Name: a rapidly incremented tethered-swimming maximal protocol for cardiorespiratory assessment of swimmers
Uploaded: 2020-01-28T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Rapidly Incremented Tethered-Swimming Maximal Protocol for Cardiorespiratory Assessment of Swimmers at JoVE.com

Ce travail a été soutenu par la CIPER-Foundation for Science and Technology (FCT), Portugal (UID/DTP/00447/2019) et financé en partie par le Coordenaçao de Aperfeiçoamento de Pesso supérieur de Nvel - Brasil (CAPES) - Code financier 001", et à la Fondation de recherche de Sao Paulo - FAPESP (PROCESS 2016/04544-3 et 2016/17735-1). Les auteurs tient à remercier Joo Guilherme S. V. de Oliveira pour son aide dans l'échantillonnage des données. L'Institut portugais des sports et de la jeunesse, M. A. C. Espada, a reconnu le soutien financier de l'IPDJ.

Les participants à l'étude à partir desquelles les données représentatives présentées ci-dessous ont été extraites20 (n - 11) ont été tenus de donner leur consentement éclairé écrit avant le début des tests après que les procédures expérimentales, les risques associés et les avantages potentiels de la participation avaient été expliqués. La première visite comprenait une séance de familiarisation au cours de laquelle les nageurs ont été initiés au concept de nat...

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Un défi d'exercice qui implique de supporter une augmentation progressive de WR jusqu'à ce que Tlim est atteint est un protocole d'essai standard pour l'évaluation des athlètes d'endurance. Lorsqu'un tel essai est effectué avec une incrémentation graduelle, mais rapide, il est particulièrement utile parce qu'en plus de la V -O2max, l'échange de gaz et les données ventilatoires recueillies au cours de l'essai peuvent être utilisés pour distinguer la région délimitée par GET et RCP où l...

Un test d'exercice qui implique une augmentation progressive du taux de travail (WR) de faible à maximal (c.-à-d., test d'exercice incrémental; INC) fournit la méthode d'évaluation cardiorespiratoire de l'étalon-or pour les athlètes d'endurance. En plus de la plus haute WR que l'athlète peut atteindre(PICWR ), INC permet également de déterminer le taux le plus élevé auquel l'individu peut consommer de l'oxygène (O2) pour cette forme d'exercice (V O2peak) si l'échange de gaz et les données ventilatoires sont recueillies au cours de l'essai1. Le V-O2peak représente la mesure de critère de la condition cardiorespiratoire. En outre, l'analyse des données d'échange de gaz et de ventilation recueillies au fur et à mesure que le WR est augmenté fournit un moyen non invasif d'identifier le point où la concentration de lactate sanguine (sang [lactate]) augmente au-dessus de la valeur de base (seuil de lactate) et le point auquel il commence à s'accumuler à un rythme accéléré (point tournant de lactate)2. Ces points d'arrêt métaboliques sont estimés en déterminant le seuil d'échange de gaz (GET) et le point de compensation respiratoire (RCP), respectivement3. Fait important, le GET fournit une estimation robuste du point où le sang [lactate] augmente initialement alors que l'«hyperventilation» qui caractérise RCP est un phénomène plus complexe qui peut être initié par une entrée afférente autre que la chémoreception en soi. Par conséquent, les conclusions fondées sur l'identification du PCR doivent être tirées avec prudence.
Lorsque l'exercice est maintenu à un rythme constant de travail (CWR), il existe des profils de réponse physiologique nettement différents basés sur le «domaine d'intensité de l'exercice» dans lequel le WR tombe4,5. Plus précisément, la réalisation d'un V-O2 et le sang [lactate] "état stable" est rapide dans le domaine modéré, retardé dans le domaine lourd et inaccessible dans le domaine sévère4,5. Il est bien établi que la vitesse à laquelle O2 peut être consommé à GET pendant l'INC (V O2GET) sert de taux métabolique qui sépare le modéré du domaine lourd pendant CWR3,6. Bien que controversées, un certain nombre d'observations récentes indiquent une équivalence similaire entre le taux auquel O2 peut être consommé au RCP (V o2RCP) et la séparation lourde/sévère7,8,9,10. L'identification des systèmes d'entraînement de V-O2GET et de V-O2RCP à partir des données recueillies au cours de l'INC pourrait donc être utile pour prescrire des schémas d'entraînement spécifiques au domaine pour les athlètes d'endurance par l'intermédiaire du taux métabolique avec la mise en garde selon laquelle l'alignement d'un taux métabolique avec un taux de travail spécifique est plus complexe que le simple fait selon la relation de taux de travail v-O2dérivée du test incrémental8,11.
Lorsque le concept de l'essai pour déterminer v 'O2max a été initialement exploré, les chercheurs ont fait des sujets effectuer des épisodes de course de piste à la limite de la tolérance à l'exercice (Tlim) à des vitesses croissantes sur les jours séparés1. La recherche a suivi qui a confirmé que V 'O2max peut également être déterminée à partir de combats similaires effectués à Tlim le même jour avec des périodes de repos entrecoupées12. Finalement, il a été démontré qu'un protocole continu avec WR a augmenté d'une manière incrémentielle à intervalles de temps spécifiques (par exemple, toutes les 3 min) a révélé le même V-O2peak que les tests discontinus13. Par conséquent, ces « tests d'exercice gradués » sont devenus la norme pour déterminer cette mesure de critère de la condition cardiorespiratoire. Cependant, en 1981, Whipp et ses collègues ont publié des recherches qui indiquaient qu'aux fins de la mesure de la v-O2max, l'INC pouvait également être effectuée entièrement dans un état non stable; c'est-à-dire, avec WR augmentant continuellement comme une «fonction lisse du temps» (RAMP-INC)14. Contrairement à l'INC avec des étapes prolongées et des augmentations relativement importantes WR par étape, l'augmentation progressive au cours de RAMP-INC assure que la «région tampon isocapnique» qui sépare GET et RCP sera clairement défini15. En outre, tout comme l'INC avec des étapes, RAMP-INC peut être utilisé pour évaluer «l'économie d'exercice» (c.-à-d., le V 'O2 requis par WR donné); cependant, contrairement à l'INC avec des étapes, dans ce cas, c'est l'inverse de « l'efficacité du delta » (c.-à-d. la pente de la relation V-O2-WR) qui est utilisée à cette fin11 compte tenu du fait qu'en raison de la complexité de la réponse de V-O2 aux taux de travail dans l'ensemble du spectre d'intensité, ce paramètre ne sera pas une caractéristique immuable de l'INC en soi (p. ex., RAMP-INC à partir de différents taux de travail de base) ou caractérisés par des pentes de base différentes) ou caractérisés par des pentes de base différentes) ou caractérisés par des 16.
Pour les tests de condition physique générale, l'INC est généralement effectué sur un ergomètre de jambe ou un tapis roulant parce que ces modalités sont plus disponibles et le cyclisme de jambe et la marche/course sont familiers à la personne moyenne. En outre, l'administration de RAMP-INC nécessite la capacité d'augmenter WR en permanence par petites incréments (par exemple, 1 W tous les 2 s); par conséquent, un ergomètre (généralement le cyclisme de jambe) est le mieux adapté pour ce type d'essai. Cependant, l'évaluation des athlètes est plus complexe parce que les athlètes doivent être testés tout en effectuant le mode spécifique d'exercice requis pour leur sport. Pour les cyclistes et les personnes qui participent à des sports qui impliquent la course à pied, ce n'est pas problématique en raison de l'accessibilité et de l'applicabilité des machines d'essai susmentionnées. Inversement, les essais écologiquement valides avec l'échange de gaz et la collecte de données ventilatoires et l'augmentation graduelle de WR exigée pour RAMP-INC est plus difficile lors de l'évaluation des athlètes aquatiques.
Avant l'avènement des systèmes de collecte automatisés, l'évaluation de l'échange de gaz des nageurs était souvent effectuée à l'aide de la collecte des sacs Douglas à la suite d'une nage maximale17. Une fois les systèmes automatisés mis au point, la collecte « en temps réel » a eu lieu, mais pas dans des conditions de « natation réelle » (p. ex., pendant que les nageurs nageaient dans une canalisation qui contrôlait le WR)17. Malheureusement, la première méthode a des limites inhérentes en raison des hypothèses de «extrapolation en arrière», tandis que la seconde soulève des préoccupations quant à la mesure dans laquelle la natation flume change la technique17. L'état actuel de l'art implique l'utilisation de systèmes portatifs de collecte souffle par souffle qui se déplacent avec le nageur le long de la piscine pendant la natation libre17. Bien que ce type de mesure améliore la validité écologique, l'incrémentation progressive de WR est difficile. En effet, l'INC pendant la nage libre implique généralement des intervalles de distance de set (par exemple, 200 m) à des vitesses de plus en plusprogressives 14,15. Cela signifie qu'un test se compose de longues étapes avec de grands incréments inégaux WR. Il n'est donc pas surprenant qu'un seul point d'escalade métabolique (généralement appelé « seuil anaérobie ») soit signalé par les chercheurs qui utilisent ce test18,19. Au lieu de cela, nous avons récemment montré que les deux V O2GET et V -O2RCP peuvent être déterminés à partir des données recueillies tandis que les nageurs effectué la natation stationnaire dans une piscine contre une charge qui a été augmentée progressivement et rapidement (c.-à-d., la natation attachée incrémentale)20. Bien que le modèle de respiration unique qui est présent pendant la natation pourrait rendre les points d'arrêt susmentionnés plus difficiles à identifier par rapport aux modes typiques d'évaluation (observation personnelle), nous croyons que cette méthode de test pourrait convenir comme un «ergomètre de natation» qui peut être utilisé pour l'évaluation cardiorespiratoire des nageurs d'une manière similaire à la façon dont un cycle stationnaire est utilisé pour les cyclistes. En effet, nous avons montré que le protocole de nage attaché rapidement incrémenté de v 'O2GET, V 'O2RCP et l'économie d'exercice (comme indiqué par la pente de chargement de V'O2)peuvent tous être déterminés à partir du protocole de nage attaché rapidement incrémenté qui est décrit en dessous de20.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3-L syringe</td>
			<td>Hans Rudolph</td>
			<td></td>
			<td>Calibration device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aquatrainer</td>
			<td>COSMED</td>
			<td></td>
			<td>Snorkel system/gas-exchange measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K4b2</td>
			<td>COSMED</td>
			<td></td>
			<td>Portable CPET unit/gas-exchange measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N200PRO</td>
			<td>Cefise</td>
			<td></td>
			<td>Software program for analysis of force signal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pacer 2 Swim</td>
			<td>Kulzer TEC</td>
			<td></td>
			<td>Swimming velocity management/underwater LED line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tether-system</td>
			<td>Own design</td>
			<td></td>
			<td>Pulley-Rope system/loading management</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tether attachment</td>
			<td>CEFISE</td>
			<td></td>
			<td>Bracket for attachment to swimmer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a rapidly incremented tethered-swimming maximal protocol for cardiorespiratory assessment of swimmers

L'essai incrémental d'exercice est le moyen standard d'évaluer la capacité cardiorespiratoire des athlètes d'endurance. Bien que le taux maximal de consommation d'oxygène soit généralement utilisé comme mesure de critère à cet égard, deux points d'arrêt métaboliques qui reflètent les changements dans la dynamique de la production/consommation de lactate à mesure que le taux de travail est augmenté sont peut-être plus pertinents pour les athlètes d'endurance d'un point de vue fonctionnel. L'économie de l'exercice, qui représente le taux de consommation d'oxygène par rapport à l'exécution du travail sous-maximal, est également un paramètre important à mesurer pour l'évaluation endurance-athlète. Les tests incrémentaux de rampe comprenant une augmentation graduelle mais rapide du taux de travail jusqu'à ce que la limite de tolérance à l'exercice soit atteinte sont utiles pour déterminer ces paramètres. Ce type de test est généralement effectué sur un ergomètre à cycle ou un tapis roulant parce qu'il y a un besoin de précision en ce qui concerne l'incrémentation du rythme de travail. Cependant, les athlètes doivent être testés tout en effectuant le mode d'exercice requis pour leur sport. Par conséquent, les nageurs sont généralement évalués lors d'essais incrémentaux de natation libre où une telle précision est difficile à atteindre. Nous avons récemment suggéré que la natation stationnaire contre une charge qui est progressivement augmentée (nage fixe attachée) peut servir d'«ergomètre de natation» en permettant une précision suffisante pour accueillir un modèle de chargement progressif mais rapide qui révèle les points d'arrêt métaboliques susmentionnés et l'économie d'exercice. Cependant, la mesure dans laquelle le taux maximal de consommation d'oxygène atteint au cours d'un tel protocole se rapproche du taux maximal qui est mesuré pendant la nage libre reste à déterminer. Dans le présent article, nous expliquons comment ce protocole de nage attaché rapidement incrémenté peut être employé pour évaluer la capacité cardiorespiratoire d'un nageur. Plus précisément, nous expliquons comment l'évaluation d'un nageur de compétition de courte distance à l'aide de ce protocole a révélé que son taux d'utilisation de l'oxygène était de 30,3 et 34,8 mL-min-1kg-1BM à son seuil d'échange de gaz et le point de compensation respiratoire, respectivement.

Les données présentées au tableau 1 et représentées aux figures 1-4 représentent les profils de réponse observés chez un nageur de sexe masculin (âge, 24 ans). Au moment de la collecte des données, le nageur s'entraînait pour la natation de compétition depuis 7 ans. Sa spécialité était les épreuves de courte distance (c.-à-d. 50 m et 100 m) en style libre.
La charge initiale sur...

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A Rapidly Incremented Tethered-Swimming Maximal Protocol for Cardiorespiratory Assessment of Swimmers

Contrairement à la mesure pendant la natation libre, qui présente des défis et des limites inhérents, la détermination des paramètres importants de la fonction cardiorespiratoire pour les nageurs peut être rendue à l'aide d'un plus faisable et plus facile à administrer la natation attachée protocole rapidement incrémenté avec l'échange de gaz et la collecte de données ventilatoires.

Un protocole maximal de nage rapide et attaché pour l'évaluation cardiorespiratoire des nageurs

Incremental exercise testing is the standard means of assessing cardiorespiratory capacity of endurance athletes. While the maximal rate of oxygen ...

Pendant la baignade stationnaire contre une charge croissante, le seuil d’échange de gaz et le point de compensation respiratoire peuvent être facilement discernés, deux paramètres importants à mesurer pendant la nage libre à une vitesse croissante. La progression de l’intensité par l’intermédiaire de l’augmentation de la charge pendant l’exercice incrémentiel peut être symétrique, graduelle et rapide pendant la natation attaché, ce qui n’est pas le cas lors de la nage libre incrémentale à une vitesse croissante. Leandro Oliveira, Luiz Gustavo Santos et Camila Vasconcelos, étudiants diplômés de mon laboratoire, administreront la procédure.La nageuse sera Julia Kato qui participe à l’entraînement de natation de compétition depuis cinq ans. Pour préparer la cellule de charge de 500 kilogrammes qui sera utilisée pour mesurer la force la plus élevée que le nageur peut exercer au cours de deux essais comprenant 30 secondes de natation totale, ouvrez le logiciel N2000PRO et ouvrez le menu Aide pour vérifier le lien de communication entre l’ordinateur et l’analyseur de cellules de charge. Lorsque la connexion à l’interface RS232 est établie, un signal vert apparaît.Définissez le compte à rebours pour commencer le test, la durée de l’échantillonnage et l’intervalle de repos. Réglez ensuite les cadres par seconde à 100 hertz. Réglez l’unité de mesure de la force, puis définissez le temps d’acquisition en millisecondes.Calibrez ensuite la cellule de charge avec des charges de zéro et de 10 kilogrammes avec le nageur à l’extérieur de la piscine. Avant de commencer le test de deux essais, fournissez des instructions concernant la bonne performance de la natation avant-crawl tous aisément, et que le nageur pratique les étirements et les balançoires des bras et des jambes au bord de la piscine. Ensuite, faire entrer le nageur dans la piscine et effectuer un protocole d’échauffement standard composé de la natation avant crawl sur 800 mètres à une intensité lumineuse.À la fin de l’échauffement, laissez le nageur se reposer au bord de la piscine pendant 10 minutes. À la fin de la période de repos, fixez une cellule de charge au bloc de départ par l’intermédiaire de la barre de fer aplatie en forme de L pour les mesures de natation attachées, et fixez une extrémité de la corde inélastique à la cellule de charge. Utilisez une ceinture sur mesure qui a des cordes attachées aux deux hanches de sorte que les coups de pied de jambe n’interféreront pas avec la mesure de force, et attachent l’autre extrémité de la corde au nageur.Déterminez ensuite la charge requise pour maintenir le corps du nageur horizontalement avec un minimum de tension sur le système de mesure. Lorsque le nageur est prêt, signalez au nageur de commencer l’essai dans l’eau, de surveiller le nageur et de fournir des encouragements verbaux tout au long du test de 30 secondes. À la fin de l’essai, signalez au nageur de terminer l’épreuve et détachez le nageur de la corde inélastique.Demandez au nageur d’exécuter un protocole de refroidissement standard composé de la natation avant-crawl à une intensité légère, et laissez le nageur se reposer pendant 30 minutes au bord de la piscine. À la fin de la période de repos, rattacher le nageur à la corde inélastique, et signaler au nageur de commencer le deuxième essai de natation all-out attaché. À la fin de l’essai, signalez au nageur d’arrêter l’essai et d’exécuter un deuxième protocole de refroidissement standard composé de la natation avant-crawl à une intensité lumineuse.À la fin du refroidissement, laissez le nageur sortir de la piscine. Pour un test de natation attaché incrémentiel, après avoir calculé les charges pour résister au déplacement vers l’avant du nageur pendant l’essai, vérifiez le lien de communication entre l’ordinateur et l’unité métabolique portative automatisée dans le logiciel de l’appareil. Puissance sur l’appareil pour permettre à l’appareil de se réchauffer pendant 45 minutes, et de confirmer que les batteries sont complètement chargées.Entrez ensuite les données du sujet, la température ambiante et l’humidité. Pour préparer le nageur à l’essai incrémentiel, installez un masque facial et un tuba sur le nageur. Demandez au nageur de se reposer au bord de la piscine pour recueillir les données de base sur l’échange de gaz et la ventilation.Après 10 minutes, demandez au nageur d’exécuter un protocole d’échauffement standard composé de la natation avant crawl à une intensité légère portant le système de plongée avec tuba pour assurer la familiarisation. À la fin de l’échauffement, détachez une corde inélastique à la ceinture avec l’autre extrémité de la corde attachée au système de chargement. Fixez la ceinture autour de la taille du nageur.Demandez au nageur d’entrer dans la piscine et d’utiliser les deux marqueurs du fond de la piscine pour les points de référence afin de lui permettre de maintenir une position relativement fixe à l’intérieur de la piscine. Lorsque le nageur est prêt, signalez pour commencer le test et surveillez la natation pendant l’essai. Un assistant de recherche expérimenté dans la surveillance de ce type d’essai devrait tenir l’unité d’analyse du gaz au bord de la piscine sans en tenir le déplacement du nageur ou élever la tête du nageur.Ce test nécessite un effort synchronisé qui comprend la modification de la charge, l’encouragement du nageur, la surveillance de la position dans l’eau et les données recueillies. Pendant l’essai, augmentez la charge tout en chronométrant les étapes de 60 secondes. Lorsque le nageur n’est plus en mesure de maintenir la position requise malgré de forts encouragements verbaux, terminez le test et enregistrez le temps nécessaire pour limiter la tolérance à l’exercice.Utilisez le temps jusqu’à la limite de la tolérance à l’exercice pour calculer les étapes terminées et enregistrer les charges pour chaque étape et la charge maximale. Détachez ensuite le nageur de la corde inélastique et demandez au nageur d’exécuter un protocole de refroidissement standard composé de la natation à chenilles avant à une intensité faible à modérée avant de sortir de la piscine. La charge initiale de l’essai d’exercice différentiel a été fixée à une charge supérieure à celle requise pour que le nageur maintiens l’alignement du corps avant le début de la nage tous aérossais de 30 % de la différence entre la force moyenne mesurée pendant la nage tous aérossais et la nage initiale tous a complets.La charge a ensuite été augmentée de 0,7 kilogramme pour chaque étape de 60 secondes. La limite de tolérance à l’exercice pour le nageur s’est produite à l’étape 10 après 576 secondes. Lorsque les données sur l’absorption d’oxygène souffle par souffle recueillies pendant les parties de base et d’exercice de l’essai d’exercice différentiel ont été moyennes dans des bacs consécutifs de neuf secondes, la moyenne la plus élevée de trois points était de 3,44 litres par minute, et la pente de charge d’absorption d’oxygène était de 261 millilitres par minute par kilogramme.Au cours du test d’exercice progressif rapide, le déclin du dioxyde de carbone sanguin artérique et du dioxyde de carbone final qui caractérise la compensation respiratoire et la réponse à l’acidose métabolique ne se produit pas pendant au moins deux minutes ou plus, au cours de laquelle les taux de travail et métaboliques continuent d’augmenter. Pour ce nageur, les taux métaboliques caractérisant ces changements distincts dans l’échange de gaz et la réponse ventilatoire entraînée par la contribution accrue de la voie anaérobie à la demande d’énergie se sont produits à 75% et 86% de l’absorption maximale d’oxygène, respectivement. Les techniciens qui administrent le test doivent être coordonnés au fur et à mesure que le moment est requis, et le nageur doit être très motivé et familier avec les nouveaux aspects de la natation attaché.Comme la réponse métabolique à une augmentation linéaire du travail n’est pas linéaire, ce type de test permet d’identifier les points de rupture qui définissent la non-linéarité d’un athlète.

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