Durchführung von Tests zur Messung der physiologischer und biologischen Reaktionen auf akute Übung beim Menschen Submaximalen und maximalen Ausdauerbelastungen

Summary

Um den Einfluss der Trainingsintensität auf physiologischen und biologischen Reaktionen zu beurteilen, wurden zwei verschiedene Übung Prüfprotokolle eingesetzt. Methoden skizziert Übung auf einem Fahrradergometer als inkrementelle maximale Sauerstoff-Verbrauch-Test und Ausdauer testen, Steady-State submaximalen Härtetest werden beschrieben.

Abstract

Regelmäßiger körperlicher Aktivität hat einen positiven Effekt auf die menschliche Gesundheit, aber die Mechanismen, die Steuerung dieser Effekte bleiben unklar. Die physiologischen und biologischen Reaktionen auf akute Übung werden überwiegend von der Dauer und Intensität der Übung Regime beeinflusst. Wie Übung zunehmend als eine therapeutische Behandlung und/oder Diagnose-Tool gedacht ist, ist es wichtig, dass standardizable Methoden genutzt werden, zu verstehen, die Variabilität und die Reproduzierbarkeit der Übung Ausgänge und Messungen zu erhöhen Antworten auf solche Therapien. Zu diesem Zweck beschreiben wir zwei verschiedenen Radsport Ausübung Regimen, die verschiedene physiologische Ausgänge liefern. In einer maximalen Ergometrie wird Trainingsintensität mit eine größere Arbeitsbelastung, was zu einer zunehmenden kardiopulmonalen und metabolischen Reaktion (Herzfrequenz, Schlagvolumen, Belüftung, Sauerstoff-Verbrauch und CO2-Produktion) ständig erhöht. Im Gegensatz dazu während Übung Ausdauertests, die Nachfrage steigt aus, in Ruhe, aber wird zu einem festen submaximalen Trainingsintensität aufgrund einer kardiopulmonalen und metabolischen Reaktion, die in der Regel Hochebenen ausgelöst. Zusammen mit den Protokollen bieten wir Vorschläge zur Messung der physiologischen Ausgänge, die enthalten, aber sind nicht beschränkt auf, Herzfrequenz, langsam und forcierte Vitalkapazität, Gas-Austausch-Metriken und Blutdruck ermöglichen den Vergleich der Übung Ausgänge zwischen Studien. Bioproben können dann abgetastet werden, um Mobilfunk, Protein und/oder Gen Ausdruck Antworten zu bewerten. Insgesamt kann dieser Ansatz in beiden kurz- und langfristigen Auswirkungen der zwei unterschiedliche Ausübung Regimen leicht angepasst werden.

Introduction

Körperlicher Aktivität ist definiert als jede körperliche Bewegung produziert von Skelettmuskeln, die Energie Ausgaben¹erfordern. Übung ist eine körperliche Aktivität, die sich wiederholende körperliche Bewegung getan zur Verbesserung oder Erhaltung einer oder mehrerer Komponenten der körperlichen Gesundheit²beinhaltet. Körperlicher Aktivität wurde zu einer Zeit, nicht für diejenigen empfohlen, die schwer erkrankt waren. Für Menschen mit Krebs, Herzinsuffizienz, oder auch für diejenigen, die schwanger waren, wurde Bettruhe über körperliche Aktivität bevorzugt. Klinischen Praxis seitdem drastisch verändert, wie die Vorteile von Bewegung auf die Gesundheit sind unbestreitbar³immer. Regelmäßiger Bewegung nachweislich reduziert Bluthochdruck, Herz-Kreislauf-Erkrankungsrisiko, Gesamtmortalität und Krebsrisiko, Verbesserung der Blutzuckereinstellung, Gewichtsverlust oder Wartung zu erleichtern, und verhindert Knochen- und Verlust^{4,5 ,6,7,8}.

Die umfangreichen Vorteile von Bewegung führten nun viele Übung als eine Art “Medizin” und eine Alternative oder Ergänzung Behandlungsoption für eine Vielzahl von Bedingungen³zu nutzen. Shulman Et al. gezeigt, dass eine Kombination von Laufband und Widerstand Übung Verbesserungen in Gang Geschwindigkeit, aerobe Kapazität und Muskelkraft die Motorsteuerung verbessern könnten und Lebensqualität bei Patienten mit Parkinson-Krankheit⁹ führen könnten . Bei Patienten mit Herzinsuffizienz beitragen Übungsintoleranz und unzureichende pharmazeutische Interventionen zu eine schlechte Qualität des Lebens¹⁰. Erste Ergebnisse von Herzinsuffizienz-Patienten, die eine körperliches Training in die HF-ACTION Studie nachgewiesene Verbesserung der Lebensqualität und Verringerung der Krankenhausaufenthalte und Sterblichkeit¹¹. Darüber hinaus hat die Anwendung der Übung verändern die kardiotoxischen Wirkungen der Anthrazyklin-haltigen Chemotherapie (z. B. Doxorubicin) gezeigt, dass unabhängig davon, wann sie in Bezug auf die Patienten Chemotherapie eingeleitet wird Verwaltung (vor, während oder nach), Übung bieten wohltuende Wirkung wie z. B. Reduzierung des Rückgangs im aeroben Kapazität, Dämpfung der linksventrikulären Dysfunktion und verringern oxidativen¹²beschädigt.

Die Vorteile von Bewegung in Gesundheit und Wellness sind nicht nur in seiner Anwendung als Medizin/Behandlung, sondern auch als ein Diagnosetool. Übung zu testen, zum Beispiel, Übungsintoleranz, Ischämie im Herzen, zu diagnostizieren oder zu verstehen, die Ursache für Kurzatmigkeit Atem¹³dient. Vielleicht kann vor allem Übung testen genutzt werden, um subklinische Funktionsstörungen zu identifizieren. Der menschliche Körper ist in den meisten Fällen “überbaut”, so dass Dysfunktion oder Pathophysiologie oft versteckt und unscheinbar an eine Einzelperson Monate-oder jahrelang bleiben kann. Diese Beobachtung könnte erklären, warum Bedingungen wie pulmonaler arterieller Hypertonie oder Bauchspeicheldrüsenkrebs stillschweigend erhöhen können im Schweregrad, dass mit der Zeit Symptome bemerkt werden, diese Bedingungen neigen dazu, sehr weit fortgeschritten und sehr schwer zu behandeln² . In einigen dieser Situationen bieten Übung testen einen Stress-Reiz an der Stelle, die oben die Nachfrage steigt, die des täglichen Lebens und manchmal Funktionsstörungen (Herz-Kreislauf, Atmung, Stoffwechsel) identifizieren können, die nicht in Ruhe, helfen, um eine Krankheit zu diagnostizieren gesehen wurde und die Behandlung früher beginnen.

Um das therapeutische und diagnostische Potenzial der Übung voll zu maximieren, werden standardisierte Methoden zur Quantifizierung der Reaktionen auf körperliche Aktivität benötigt, die Beiträge der Übung insgesamt immun Gesundheit einschätzen. Schwankungen der Arbeitsbelastung, Neigung, Dauer, Art der Übung und der Zeitpunkt der Probenentnahme können alle Messungen der Einfluss der physiologischen Reaktionen. Hier erläutern wir Methoden zur submaximalen und maximalen Ausdauer Übungen physiologische Daten zu sammeln, beim Sammeln von Proben für die biologischen Reaktionen. Diese Methode wurde verwendet, zu verstehen, wie akut Übung betroffen die Verteilung und Häufigkeit der Bevölkerungen der Leukozyten im peripheren Blut¹⁴ durch Messung immun Zellpopulationen zu verschiedenen Zeitpunkten vor und nach dem Training durch Durchflusszytometrie mit 10-Farben-Fluss-Protokollen, die gleichzeitig die Quantifizierung von allen großen Leukozyten Teilmengen erlauben¹⁵. Das folgende Protokoll kann als eine standardisierte Methode für zwei unterschiedliche Ausübung Regimen verwendet zur Messung der physiologischen und biologischen Reaktionen ausüben.

Protocol

Das Protokoll wurde von der Mayo Institutional Review Board genehmigt und entsprach der Deklaration von Helsinki. Allen Teilnehmern zur Verfügung gestellt schriftliche Einwilligung vor der Teilnahme an der Prüfung beschrieben. (1) Kalibrierung und Einrichtung der metabolischen Warenkorb Flow und Volumen (Pneumotachograph) KalibrierungHinweis: Bestimmte Materialien und Geräte sind in der Materialtabelleaufgeführt. Öffnen Sie die Lungenfunktion und Gas…

Representative Results

Die Anwendung der maximalen oder submaximalen Übung Dauerlauf bietet ein Stimulus oder Stressor, in denen der Körper reagiert die erhöhten physiologischen Anforderungen zugeschnitten. Verschiedene Modi der Übung können verwendet werden, um die physiologischen und biologischen Reaktionen auf eine bestimmte Übung zu vergleichen, alleine oder wenn eine Medikament/Intervention verwendet wird, oder um die Unterschiede in den Antworten andere Übung Lasten zu bewerten. Maximalen und Ausda…

Discussion

Gibt es großes Potenzial für die Ausübung als Ergänzung/Alternative therapeutische Werkzeug integriert werden. In der Tat legt nahe ein aufstrebenden Körper des Beweises, dass körperlicher Aktivität fördert die Gesundheit. Die Verwendung von Bewegung als Medizin oder Diagnose-Tool würde erfordern ein Verständnis für die richtige Menge oder “Dosis” der Übung, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Die optimale Dosis von Übung sollte geschätzt werden, da zu viel Übung zur Verbesserung der Gesundheit abträg…

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.