Réalisation d’un exercice d’Endurance maximale et sous-maximale tests pour mesurer les réponses physiologiques et biologiques à un exercice aigu chez l’homme
Summary
Afin d’évaluer l’influence de l’intensité de l’exercice sur les réponses physiologiques et biologiques, deux protocoles d’essai exercice différents ont été utilisés. Méthodes décrivant l’exercice essais sur ergocycle, comme un test de consommation maximale d’oxygène supplémentaire et l’endurance, essai d’endurance sous-maximale état stationnaire sont décrites.
Abstract
Une activité physique régulière a un effet positif sur la santé humaine, mais les mécanismes qui contrôlent ces effets restent peu clairs. Les réponses physiologiques et biologiques à un exercice aigu sont principalement influencés par la durée et l’intensité de la régime d’exercice. Comme l’exercice est plus en plus considérée comme un traitement thérapeutique ou l’outil de diagnostic, il est important que les méthodologies standardisables soient utilisés pour comprendre la variabilité et à augmenter la reproductibilité des résultats de l’exercice et les mesures de réponses à ces régimes. À cette fin, les auteurs décrivent deux schémas d’exercice vélo différents qui donnent des résultats physiologiques différents. Dans un test d’effort maximal, intensité d’exercice augmente continuellement avec une charge de travail supérieure, ce qui entraîne une réponse métabolique et cardiopulmonaire croissante (fréquence cardiaque, volume systolique, ventilation, consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone). En revanche, lors de tests d’effort d’endurance, la demande qui est passée au repos, mais il est portée à une intensité d’un exercice sous-maximal fixe résultant en une réponse cardiopulmonaire et métabolique qui généralement des plateaux. Ainsi que les protocoles, nous fournissons des suggestions sur la mesure des sorties physiologiques qui incluent, mais ne se limitent pas à, fréquence cardiaque, capacité vitale lente et forcée, mesures d’échange de gaz et la pression artérielle pour permettre la comparaison des résultats exercice entre études. Échantillons biologiques peut ensuite être dégustée pour évaluer les réponses cellulaires, protéines, et/ou gène d’expression. Dans l’ensemble, cette approche peut être facilement adaptée dans les deux effets à court et à long terme des deux schémas d’exercice distinct.
Introduction
L’activité physique est définie comme tout mouvement corporel produit par les muscles squelettiques qui nécessitent des dépenses d’énergie1. L’exercice est une activité physique qui implique des mouvements corporels répétitifs fait pour améliorer ou maintenir un ou plusieurs composants de santé physique2. En même temps, l’activité physique a été déconseillée à ceux qui étaient gravement malades. Pour les personnes atteintes d’un cancer, insuffisance cardiaque, ou même pour ceux qui étaient enceintes, repos au lit a été préféré au cours de l’activité physique. Pratique clinique depuis a radicalement changé, comme les bienfaits de l’exercice sur l’état de santé général deviennent indéniable3. L’exercice régulier a été montré pour aider à réduire le risque de maladie cardiovasculaire, toutes causes confondues, le risque de cancer et d’hypertension, améliorer le contrôle glycémique, faciliter la perte de poids ou d’entretien et éviter des os et des muscles perte4,5 ,6,7,8.
Les avantages étendus d’exercice ont conduit maintenant beaucoup d’utiliser l’exercice comme un type d’option « médecine » et une alternative ou un complément de traitement pour une variété de conditions3. Shulman et al. démontré qu’une combinaison de résistance et tapis roulant exercice pourrait entraîner des améliorations dans la vitesse de marche, la capacité aérobie et la force musculaire qui pourrait améliorer la motricité et de la qualité de vie globale chez les patients atteints de la maladie de Parkinson9 . Chez les patients d’insuffisance cardiaque, intolérance à l’exercice et des interventions pharmaceutiques inadéquates contribuent à une mauvaise qualité de vie de10. Les premiers résultats de patients d’insuffisance cardiaque en exercice formation dans l’amélioration démontrée du procès HF-ACTION en qualité de vie et la diminution des hospitalisations et de mortalité11. En outre, la demande d’exercice d’altérer les effets cardiotoxiques de chimiothérapie contenant de l’anthracycline (p. ex., doxorubicine) a démontré que peu importe où il est initié à l’égard de la chimiothérapie de patients administration (avant, pendant ou après), exercice peut fournir des effets bénéfiques tels que réduire le déclin de la capacité aérobie, en atténuant la dysfonction ventriculaire gauche et en réduisant oxydatif endommagent12.
Les avantages de l’exercice dans la santé et le bien-être ne sont pas seulement dans son application en médecine/traitement, mais aussi comme un outil de diagnostic. Test, par exemple, sert à diagnostiquer l’intolérance à l’exercice, une ischémie au coeur, ou de comprendre la cause de la brièveté du souffle,13. Peut-être plus important encore, test peut servir à identifier la dysfonction infraclinique. Le corps humain est dans la plupart des situations « surédifiées », tels que le dysfonctionnement ou la physiopathologie peut rester souvent cachés et inapparente à un individu pour des mois ou des années. Cette observation pourrait expliquer pourquoi les conditions telles que l’hypertension artérielle pulmonaire ou un cancer du pancréas peuvent augmenter en silence la gravité telle qu’au moment où les symptômes sont remarqués, ces conditions ont tendance à être très avancé et extrêmement difficile à traiter2 . Dans certaines de ces situations, le test peut fournir un stimulus de stress pour le corps qui augmente la demande ci-dessus de la vie quotidienne et parfois permettant d’identifier un dysfonctionnement (cardiaques, respiratoires, métaboliques) qui n’a pas vu au repos, aider à diagnostiquer une maladie et commencer le traitement plus tôt.
Afin de pleinement maximiser le potentiel thérapeutique et diagnostique de l’exercice, des méthodes normalisées pour mesurer les réponses à l’activité physique sont nécessaires pour évaluer avec précision les contributions d’exercice pour la santé immunitaire dans l’ensemble. Variations de la charge de travail, inclinaison, durée, type d’exercice et la date de prélèvement d’échantillons peuvent toutes les mesures de l’influence des réactions physiologiques. Ici, nous présentons des méthodes pour les exercices d’endurance maximale et sous-maximale de recueillir des données physiologiques tout en collectant des échantillons de réponses biologiques. Cette méthodologie a été utilisée pour comprendre comment aiguë exercice affecté la distribution et la fréquence des populations de leucocytes périphériques de sang14 en mesurant les populations de cellules immunitaires à divers moments avant et après l’exercice par cytométrie en flux avec des protocoles de débit de 10-couleur permettant la quantification de tous les sous-ensembles de leucocyte majeurs simultanément15. Le protocole suivant peut être utilisé comme une méthode normalisée pour deux schémas d’exercice distinct pour mesurer les réactions physiologiques et biologiques d’exercer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il y a des grandes possibilités d’exercice devant être constituée comme un outil thérapeutique d’appoint/alternative. En effet, un corps émergent des preuves suggèrent fortement que l’activité physique favorise une bonne santé. L’utilisation de l’exercice comme un médicament ou un outil de diagnostic nécessiterait une compréhension de la bonne quantité ou « dose » d’exercice pour obtenir l’effet désiré. La dose optimale d’exercice doit être estimée, comme trop d’exercice peut être p…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette étude a été financée par la Mayo Clinic département de médecine de laboratoire et de pathologie et d’autres sources internes différents.
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. | |||
References
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