Usando dispositivos vestíveis de espectroscopia de infravermelho próximo para identificar limitações centrais versus periféricas durante o exercício

Resumo

Este protocolo integra a tecnologia de espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) para avaliar alterações hematológicas e de oxigenação localizadas no córtex pré-frontal, músculos respiratórios (m.Intercostales) e locomotores (m.Vastus Lateralis) durante o teste de exercício cardiopulmonar, permitindo a identificação de fatores limitantes centrais e periféricos que afetam o desempenho do exercício.

Resumo

O padrão-ouro para avaliar a capacidade aeróbia em indivíduos fisicamente ativos e atletas é o teste de consumo máximo de oxigênio (VO_2–max), que envolve a análise de gases expirados e variáveis cardiorrespiratórias obtidas pelo método breath-by-breath em um ergoespirômetro durante um exercício incremental. No entanto, este método não pode elucidar alterações metabólicas no nível muscular. A espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS) surgiu como uma tecnologia valiosa para avaliar os níveis locais de oxigênio (Índice de Saturação Tissular, TSI) por meio da quantificação das concentrações de hemoglobina oxigenada (O_2-Hb) e desoxigenada (H-Hb) na microvasculatura dos tecidos. As aplicações do NIRS se estendem aos músculos respiratórios e locomotores, avaliando as alterações metabólicas associadas ao custo da respiração (COB) e à carga de trabalho periférica, respectivamente. Além disso, regiões cerebrais, como o córtex pré-frontal, têm sido exploradas com a tecnologia NIRS para avaliar alterações fisiológicas relacionadas à demanda cognitiva associadas ao planejamento ou ideação de tarefas motoras ligadas ao desempenho esportivo. Assim, ao analisar as alterações induzidas pelo exercício (D) em O 2-Hb, H-Hb e TSI, é possível identificar limitações centrais e periféricas do exercício, particularmente quando o treinamento de resistência é o principal componente da aptidão física (por exemplo, corrida, ciclismo, triatlo, etc.). Abordar esses fatores é fundamental para treinadores e fisiologistas do exercício otimizarem o desempenho atlético, incorporando estratégias de treinamento focadas nos principais fatores limitantes do exercício. Este estudo descreve um protocolo para a utilização de dispositivos vestíveis equipados com tecnologia NIRS para analisar as alterações do exercício em TSI, O 2-Hb e H-Hb, juntamente com variáveis cardiorrespiratórias normalmente registradas em atletas durante testes VO_2-max. Essa abordagem oferece um método abrangente para identificar os principais sistemas envolvidos na interrupção da progressão do exercício e na melhoria do desempenho esportivo.

Introdução

Atletas de resistência contam com um equilíbrio eficiente de fornecimento e absorção de oxigênio para sustentar exercícios de alta intensidade e melhorar seu desempenho atlético ^1,2. O teste de consumo máximo de oxigênio (VO_2-max) é uma avaliação fisiológica vital que determina o desempenho esportivo por meio da análise de gases expirados e variáveis cardiorrespiratórias durante a intensidade incremental do exercício¹. Essa avaliação, conhecida como ergoespirometria ou Teste de Exercício Cardiopulmonar (TCPE), reflete a resposta ao exercício ....

Protocolo

O protocolo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica do Chile (projetos nº 210525001 e 220608010), e o estudo foi conduzido de acordo com a Declaração de Helsinque. Todos os participantes forneceram consentimento informado por escrito antes de participar do teste descrito.

1. Colocação e configuração de wearables NIRS

NOTA: Vários wearables NIRS e software de aquisição de dados podem ser utilizados. Os pesquisadores devem consultar minuciosamente as instruções e diretrizes do fabricante para garantir a configuração e o uso a....

Resultados

Durante a conclusão de um TCPE, os sintomas de dispneia, fadiga nas pernas e taxa de esforço percebido (RPE) foram relatados em todos os indivíduos. O uso complementar dos dispositivos NIRS não acrescentou nenhum desconforto à avaliação da sensação dos sujeitos. Além disso, não interrompemos as avaliações do TCPE por nenhum evento de risco associado ao estresse fisiológico excessivo.

Estudamos dois ciclistas competitivos recrutados em um clube na.......

Discussão

Há um potencial significativo no uso de wearables NIRS como uma ferramenta complementar ao TCPE para avaliar o desempenho atlético e identificar fatores limitantes do exercício central e periférico em atletas aeróbicos ou de resistência, uma vez que a tecnologia NIRS provou sua validade e confiabilidade na avaliação da hemodinâmica microvascular nas regiões cerebral e muscular^37,38. No entanto, para maximizar os benefí.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
Column Scale	SECA	711	There are numerous alternatives to this item
Portable Stadiometer	SECA	217	There are numerous alternatives to this item
12-lead ECG	COSMED	Quark T12x	A 12-lead ECG provides a better understanding of HR during exercise and facilitates the detection of arrhythmias.
Pulse Oxymeter	COSMED		Integrated pulse oxymeter
Ergoespirometer	COSMED	Quark-CPET	Calibration gases and calibration syringe are included
Cycle-ergometer	Ergoline GmH	ViaSprint 150P	There are numerous alternatives to this item. Must ensure compatibility with provided software
NIRS weareable	Artinis Medical Systems	Portalite	Articulated NIRS weareable fits the surface where it's placed upon.
NIRS weareable	Artinis Medical Systems	Portamon	Portamon device provides better results on high adipose-tissue surfaces.
Metabolic Data Management Software (OMNIA)	COSMED		Software will vary upon system choice
NIRS Data Management Software (Oxysoft)	Artinis Medical Systems		Software will vary upon device choice
Wireless Probe Type Ultrasound Scanner	SONUS	Duo LC	There are numerous alternatives to this item