En snabbt ökat Tjudrade-Simning Maximal protokoll för Cardiorespiratory Bedömning av simmare

Summary

I motsats till mätning under fri simning, som presenterar inneboende utmaningar och begränsningar, kan bestämning av viktiga parametrar för cardiorespiratory funktion för simmare göras med hjälp av en mer genomförbar och lättare att administrera uppbundna-simning snabbt ökas protokoll med gasutbyte och ventilatory datainsamling.

Abstract

Inkrementell auttestering är standardsättet att bedöma cardiorespiratory kapacitet uthållighetsidrottare. Medan den maximala syreförbrukningen används vanligtvis som kriteriummätning i detta avseende, två metaboliska brytpunkter som återspeglar förändringar i dynamiken i laktatproduktion / konsumtion som arbetstakten ökar är kanske mer relevant för uthållighetsidrottare från en funktionell synvinkel. Motion ekonomi, som representerar graden av syreförbrukning i förhållande till prestanda submaximalt arbete, är också en viktig parameter att mäta för uthållighet-idrottsman bedömning. Rampinkrementella tester som omfattar en gradvis men snabb ökning av arbetstakten tills gränsen för motionstolerans har uppnåtts är användbara för att fastställa dessa parametrar. Denna typ av test utförs vanligtvis på en cykelergometer eller löpband eftersom det finns ett behov av precision med avseende på ökning av arbetstakt. Idrottare bör dock testas när de utför det träningssätt som krävs för sin sport. Följaktligen bedöms simmare vanligtvis under inkrementella tester av fri simning där sådan precision är svår att uppnå. Vi har nyligen föreslagit att stillastående simning mot en last som successivt ökas (inkrementell atored simning) kan fungera som en “simma ergometer” genom att tillåta tillräcklig precision för att rymma en gradvis men snabb lastning mönster som avslöjar ovannämnda metaboliska brytpunkter och motion ekonomi. I vilken utsträckning den högsta syreförbrukningsom uppnåddes under ett sådant protokoll approximerar dock den maximala hastighet som mäts under fri simning. I den nuvarande artikeln förklarar vi hur detta snabbt ökat uppbundna simning protokoll kan användas för att bedöma cardiorespiratory kapacitet en simmare. Närmare bestämt förklarar vi hur bedömningen av en kortdistanskonkurrenskraftig simmare med hjälp av detta protokoll visade att hans syreupptag var 30,3 respektive 34,8 ml^-1kg^-1BM vid hans gas-utbyteströskel respektive andningskompensationspunkt.

Introduction

Ett övningstest som innebär en stegvis ökning av arbetshastigheten (WR) från låg till maximal (dvs. inkrementellt träningstest. INC) ger guldstandard metod cardiorespiratory bedömning för uthållighetsidrottare. Förutom den högsta WR som idrottaren kan uppnå (WR_topp),inc möjliggör också bestämning av den högsta hastighet med vilken individen kan konsumera syre (O₂) för denna form av motion (V̇O_2peak) om gasutbyte och ventilatory data samlas in under provningen¹. V̇O_2peak representerar kriteriet mått på cardiorespiratory fitness. Dessutom ger analys av gasutbyte och ventilatorydata som samlats in som WR ökas ett icke-invasivt sätt att identifiera den punkt där blodlaktatkoncentrationen (blod [laktat]) ökar över utgångsvärdet (laktattröskel) och den punkt där den börjar ackumuleras med en accelererad hastighet (laktatvändpunkt)². Dessa metaboliska brytpunkter uppskattas genom att bestämma gas-utbyteströskeln (GET) och respiratoriska-kompensationspunkt (RCP), respektive³. Viktigt är att GET ger en robust uppskattning av den punkt där blod [laktat] initialt ökar medan “hyperventilation” som kännetecknar RCP är ett mer komplext fenomen som kan initieras av afferent ingång än chemoreception i sig. Följaktligen bör slutsatser som grundar sig på identifiering av rcp göras med försiktighet.

När träningen bibehålls i konstant arbetstakt (CWR) finns det markant olika fysiologiska svarsprofiler baserade på “träningsintensitetsdomänen” inom vilken WR faller^4,5. Närmare bestämt är uppnåendet av en V̇O₂ och blod [laktat] “steady state” snabb i den måttliga domänen, försenad i den tunga domänen och ouppnåelig i den svåra domänen^4,5. Det är väl etablerat att den hastighet med vilken O₂ kan konsumeras vid GET under INC (V̇O_2GET)fungerar som den ämnesomsättning som skiljer måttlig från tung domän under CWR^3,6. Även om det är kontroversiellt tyder ett antal nyligen genomförda observationer på liknande likvärdighet mellan den hastighet med vilken O₂ kan konsumeras vid RCP (V̇O_2RCP)och tung/svår separation^7,8,9,10. Identifiering av V̇O_2GET och V̇O_2RCP från data som samlats in under INC kan därför vara användbart för förskrivning av domänspecifika träningsregimer för uthållighetsidrottare via ämnesomsättning med förbehållet att anpassa en ämnesomsättning med en specifik arbetstakt är mer komplex än att bara göra det enligt Förhållandet mellan V̇O_2-arbetstaktsom härrör från det inkrementella testet^8,11.

När begreppet testning för att fastställa V̇O_2max ursprungligen utforskades, hade forskare ämnen utföra anfall av spår som löper till gränsen för motion tolerans (T_lim)vid ökande hastigheter på separata dagar¹. Forskning följde som bekräftade att V̇O_2max också kan bestämmas från liknande anfall som utförs till T_lim på samma dag med viloperioder varvat¹². Så småningom visades det att ett kontinuerligt protokoll med WR ökade på ett stegvis sätt med specifika tidsintervall (t.ex. var 3 min) visade samma V̇O_2peak som de diskontinuerliga testerna¹³. Följaktligen blev dessa “graderade träningstester” standarden för att fastställa detta kriterium mått på cardiorespiratory fitness. 1981 publicerade Dock Whipp och kollegor forskning som visade att INC i syfte att mäta V̇O_2max också kunde utföras helt i det icke-stadiga tillståndet. det vill ansatt med WR som ökar kontinuerligt som en “jämn funktion av tid” (RAMP-INC)¹⁴. Till skillnad från INC med utökade stadier och relativt stora WR ökar per steg, den gradvisa ökningen under RAMP-INC säkerställer att “isokapiska buffring region” som skiljer GET och RCP kommer att definieras tydligt¹⁵. Dessutom kan RAMP-INC användas ungefär som INC med etapper för att bedöma “motionsekonomi” (dvs. V̇O₂ som krävs per given WR). Till skillnad från INC med etapper, i detta fall, Det är inversen till “delta effektivitet” (dvs lutningen på V̇O_2-WRförhållandet) som används för detta ändamål¹¹ med hänsyn till det faktum att på grund av komplexiteten i V̇O₂ svar på arbetshastigheter över intensitetspektrumet, kommer denna parameter inte vara en oföränderlig funktion i INC i sig (t.ex. RAMP-INC initieras från olika baslinje arbetshastigheter eller kännetecknas av olika ramp sluttningar) eller CWR motion ^16.

För allmän konditionstestning utförs INC vanligtvis på ett ben ergometer eller löpband eftersom dessa former är mer tillgängliga och ben cykling och promenader / kör är bekanta för den genomsnittliga personen. Dessutom kräver administrering av RAMP-INC förmågan att öka WR kontinuerligt i små steg (t.ex. 1 W var 2 s). därför är en ergometer (vanligtvis bencykling) bäst lämpad för denna typ av testning. Men idrottare bedömning är mer komplex eftersom idrottare måste testas när de utför det specifika träningssättet som krävs för sin sport. För cyklister och individer som deltar i sport som innebär att köra, är detta inte problematiskt på grund av tillgänglighet och tillämplighet av ovannämnda testmaskiner. Omvänt är ekologiskt giltiga tester med gasutbyte och ventilatory datainsamling och den gradvisa WR ökning som krävs för RAMP-INC mer utmanande när man bedömer vattenlevande idrottare.

Före tillkomsten av automatiserade insamlingssystem utfördes gasutbytesbedömning av simmare ofta med Douglas-bag-kollektion efter en maximal simtur¹⁷. När automatiserade system har utvecklats, “realtid” insamling ägde rum, men inte under “real-simning” villkor (t.ex. medan simmare simmade i en flume som kontrollerade WR)¹⁷. Tyvärr har den tidigare metoden inneboende begränsningar på grund av antaganden om “bakåt extrapolering” medan den senare väcker oro för i vilken utsträckning flume simning förändringar teknik¹⁷. Den nuvarande toppmodern innebär användning av bärbara breath-by-breath samlingssystem som rör sig med simmaren vid sidan av poolen under fri simning¹⁷. Även om denna typ av mätning förbättrar den ekologiska giltigheten, är gradvis WR ökning utmanande. Inc under fri simning innebär vanligtvis intervall ersätter avstånd (t.ex. 200 m) vid successivt ökande hastigheter^14,15. Detta innebär att ett test består av långa stadier med stora ojämlika WR steg. Det är därför inte förvånande att endast en enda metabolisk brytpunkt (vanligtvis kallas “anaerob tröskel”) rapporteras av forskare som använder detta test^18,19. Istället har vi nyligen visat att både V̇O_2GET och V̇O_2RCP kan bestämmas från data som samlats in medan simmare utförde stillastående simning i en pool mot en belastning som ökadegradvis och snabbt (dvs. inkrementell tjudrade simning)²⁰. Medan den unika andning mönster som finns under simning kan göra ovannämnda brytpunkter svårare att identifiera jämfört med typiska former för bedömning (personlig observation), tror vi att denna metod för testning kan vara lämplig som en “simma ergometer” som kan användas för cardiorespiratory bedömning av simmare på ett sätt som liknar hur en stationär cykel används för cyklister. Vi har faktiskt visat att V̇O_2GET, V̇O_2RCP och motionsekonomi (vilket indikeras av V̇O 2-belastningsbacken) alla kan bestämmas från det snabbt ökade uppbundna simningsprotokollet som beskrivs under²⁰.

Protocol

Deltagarna i studien från vilken de representativa ämnesdata som presenteras nedan extraherades20 (n = 11) var skyldiga att ge sitt skriftliga informerade samtycke innan de experimentella förfarandena inleddes, därmed förknippade risker och potentiella fördelar med deltagande hade förklarats. Det första besöket bestod av en förtrogenhet sett under vilken simmarna introducerades till begreppet uppbundna simning och mättekniker som skulle gälla under själva provningen. En all-o…

Representative Results

De uppgifter som presenteras i tabell 1 och som avbildas i figurerna 1-4 representerar de svarsprofiler som observerats för en manlig simmare (ålder, 24 år). Vid tidpunkten för datainsamlingen hade simmaren tränat för tävlingssimning i 7 år. Hans specialitet var kortdistans (dvs. 50 m och 100 m) freestyle händelser. Den initiala belastningen på INC sattes till en last som översteg det…

Discussion

En övning utmaning som innebär bestående en stegvis ökning av WR tills T_lim nås är en standard testprotokoll för bedömning av uthållighetsidrottare. När ett sådant test utförs med gradvis, men snabb ökning, är det särskilt användbart eftersom det utöver V̇O_2max,gasutbyte och ventilatorydata som samlats in under testet kan användas för att särskilja den region som avgränsas av GET och RCP där acidos förekommer, men arteriellt partiellt tryck på CO₂ (PaCO_2</sub…

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