelse produceret af skeletmuskulatur, der kræver energi udgifter¹. Motion er en fysisk aktivitet, der involverer gentagne kropslig bevægelse gjort for at forbedre eller bevare en eller flere komponenter af fysiske sundhed². På et tidspunkt, var fysisk aktivitet anbefales ikke til dem, der var alvorligt syg. For personer med kræft, hjertesvigt, eller selv for dem, der var gravid, var sengeleje foretrukne over fysisk aktivitet. Klinisk praksis har siden drastisk ændret, da fordelene ved motion på generelle sundhed bliver ubestridelige³. Regelmæssig motion har vist sig at reducere risiko for hjerte-kar-sygdom, all-dødelighed, kræftrisiko og hypertension, forbedre blodsukkerkontrol, lette vægttab eller vedligeholdelse og forhindre knogle- og muskel tab^{4,5 ,6,7,8}.

De omfattende fordelene ved motion har nu fået mange til at udnytte motion som en slags “medicin” og et alternativ eller supplement behandlingsmulighed for en lang række betingelser³. Shulman et al. påvist, at en kombination af løbebånd og modstand øvelse kunne resultere i forbedringer i gangart hastighed, aerob kapacitet og muskelstyrke, som kunne forbedre motorisk kontrol og generelle livskvalitet hos patienter med Parkinsons sygdom⁹ . Patienter med hjertesvigt bidrage motion intolerance og utilstrækkelig farmaceutiske interventioner til en dårlig livskvalitet¹⁰. Første resultater fra patienter med hjertesvigt under motion uddannelse i HF-ACTION retssag demonstreret forbedring i livskvalitet og reduktioner i indlæggelser og dødelighed¹¹. Derudover har anvendelse af motion til at ændre de kardiotoksiske virkninger af antracyklin-holdige kemoterapi (f.eks. doxorubicin) vist, at uanset hvornår det er indledt over for patienterne kemoterapi Administration (før, under eller efter), motion kan give gavnlige virkninger, såsom at reducere nedgangen i aerob kapacitet, formildende den venstre ventrikel dysfunktion og oxidativ skade¹².

Fordelene ved øvelse i sundhed og wellness er ikke blot i dens anvendelse som en medicin/behandling, men også som et diagnostisk værktøj. Motion test, for eksempel bruges til at diagnosticere motion intolerance, iskæmi i hjertet, eller at forstå årsagen til åndenød ånde¹³. Måske endnu vigtigere, kan motion test udnyttes til at identificere subklinisk dysfunktion. Den menneskelige krop er i de fleste situationer “overbuilt,” Sådan at dysfunktion eller Patofysiologi ofte kan forblive skjult og uanselige til en person i måneder eller år. Denne bemærkning kan forklare hvorfor betingelser såsom pulmonal arteriel hypertension eller kræft i bugspytkirtlen kan lydløst øge i sværhedsgrad, så ved tid symptomer er bemærket, disse betingelser tendens til at være meget avancerede og ekstremt vanskelige at behandle² . I nogle af disse situationer, kan motion test give stress impulser til det organ, der øger efterspørgslen ovenfor, af dagligdagen og til tider kan identificere dysfunktion (hjerte, respiratoriske, metabolisk) der ikke blev set på resten, hjælpe med at diagnosticere en sygdom og begynde behandling tidligere.

For at fuldt maksimere den terapeutiske og diagnostiske potentiale af motion, er standardiserede metoder til at kvantificere svar til fysisk aktivitet nødvendigt at præcist at vurdere bidragene fra øvelse til samlet immune sundhed. Variationer i arbejdsbyrden, hældning, varighed, type af motion og timingen af stikprøven samling kan alle indflydelse målinger af fysiologiske reaktioner. Her, skitsere vi metoder for maksimal og submaximal udholdenhed øvelser at samle fysiologiske data samtidig indsamling af prøver til biologiske svar. Denne metode blev brugt til at forstå hvordan akutte motion påvirket udbredelse og hyppighed af leukocyt populationer i perifere blod¹⁴ ved at måle immun cellepopulationer på forskellige tidspunkter før og efter træning ved flowcytometri med 10-farve flow protokoller, der tillader kvantificering af alle større leukocyt delmængder samtidigt¹⁵. Følgende protokol kan bruges som en standardiseret metode til to særskilte Motion regimer til måling af fysiologiske og biologiske reaktioner kan udøve.

Protocol

Protokollen blev godkendt af Mayo institutionelle Review Board og var i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen. Alle deltagere omhandlet skrevet informeret samtykke før du deltager i afprøvning beskrevet. 1. kalibrering og opsætning af metaboliske vogn Flow og volumen (pneumotach) kalibreringBemærk: Specifikke materialer og udstyr er opført i Materialer tabel. Åbn pulmonal funktion og gas udveksling software til at kalibrere for testen. <…

Representative Results

Anvendelsen af maksimal eller submaximal udholdenhed øvelse test giver en stimulus eller stressor, hvor kroppen reagerer for at imødekomme de øgede fysiologiske krav. Forskellige former for motion kan bruges til at sammenligne de fysiologiske og biologiske svar til en bestemt øvelse af sig selv, eller når et stof/intervention bruges, eller at vurdere forskelle i svarene mellem forskellige øvelse belastninger. Maksimal og udholdenhed øvelse belastninger varierer i varighed (henholds…

Discussion

Der er store muligheder for motion til at indgå som et supplement/alternativ terapeutisk værktøj. Faktisk, en nye række indicier tyder stærkt på, at fysisk aktivitet fremmer godt helbred. Brugen af motion som en medicin eller diagnostic værktøj ville kræve en forståelse af den rigtige mængde eller “dosis” af motion for at opnå den ønskede virkning. Den optimale dosis af motion bør vurderes, da for meget motion kan være til skade for bedre sundhed. Som sådan, kan en øvelse regime skal være skræddersyet …

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.