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

この研究は、CIPER科学技術財団(FCT)、ポルトガル(UID/DTP/00447/2019)によって支援され、一部はクアルデナソン・デ・アペルフェイソアメント・デ・ペソアル・デ・ニーベル - ブラジル(CAPES) - ファイナンスコード001"、 サンパウロ研究財団へ - FAPESP(PROCESS 2016/04544-3と2016/17735-1)。著者は、ジョアン・ギレルメ・S・V・デ・オリベイラにデータサンプリングの支援に感謝したいと思います。マリオ・A・エスパーダは、IPDJ(ポルトガルスポーツ・青少年協会)からの資金援助を認めています。

以下に提示された代表被験者データを抽出した研究の参加者は、実験手順後のテスト開始前に書面によるインフォームド・コンセントを与える必要があったが、関連するリスクおよび参加の潜在的な利益が説明されていた。最初の訪問は、水泳選手がテザドスイミングの概念と実際のテスト中に有効になる測定技術を紹介された慣れ親しんだセッションで構成されま?...

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Tリムに達するまでWRの段階的な増加に耐えることを含む運動の課題は、持久力アスリートの評価のための標準的なテストプロトコルです。このような試験が緩やかに行われると、V付き2maxに加えて、試験中に収集されたガス交換および換気データを使用して、アシドーシスが存在するGETおよびRCPによって境界領域を区別することができるが、CO2(PaCO2)の動脈部分圧は<sup...

低いから最大までの作業率(WR)の増分増加を伴う運動テスト(すなわち、増分運動テスト;INC)は、持久力アスリートのための心呼吸評価のゴールドスタンダード法を提供します。アスリートが達成できる最高のWR(WRピーク)に加えて、INCは、テスト1の間にガス交換および換気データが収集された場合、個人がその運動形態(VO2peak)のために酸素(O2)を消費することができる最高速度の決定を可能にする。V▶ O2peakは心呼吸の適性の基準の尺度を表す。さらに、WRが増加するにつれて収集されたガス交換および換気データの分析は、血中乳酸濃度(血中[乳酸])がベースライン値(乳酸閾値)を上回る点と加速速度(乳酸ターンポイント)2で蓄積し始める点を識別する非侵襲的な方法を提供する。これらの代謝ブレークポイントは、ガス交換閾値(GET)および呼吸補償点(RCP)をそれぞれ3と判定することによって推定される。重要なことに、GETは血液[乳酸]が最初に増加する点の堅牢な推定値を提供するのに対し、RCPを特徴付ける「過換気」は、化学受付それ以外のアフェレント入力によって開始できるより複雑な現象である。したがって、RCPの識別に基づく結論は慎重に行われるべきである。
運動が一定の仕事率(CWR)で維持される場合、WRが4、5に落ちる「運動強度ドメイン」に基づく生理的応答プロファイルが著しく異なる。具体的には、V性2と血液「乳酸塩」の達成は、中程度の領域では速く、重いドメインでは遅れ、重いドメインでは達成不可能である4、5。S(VりてO2GET)中にGETでO2を消費できる速度(VりてO2GET)は、CWR3、6の間に重いドメインから中等度を分離する代謝率として機能することが十分に確立されている。議論の余地はあるが、最近の観測では、O2がRCP(V6O2RCP)で消費される速度と重い/重度の分離7、8、9、10の間で類似の同等性を示している。したがって、INCの間に収集されたデータからのVundoO2GETおよびVundoO2RCPの同定は、したがって、代謝率を特定の作業率と一致させることは、増分試験8、11から派生したVundo2-作業率関係に従って行うよりも複雑であるという警告と共に、持久力アスリートのためのドメイン固有のトレーニングレジメンを処方するのに有用である可能性がある。
V▶O2maxを決定するためのテストの概念が最初に探求されたとき、研究者は被験者に別の日に速度を上げて運動許容度(Tlim)の限界までトラックを走らわせた。研究は、V付O2maxはまた、休息期間が散在して同じ日にTリムに行われた同様の試合から決定することができることを確認しました12.最終的に、WRを有する連続プロトコルが特定の時間間隔(例えば、3分毎)で増分的に増加し、不連続試験13と同じV回限り2ピークが明らかになったことが示された。その結果、これらの「段階的な運動試験」は、心呼吸フィットネスのこの基準尺度を決定するための標準となった。しかし、1981年、WhippたちはV州北部2max測定の目的で、INCは完全に非定常状態で実行できることを示す研究を発表した。すなわち、WRが「時間の平滑な関数」として連続的に増加するとともに(RAMP-INC)14.ステージごとに拡張ステージと比較的大きなWR増加を伴う INC とは異なり、RAMP-INC の間の緩やかな増加により、GET と RCP を分離する「イソカプニックバッファリング領域」が明確に 15に定義されます。さらに、ステージを持つINCと同様に、RAMP-INCは「運動経済」(すなわち、所定のWRごとに必要なVッティオ2)を評価するために使用することができます。ただし、ステージを持つINCとは異なり、この場合、それは「デルタ効率」の逆です(すなわち、 この目的のために使用されるV、[V]2 -WR関係の傾き11は、強度スペクトル全体の作業レートに対する V· O2応答の複雑さのために、このパラメータは INC の不変の特徴ではない(例えば、異なるベースラインの作業率から開始されるか、異なるランプの傾斜によって特徴付けられる)またはCWR運動の行使16.
一般的なフィットネステストでは、これらのモダリティがより利用可能であり、脚のサイクリングやウォーキング/ランニングが一般の人に馴染みがあるため、INCは通常、脚のエルゴメーターまたはトレッドミルで行われます。さらに、RAMP-INCの投与には、WRを少しずつ増加させる能力が必要です(例えば、1 Wは2s毎に)。したがって、エルゴメーター(通常は脚のサイクリング)は、このタイプのテストに最も適しています。しかし、アスリートの評価は、アスリートが自分のスポーツに必要な特定の運動モードを実行しながらテストされなければならないので、より複雑です。ランニングを伴うスポーツに参加するサイクリストや個人にとって、これは前述の試験機のアクセシビリティと適用性のために問題ありません。逆に、ガス交換と換気データ収集による生態学的に有効なテストとRAMP-INCに必要な段階的なWR増分は、水生アスリートを評価する際により困難です。
自動収集システムの出現に先立ち、スイマーのガス交換評価は、最大の泳ぎ17に続いてダグラスバッグコレクションを使用してしばしば行われました。自動化されたシステムが開発されると、「リアルタイム」収集が行われましたが、「実際の水泳」条件では行われなかった(例えば、水泳選手はWRを制御する煙の中で泳いだ)17。残念ながら、前者の方法には「後方外挿」の仮定による固有の制限があり、後者はフリューム水泳が技法17をどの程度変更するのかという懸念を提起する。現在の最先端は、無料の水泳17の間にプールと一緒にスイマーと一緒に移動するポータブル呼吸バイブレスコレクションシステムの使用を含みます。このタイプの測定は生態学的妥当性を改善するが、段階的なWRの増分は困難である。実際、フリースイミング中のINCは、通常、徐々に増加する速度14、15で設定距離(例えば、200m)の間隔を伴う。これは、テストが大きな不等しい WR 増分を持つ長いステージで構成されることを意味します。したがって、この試験18,19を採用した研究者によって、単一の代謝ブレークポイント(通常は「嫌気性閾値」と呼ばれる)のみが報告されるのは驚くべきことではない。代わりに、我々は最近、VundoO2GETとVundoO2RCPの両方が、水泳選手が徐々に急速に増加した負荷(すなわち、インクリメンタルテザースイミング)20に対してプールで静止水泳を行っている間に収集されたデータから決定できることを示しました。水泳中に存在するユニークな呼吸パターンは、一般的な評価モード(個人的な観察)と比較して前述のブレークポイントを識別するのが難しくなるかもしれませんが、このテスト方法は、静止サイクルがサイクリストに使用されるのと同様の方法で水泳選手の心呼吸評価に使用できる「水泳エルゴメーター」として適している可能性があると考えています。実際、我々はVりてO2GET、VりてO2RCPおよび運動経済(VああO2-負荷の傾きによって示される)はすべて、20以下に記載されている急速にインクリメントされたテザリング水泳プロトコルから決定することができることを示した。

<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

インクリメンタルエクササイズテストは、持久力アスリートの心呼吸能力を評価する標準的な手段です。この点で、一般的に酸素消費量の最大速度が基準の測定として使用されている間, 仕事率が増加するにつれて乳酸生産/消費のダイナミクスの変化を反映する 2 つの代謝ブレークポイントは、おそらく機能の観点から持久力の選手に関連しています..運動経済は、最大以下の仕事のパフォーマンスに対する酸素消費量の割合を表し、持久力アスリート評価のための測定にとっても重要なパラメータです。運動許容限界に達するまでの作業率の漸進的な増加を含むランプ増分試験は、これらのパラメータを決定するのに役立ちます。このタイプのテストは、通常、ワークレートの増分に関して精度が必要なため、サイクルエルゴメーターまたはトレッドミルで実行されます。しかし、選手は、自分のスポーツに必要な運動モードを実行しながらテストする必要があります。その結果、水泳選手は通常、そのような精度を達成することが困難であるフリースイミング増分テスト中に評価されます。我々は最近、徐々に増加する負荷に対する静止水泳(インクリメンタルテザースイミング)は、前述の代謝ブレークポイントと運動経済を明らかにする緩やかだが急速な負荷パターンに対応するのに十分な精度を可能にすることによって、「水泳エルゴメーター」として役立つことを示唆している。しかし、このようなプロトコルの間に達成される酸素消費のピーク速度が自由水泳の間に測定される最大速度に近づける程度は決定されていない。本稿では、この急速に増加するテザリングスイミングプロトコルを使用して、スイマーの心呼吸能力を評価する方法を説明します。具体的には、このプロトコルを用いた短距離競技水泳選手の評価によって、酸素摂取量が30.3および34.8 mL∙min-1∙kg-1BMである、それぞれガス交換閾値および呼吸補償点での評価を説明した。

表1に示されたデータと図1~4に示されているデータは、男性スイマー(年齢、24歳)に対して観察された応答プロファイルを表しています。データ収集の時点で、水泳選手は7年間競泳のためのトレーニングをしていました。専門は短距離(50m、100m)のフリースタイルイベント。
INCの初期負荷は、全泳ぎ?...

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

固有の課題と限界を提示するフリースイミング中の測定とは対照的に、水泳選手のための心呼吸機能の重要なパラメータの決定は、より実現可能で、テザリングスイミングを管理しやすくすることができますガス交換と換気データ収集を迅速に増加プロトコル。

スイマーの心呼吸評価のための急速に増加するテザド水泳最大プロトコル

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

増加する負荷に対する静止水泳中に、ガス交換閾値および呼吸補償ポイントは容易に識別することができ、増加する速度で自由な水泳の間に測定する2つの重要なパラメータ。インクリメンタル運動中の負荷増加による強度の進行は、増加する速度での増分自由な水泳中にはそうではない、テザース水泳中に対称的、緩やかで、急速に起こす可能性があります。手順を管理するには、レアンドロ・オリベイラ、ルイス・グスタボ・サントス、カミラ・ヴァスコンセロス、私の研究室の大学院生になります。水泳選手は、5年間競技水泳トレーニングに携わってきたジュリア・加藤です。30秒間の全泳ぎで構成される2回の試験で、水泳選手が発揮できる最高の力を測定するために使用される500キログラムのロードセルを準備するには、N2000PROソフトウェアプログラムを開き、ヘルプメニューを開いてコンピュータとロードセルアナライザ間の通信リンクを確認します。RS232インターフェイスへの接続が確立されると、緑色の信号が表示されます。テストを開始するカウントダウン、サンプリング期間、および残りの間隔を設定します。次に、1 秒あたりのフレーム数を 100 ヘルツに設定します。力の単位を設定し、取得時間をミリ秒単位で設定します。その後、プールの外でスイマーとゼロと10キログラムの負荷でロードセルをキャリブレーションします。2回のトライアルテストを開始する前に、全面フロントクロールスイミングの正しいパフォーマンスに関する指示を提供し、水泳選手にプールサイドでストレッチと腕と脚のスイングを練習してもらいます。次に、水泳選手にプールに入り、光の強度で800メートルのフロントクロールスイミングで構成される標準的なウォームアッププロトコルを実行させます。ウォームアップの終わりに、水泳選手がプールサイドで10分間休むことを許可します。残りの期間の終わりに、につながれた水泳の測定のためのL字形の平らな鉄棒を介して開始ブロックにロードセルを取り付け、ロードセルに非弾性ロープの一端を取り付ける。脚の蹴りが力の測定を妨げないように、両方の腰にロープが取り付けられたカスタム設計のベルトを使用し、ロープのもう一方の端を水泳選手に取り付けます。次に、測定システム上の最小の張力でスイマーの体を水平に維持するために必要な負荷を決定します。水泳選手の準備ができたら、水泳選手に水中で試験を開始するよう合図し、水泳選手を監視し、30秒のテストを通して口頭で励ましを提供します。試験の終わりに、水泳選手にテストを終了させ、水泳選手を非弾性ロープから切り離す合図を出します。水泳者に対して、光の強さでのフロントクロールスイミングで構成される標準的なクールダウンプロトコルを実行し、プールサイドで30分間泳ぐよう指示します。休息期間の終わりに、水泳選手を非弾性ロープに再び取り付け、水泳選手に全球のつながれた水泳の第2の試験を開始するように合図します。試験の終わりに、試験を中止し、光強度でのフロントクロールスイミングで構成される第2の標準的なクールダウンプロトコルを実行するようにスイマーに合図する。クールダウンの終わりに、水泳選手がプールを出ることを許可します。インクリメンタルテザリングスイミングテストでは、テスト中にスイマーの前方変位に抵抗する負荷を計算した後、ユニットのソフトウェア内でコンピュータと自動ポータブル代謝ユニットとの間の通信リンクを確認します。ユニットの電源を入れ、ユニットが45分間ウォームアップできるようにし、バッテリーが完全に充電されていることを確認します。次に、対象データ、周囲温度、湿度を入力します。インクリメンタルテストのためにスイマーを準備するには、スイマーにフェイスマスクとシュノーケルを取り付けます。ベースラインガス交換と換気データを収集するためにプールサイドで休むようスイマーに指示します。10分後、慣れ親しんだシュノーケルシステムを装着した光強度でフロントクロールスイミングで構成される標準的なウォームアッププロトコルを実行するようにスイマーに指示します。ウォームアップの最後に、ロープのもう一方の端をローディングシステムに取り付けたベルトに非弾性ロープを取り外します。スイマーの腰の周りにベルトを固定します。スイマーにプールに入るように指示し、プール内の比較的固定された位置を維持できるように、プールの下部にある 2 つのマーカーを参照ポイントに使用するように指示します。水泳選手の準備ができたら、テストを開始する信号、および試験中に水泳を監視します。この種のテストを監視する経験豊富な研究アシスタントは、水泳選手の変位を妨げたり、水泳選手の頭を高めたりすることなく、プールサイドでガス分析ユニットを保持する必要があります。このテストでは、負荷の変更、水泳選手の励まし、水中の位置の監視、収集されるデータなど、同期化された作業が必要です。試験中に、60秒の段階をタイミングしながら負荷を増やします。強い言葉の励ましにもかかわらず、水泳選手が必要な位置を維持することができなくなったら、テストを終了し、運動許容範囲を制限する時間を記録します。完了したステージを計算し、各ステージの負荷とピーク負荷を記録するには、運動許容範囲の限界までの時間を使用します。その後、非弾性ロープから水泳選手を取り外し、プールを出る前に低から中程度の強度でフロントクロールスイミングで構成される標準的なクールダウンプロトコルを実行するように水泳選手に指示します。インクリメンタル運動テストの最初の負荷は、全面泳ぎの開始前に体の位置合わせを維持するためにスイマーが必要な負荷を超えて設定され、全面泳ぎ中に測定された平均力と最初の全面泳ぎの差の30%であった。その後、60秒の段階ごとに0.7キログラム増加しました。水泳選手の運動許容範囲の限界は、576秒後のステージ10で発生しました。インクリメンタル運動テストのベースラインと運動部分の間に収集された呼吸ごとの酸素取り込みデータを連続した9秒のビンに平均すると、最高の3ポイントローリング平均は毎分3.44リットル、酸素取り込み負荷の傾きは1キログラムあたり1分あたり261ミリリットルでした。急速なインクリメンタル運動テストでは、呼吸補償と代謝性アシドーシスへの応答を特徴づける動脈血二酸化炭素および終潮二酸化炭素の減少は、少なくとも2分以上起こらず、その間、作業および代謝率は増加し続ける。このスイマーにとって、エネルギー需要に対する嫌気性経路の寄与の増加によって引き起こされるガス交換および換気応答におけるこれらの明確な変化を特徴付ける代謝率は、それぞれピーク酸素摂取量の75%および86%で起こった。正確なタイミングが必要なため、試験を管理する技術者を調整する必要があり、水泳選手は高度なモチベーションとテザース水泳の新しい側面に精通している必要があります。仕事の線形増加に対する代謝応答は線形ではないため、このタイプのテストでは、アスリートの非線形性を定義するブレークポイントを同定することができます。

Research

JoVE Journal

Biochemistry

An Optimized Protocol for Electrophoretic Mobility Shift Assay Using Infrared Fluorescent Dye-labeled Oligonucleotides

赤外蛍光色素で標識されたオリゴヌクレオチドを使用したゲルシフトアッセイのために最適化されたプロトコル

Electrophoretic Mobility Shift Assays (EMSA) are an instrumental tool to characterize the interactions between proteins and their target DNA sequences. ...

A Tailored HPLC Purification Protocol That Yields High-purity Amyloid Beta 42 and Amyloid Beta 40 Peptides, Capable of Oligomer Formation

オリゴマー形成可能な高純度のアミロイドベータ42とアミロイドベータ40ペプチドを、利回りテーラードHPLC精製プロトコル

Amyloidogenic peptides such as the Alzheimer's disease-implicated Amyloid beta (A&#946;), can present a significant challenge when trying to obtain high ...

Hydrolysis of a Ni-Schiff-Base Complex Using Conditions Suitable for Retention of Acid-labile Protecting Groups

酸に不安定な保護基を保持するのに適したNi-シッフ塩基錯体の使用条件の加水分解

Unnatural amino acids, amino acids containing side-chain functionalities not commonly seen in nature, are increasingly found in synthetic peptide ...

Optimized Protocol for the Extraction of Proteins from the Human Mitral Valve

ヒト僧帽弁からのタンパク質抽出のための最適化プロトコル

Analysis of the cellular proteome can help to elucidate the molecular mechanisms underlying diseases due to the development of technologies that permit ...

Measuring Biomolecular DSC Profiles with Thermolabile Ligands to Rapidly Characterize Folding and Binding Interactions

急速に折りたたみと結合の相互作用を特徴付ける不耐熱配位子を持つ生体分子 DSC プロファイルを測定

Differential scanning calorimetry (DSC) is a powerful technique for quantifying thermodynamic parameters governing biomolecular folding and binding ...

Improved Protocol for Chromatin Immunoprecipitation from Mouse Skeletal Muscle

クロマチン免疫沈降マウス骨格筋からの改善されたプロトコル

We describe an efficient and reproducible protocol for the preparation of chromatin from adult mouse skeletal muscle, a physically resistant tissue with a ...

A Western Blotting Protocol for Small Numbers of Hematopoietic Stem Cells

西部のしみが付くプロトコル造血幹細胞の数が少ない

Hematopoietic stem cells (HSCs) are rare cells, with the mouse bone marrow containing only ~25,000 phenotypic long term repopulating HSCs. A Western ...

Detergent-assisted Reconstitution of Recombinant Drosophila Atlastin into Liposomes for Lipid-mixing Assays

Detergent-assisted Reconstitution of Recombinant Drosophila Atlastin into Liposomes for Lipid-mixing Assays

脂質混合アッセイ用リポソームへの組換えショウジョウバエアラストシンの洗剤支援再構成

Membrane fusion is a crucial process in the eukaryotic cell. Specialized proteins are necessary to catalyze fusion. Atlastins are endoplasmic reticulum ...

Stepwise Dosing Protocol for Increased Throughput in Label-Free Impedance-Based GPCR Assays

ラベルフリーインピーダンスベースのGPCRアッセイにおけるスループット向上のためのステップワイズドージングプロトコル

Label-free impedance-based assays are increasingly used to non-invasively study ligand-induced GPCR activation in cell culture experiments. The approach ...

Assessment of Cellular Oxidation using a Subcellular Compartment-Specific Redox-Sensitive Green Fluorescent Protein

細胞内膜特異的レドックス感受性緑色蛍光タンパク質を用いた細胞酸化の評価

Measuring the intracellular oxidation/reduction balance provides an overview of the physiological and/or pathophysiological redox status of an organism. ...