En hurtigt forøget Tethered-Svømning Maximal protokol for cardiorespiratory vurdering af svømmere

Summary

I modsætning til måling under fri svømning, som giver iboende udfordringer og begrænsninger, bestemmelse af vigtige parametre for kardiorespiratorisk funktion for svømmere kan gøres ved hjælp af en mere realistisk og lettere at administrere tøjret-svømning hurtigt forøget protokol med gasudveksling og indsamling af ventilatordata.

Abstract

Trinvis motion test ning er standard midler til vurdering af kardiorespiratoriske kapacitet udholdenhed atleter. Mens den maksimale sats for iltforbrug typisk bruges som kriterium måling i denne henseende, to metaboliske breakpoints, der afspejler ændringer i dynamikken i laktat produktion / forbrug som arbejdsfrekvensen er steget er måske mere relevant for udholdenhed atleter fra et funktionelt synspunkt. Motion økonomi, som repræsenterer hastigheden af iltforbrug i forhold til udførelsen af submaximal arbejde, er også et vigtigt parameter til at måle for udholdenhed-atlet vurdering. Rampe trinvise test bestående af en gradvis, men hurtig stigning i arbejdshastigheden, indtil grænsen for motion tolerance er nået, er nyttige til bestemmelse af disse parametre. Denne type test udføres typisk på et cyklusergometer eller løbebånd, fordi der er behov for præcision med hensyn til forøgelse af arbejdshastigheden. Men, atleter bør testes, mens de udfører den form for motion, der kræves for deres sport. Derfor vurderes svømmere typisk under trinvise frisvømningstest, hvor en sådan præcision er vanskelig at opnå. Vi har for nylig foreslået, at stationær svømning mod en belastning, der gradvist øges (trinvis tøjret svømning) kan tjene som en “svømme ergometer” ved at tillade tilstrækkelig præcision til at rumme en gradvis, men hurtig lastning mønster, der afslører de førnævnte metaboliske breakpoints og motion økonomi. I hvor høj grad den maksimale iltforbrug, der opnås under en sådan protokol, tilnærmer imidlertid den maksimale hastighed, der måles under fri svømning, er dog endnu uvist. I denne artikel forklarer vi, hvordan denne hurtigt formerede tøjret-svømning protokol kan anvendes til at vurdere kardiorespiratoriske kapacitet af en svømmer. Konkret forklarer vi, hvordan vurdering af en kortdistancesvømmer ved hjælp af denne protokol viste, at hans udbredelse af ilt var henholdsvis 30,3 og 34,8 mL∙min^-1∙kg^-1BM ved sin gasbørstærskel og respiratoriske kompensationspunkt.

Introduction

En øvelsestest, der indebærer en trinvis stigning i arbejdsfrekvensen fra lav til maksimal (dvs. trinvis træningstest; INC) giver guld standard metode cardiorespiratory vurdering for udholdenhed atleter. Ud over den højeste WR, atleten kan opnå (WR_peak),INC giver også mulighed for bestemmelse af den højeste sats, hvormed den enkelte kan forbruge ilt (O₂) for denne form for motion (VיO_2peak), hvis gasudveksling og ventilatordata indsamles under test¹. VיO_2peak repræsenterer kriteriet mål for cardiorespiratory fitness. Desuden er analyse af gasudvekslings- og ventilatordata, der indsamles som WR,forøget, en ikke-invasiv måde at identificere det punkt, hvor koncentrationen af blodlaktat (blod [laktat]) stiger over basisværdien (laktattærsklen) og det punkt, hvor den begynder at akkumulere med et accelereret tempo (laktat-flammepunkt)². Disse metaboliske brudpunkter anslås ved at fastsætte gasbørstærsklen (GET) og respiratorisk kompensationspunkt (RCP), henholdsvis³. Vigtigere er det, GET giver et robust skøn over det punkt, hvor blod [laktat] i første omgang stiger, mens “hyperventilation”, der karakteriserer RCP er et mere komplekst fænomen, der kan indledes ved afferent input andre end kemomodtagelse i sig selv. Derfor bør der med forsigtighed drages forsigtighed med konklusioner baseret på identifikation af RCP.

Når motionen opretholdes med en konstant arbejdshastighed, er der markant forskellige fysiologiske responsprofiler baseret på “øvelsesintensitetsdomænet”, inden for hvilket wr’en falder^4,5. Konkret er opnåelsen af en VיO₂ og blod [laktat] “steady state” hurtig i det moderate domæne, forsinket i det tunge domæne og uopnåelige i det alvorlige domæne^4,5. Det er veletableret , at den hastighed , hvormed O₂ kan indtages på GET under INC (VיO_2GET),fungerer som den stofskifte , der adskiller moderat fra tunge domæne under CWR^3,6. Selv om det er kontroversielt, viser en række nylige observationer en tilsvarende ækvivalens mellem den hastighed , hvormed O₂ kan indtages ved RCP (VיO_2RCP) og svær/svær adskillelse^7,8,9,10. Identifikation af VיO_2GET og VיO_2RCP fra data indsamlet under INC kan derfor være nyttig til at ordinere domæne-specifikke uddannelse regimer for udholdenhed atleter via stofskiftet med det forbehold, at tilpasse en stofskifte med en bestemt arbejdsfrekvens er mere kompleks end blot at gøre det i henhold til VיO_2-arbejdesats forhold stammer fra den trinvise test^8,11.

Når begrebet test for at bestemme VיO_2max blev oprindeligt undersøgt, forskere havde emner udføre anfald af spor kører til grænsen for motion tolerance (T_lim)ved stigende hastigheder på separate dage¹. Forskning fulgte som bekræftede, at VיO_2max også kan bestemmes fra lignende anfald udført til T_lim på samme dag med hvileperioder afbrudt¹². Til sidst blev det vist sig, at en kontinuerlig protokol med WR steg trinvist med bestemte tidsintervaller (f.eks. hver 3 min. ) afslørede den samme VיO_2peak som de diskontinuerlige test¹³. Disse “graduerede træningstest” blev derfor standarden for bestemmelse af dette kriterium mål for kardiorespiratorisk egnethed. Men i 1981 offentliggjorde Whipp og kolleger forskning, der viste, at INC med henblik på VיO_2max-måling også kunne udføres udelukkende i ikke-stabil tilstand; det vil sig, med WR stigende kontinuerligt som en “glat funktion af tid” (RAMP-INC)¹⁴. I modsætning til INC med udvidede faser og relativt store WR stigninger pr fase, den gradvise stigning i løbet af RAMP-INC sikrer, at “isocapnic buffering region”, der adskiller GET og RCP vil være klart defineret¹⁵. Desuden kan RAMP-INC ligesom INC med etaper bruges til at vurdere “motioneconomy” (dvs. den VיO_2, der kræves pr. given WR); i modsætning til INC med faser, i dette tilfælde, Det er det modsatte af “delta effektivitet” (dvs. hældningen af VיO_2-WRforholdet), der anvendes til dette formål¹¹ med hensyn tagen til det faktum, at på grund af kompleksiteten af VיO₂ respons på arbejdshastigheder på tværs af intensitetspektrum, vil denne parameter ikke være en uforanderlig funktion af INC i sig selv (f.eks, RAMP-INC indledt fra forskellige baseline arbejdshastigheder eller karakteriseret ved forskellige skråninger rampe) eller CWR motion ¹⁶.

For generelle fitness test, INC er normalt udføres på et ben ergometer eller løbebånd, fordi disse modaliteter er mere tilgængelige og ben cykling og gang / løb er velkendte for den gennemsnitlige person. Desuden kræver administration af RAMP-INC evnen til at øge WR kontinuerligt i små intervaller (f.eks 1 W hver 2 s); derfor er et ergometer (typisk bencykling) bedst egnet til denne type test. Men, atlet vurdering er mere kompleks, fordi atleter skal testes, mens de udfører den specifikke form for motion, der kræves for deres sport. For cyklister og enkeltpersoner, der deltager i sportsgrene, der involverer løb, er dette ikke problematisk på grund af tilgængeligheden og anvendeligheden af de førnævnte testmaskiner. Omvendt er økologisk gyldige test med gasudveksling og indsamling af ventilatordata og den gradvise wr-forøgelse, der kræves til RAMP-INC, mere udfordrende, når man vurderer akvatiske atleter.

Forud for fremkomsten af automatiserede indsamlingssystemer, gas-udveksling vurdering af svømmere blev ofte udført ved hjælp af Douglas-taske indsamling efter en maksimal svømme¹⁷. Når automatiserede systemer blev udviklet, “real-time” indsamling fandt sted, men ikke under “real-svømning” betingelser (f.eks, mens svømmere svømmede i en flume, der kontrollerede WR)¹⁷. Desværre har den tidligere metode iboende begrænsninger på grund af antagelserne om “tilbagestående ekstrapolering”, mens sidstnævnte giver anledning til bekymring med hensyn til, i hvilket omfang flume svømning ændrer teknik¹⁷. Den nuværende state of the art indebærer brug af bærbare ånde-by-breath indsamlingssystemer, der bevæger sig med svømmeren ved siden af poolen under gratis svømning¹⁷. Mens denne type måling forbedrer den økologiske gyldighed, er gradvis stigning i antallet af wr-indikatorer udfordrende. Inc under fri svømning indebærer typisk intervaller af indstillet afstand (f.eks 200 m) ved gradvist stigende hastigheder^14,15. Det betyder, at en test består af langvarige faser med store ulige WR intervaller. Det er derfor ikke overraskende, at kun et enkelt metabolisk brudpunkt (typisk kaldet “anaerob tærskel”) er rapporteret af forskere, der anvender denne test^18,19. I stedet har vi for nylig vist, at både VיO_2GET og VיO_2RCP kan bestemmes ud fra data indsamlet, mens svømmere udførte stationær svømning i en pulje mod en belastning, der blev øget gradvist og hurtigt (dvs. trinvis tøjret svømning)²⁰. Mens den unikke vejrtrækning mønster, der er til stede under svømning kan gøre de førnævnte breakpoints sværere at identificere i forhold til typiske former for vurdering (personlig observation), mener vi, at denne metode til test kan være egnet som en “svømme ergometer”, der kan bruges til kardiorespiratory vurdering af svømmere på en måde svarende til, hvordan en stationær cyklus bruges til cyklister. Faktisk har vi vist, at VיO_2GET, VיO_2RCP og motion økonomi (som angivet af VיO_2-loadhældning) kan alle bestemmes ud fra den hastigt forstørrede tøjret-svømning protokol, der er beskrevet under²⁰.

Protocol

Deltagerne i den undersøgelse, hvorfra de nedenfor fremlagte repræsentative data blev udtrukket, skulle20 (n = 11) give deres skriftlige informerede samtykke, inden prøvningen blev indledt efter forsøgsprocedurerne, dervar forbundet risici og potentielle fordele ved deltagelse. Det første besøg omfattede en familiarization session, hvor svømmerne blev introduceret til begrebet tøjret svømning og de måleteknikker, der ville være i kraft under den faktiske test. En alt-out tøjre…

Representative Results

De data, der præsenteres i tabel 1 og afbildet i figur 1-4, repræsenterer de responsprofiler, der er observeret for en mandlig svømmer (alder, 24 år). På tidspunktet for dataindsamlingen havde svømmeren trænet til konkurrencesvømning i 7 år. Hans speciale var kort distance (dvs. 50 m og 100 m) freestyle begivenheder. Den første belastning på INC blev indstillet til en belastning, der …

Discussion

En øvelse udfordring, der indebærer varige en trinvis stigning i WR indtil T_lim er nået, er en standard test protokol for vurdering af udholdenhed atleter. Når en sådan test udføres med gradvis, men hurtig tilvækst, er det særlig nyttigt, fordi der ud over VיO_2maxkan anvendes gasudvekslings- og ventilatordata, der er indsamlet under prøvningen, til at skelne mellem den region, der afgrænses af GET og RCP, hvor acidose er til stede, men arterielt delvis tryk på CO₂ (PaCO_2<…

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