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

Este trabalho contou com o apoio da CIPER-Foundation for Science and Technology (FCT), Portugal (UID/DTP/00447/2019) e financiado em parte pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código financeiro 001", e pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo - FAPESP (PROCESSO 2016/04544-3 e 2016/17735-1). Os autores agradecem a João Guilherme S. V. de Oliveira a assistência na amostragem de dados. Mário A. C. Espada reconhece o apoio financeiro do IPDJ – Instituto Português de Esportes e Juventude.

Os participantes do estudo, a partir do qual foram explicados os dados do objeto representativo abaixo,20 (n = 11) para dar seu consentimento informado por escrito antes do início dos testes após os procedimentos experimentais, foram explicados riscos associados e potenciais benefícios de participação. A primeira visita foi composta por uma sessão de familiarização durante a qual os nadadores foram introduzidos ao conceito de natação amarrada e às técnicas de medição que est...

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Um desafio de exercício que envolve suportar um aumento incremental no WR até que tlim seja atingido é um protocolo padrão de teste para avaliação de atletas de resistência. Quando tal teste é realizado com incrementação gradual, mas rápida, é particularmente útil porque além do V°O2max, a troca de gás e os dados ventilatórios coletados durante o teste podem ser usados para distinguir a região delimitada pela GET e RCP onde a acidose está presente, mas a pressão parcial arterial ...

Um teste de exercícios que envolve um aumento incremental da taxa de trabalho (WR) de baixa para máxima (ou seja, teste incremental de exercícios; Inc) fornece o método padrão-ouro de avaliação cardiorrespiratória para atletas de resistência. Além do maior WR que o atleta pode alcançar(picoWR), a INC também permite a determinação da taxa mais alta em que o indivíduo pode consumir oxigênio (O2) para essa forma de exercício (ViO2peak) se os dados de troca de gás e ventilatório forem coletados durante o teste1. O Vique2peak representa a medida critério de aptidão cardiorrespiratória. Além disso, a análise dos dados de troca de gás e ventilatório coletados à medida que o WR é aumentado fornece uma maneira não invasiva de identificar o ponto em que a concentração de lactato de sangue (sangue [lactato]) aumenta acima do valor da linha de base (limiar de lactato) e o ponto em que começa a se acumular a uma taxa acelerada (ponto de virada de lactato)2. Esses breakpoints metabólicos são estimados determinando o limiar de troca de gás (GET) e o ponto de compensação respiratória (RCP), respectivamente3. É importante ressaltar que o GET fornece uma estimativa robusta do ponto em que o sangue [lactato] aumenta inicialmente, enquanto a "hiperventilação" que caracteriza rcp é um fenômeno mais complexo que pode ser iniciado por entrada afável além da quimiorecepção em si. Consequentemente, conclusões baseadas na identificação da RCP devem ser feitas com cautela.
Quando o exercício é mantido a uma taxa constante de trabalho (CWR), há perfis de resposta fisiológica marcadamente diferentes baseados no "domínio de intensidade de exercício" dentro do qual o WR cai4,5. Especificamente, a realização de um Vao2 e sangue [lactate] "estado estável" é rápida no domínio moderado, atrasada no domínio pesado e inatingível no domínio severo4,5. Está bem estabelecido que a taxa em que o O2 pode ser consumido na GET durante a INC (VitO2GET) serve como a taxa metabólica que separa o moderado do domínio pesado durante o CWR3,6. Embora controverso, uma série de observações recentes indicam equivalência semelhante entre a taxa em que o O2 pode ser consumido na RCP (ViO2RCP) e a separação pesada/grave7,8,9,10. A identificação de VitO2GET e VitO2RCP a partir de dados coletados durante a INC pode, portanto, ser útil para prescrever regimes de treinamento específicos de domínio para atletas de resistência via taxa metabólica com a ressalva de que alinhar uma taxa metabólica com uma taxa de trabalho específica é mais complexo do que simplesmente fazê-lo de acordo com a relação vito2-taxa de trabalho derivada do teste incremental8,11.
Quando o conceito de teste para determinar vao2max foi inicialmente explorado, os pesquisadores tiveram os sujeitos realizando ataques de corrida de pista até o limite de tolerância ao exercício (Tlim) em velocidades crescentes em dias separados1. Seguiu-se uma pesquisa que confirmou que vio2max também pode ser determinado a partir de ataques semelhantes realizados a Tlim no mesmo dia com períodos de descanso intercalados12. Eventualmente, mostrou-se que um protocolo contínuo com WR aumentou de forma incremental em intervalos de tempo específicos (por exemplo, a cada 3 minutos) revelou o mesmo Vio2peak que os testes descontínuos13. Consequentemente, esses "testes de exercícios classificados" tornaram-se o padrão para determinar essa medida critério de aptidão cardiorrespiratória. No entanto, em 1981, Whipp e colegas publicaram pesquisas que indicavam que, para fins de mediçãoVitO 2max, a INC também poderia ser realizada inteiramente no estado não estável; ou seja, com o WR aumentando continuamente como uma "função suave do tempo" (RAMP-INC)14. Ao contrário da INC com estágios estendidos e aumentos relativamente grandes do WR por etapa, o aumento gradual durante o RAMP-INC garante que a "região de buffering isocapônico" que separa GET e RCP será claramente definida15. Além disso, assim como a INC com etapas, o RAMP-INC pode ser usado para avaliar a "economia de exercícios" (ou seja, o VitO2 exigido por determinado WR); no entanto, ao contrário da INC com etapas, neste caso, é o inverso da "eficiência delta" (ou seja, a inclinação da relação VitO2-WR) que é usada para este fim11 com consideração dada ao fato de que devido às complexidades da resposta VitO2 às taxas de trabalho em todo o espectro de intensidade, este parâmetro não será uma característica imutável da INC em si (por exemplo, ramp-INC iniciado a partir de diferentes taxas de trabalho de linha de base ou caracterizado por diferentes encostas de rampa) ou exercício CWR 16.
Para testes gerais de aptidão, o INC geralmente é realizado em um erômetro ou esteira da perna, pois essas modalidades são mais disponíveis e o ciclismo das pernas e caminhada/corrida são familiares para a pessoa média. Além disso, a administração do RAMP-INC requer a capacidade de aumentar o WR continuamente em pequenos incrementos (por exemplo, 1 W a cada 2 s); portanto, um erômetro (tipicamente ciclismo de perna) é mais adequado para este tipo de teste. No entanto, a avaliação do atleta é mais complexa porque os atletas devem ser testados durante a realização do modo específico de exercício necessário para o seu esporte. Para ciclistas e indivíduos que participam de esportes que envolvem corrida, isso não é problemático devido à acessibilidade e aplicabilidade das máquinas de teste acima mencionadas. Por outro lado, testes ecologicamente válidos com troca de gás e coleta de dados ventilatórios e a incrementação gradual de WR necessária para ramp-inc é mais desafiador na avaliação de atletas aquáticos.
Antes do advento dos sistemas automatizados de coleta, a avaliação da troca de gás dos nadadores era frequentemente realizada usando a coleção Douglas-bag após um nado máximo17. Uma vez desenvolvidos sistemas automatizados, a coleta em tempo real ocorreu, mas não condições de natação real (por exemplo, enquanto os nadadores nadavam em um flume que controlava wr)17. Infelizmente, o método anterior tem limitações inerentes devido às premissas de "extrapolação retrógrada", enquanto este último levanta preocupações quanto ao grau em que a natação flume muda a técnica17. O estado atual da arte envolve o uso de sistemas portáteis de coleta de respiração por respiração que se movem com o nadador ao lado da piscina durante a natação gratuita17. Embora esse tipo de medição melhore a validade ecológica, a incrementação gradual do WR é desafiadora. De fato, a INC durante a natação gratuita normalmente envolve intervalos de distância definida (por exemplo, 200 m) em velocidades progressivamente crescentes14,15. Isso significa que um teste consiste em estágios longos com grandes incrementos DEsiguais de WR. Portanto, não surpreende que apenas um único ponto de ruptura metabólica (tipicamente chamado de "limiar anaeróbico") seja relatado por pesquisadores que empregam este teste18,19. Em vez disso, mostramos recentemente que tanto vago2GET quanto VitO2RCP podem ser determinados a partir de dados coletados enquanto nadadores realizavam natação estacionária em uma piscina contra uma carga que foi aumentada gradual e rapidamente (ou seja, nado amarrado incremental)20. Embora o padrão de respiração único presente durante a natação possa tornar os quebra-pontos acima mencionados mais difíceis de identificar em comparação com os modos típicos de avaliação (observação pessoal), acreditamos que esse método de teste pode ser adequado como um "erômetro de natação" que pode ser usado para avaliação cardiorrespiratória dos nadadores de forma semelhante à forma como um ciclo estacionário é usado para ciclistas. De fato, mostramos que vao2GET, V5O2RCP e economia de exercícios (como indicado pela inclinação Vio2-carga) podem ser todos determinados a partir do protocolo de natação amarrado rapidamente incrementado que é descrito abaixo 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

O teste incremental de exercícios é o meio padrão de avaliar a capacidade cardiorrespiratória dos atletas de resistência. Embora a taxa máxima de consumo de oxigênio seja tipicamente utilizada como medida de critério nesse sentido, dois breakpoints metabólicos que refletem mudanças na dinâmica da produção/consumo de lactantes à medida que a taxa de trabalho é aumentada são talvez mais relevantes para atletas de resistência do ponto de vista funcional. A economia de exercícios, que representa a taxa de consumo de oxigênio em relação ao desempenho do trabalho submáximo, também é um parâmetro importante para medir para a avaliação do atleta de resistência. Testes incrementais em rampa que compreendem um aumento gradual, mas rápido da taxa de trabalho até que o limite de tolerância ao exercício seja alcançado são úteis para determinar esses parâmetros. Este tipo de teste é normalmente realizado em um erômetro de ciclo ou esteira porque há a necessidade de precisão em relação à incrementação da taxa de trabalho. No entanto, os atletas devem ser testados durante a realização do modo de exercício necessário para o seu esporte. Consequentemente, os nadadores são tipicamente avaliados durante testes incrementais de natação livre onde tal precisão é difícil de alcançar. Sugerimos recentemente que a natação estacionária contra uma carga que é progressivamente aumentada (natação incremental amarrada) pode servir como um "erômetro de natação" permitindo precisão suficiente para acomodar um padrão de carregamento gradual, mas rápido, que revela os quebra-pontos metabólicos acima mencionados e a economia de exercícios. No entanto, o grau em que a taxa máxima de consumo de oxigênio alcançada durante tal protocolo aproxima a taxa máxima medida durante a natação gratuita permanece a ser determinada. No presente artigo, explicamos como esse protocolo de natação amarrado rapidamente incrementado pode ser empregado para avaliar a capacidade cardiorrespiratória de um nadador. Especificamente, explicamos como a avaliação de um nadador competitivo de curta distância usando este protocolo revelou que sua taxa de captação de oxigênio foi de 30,3 e 34,8 mL-1kg-1BM no limite de troca de gás e ponto de compensação respiratória, respectivamente.

Os dados apresentados na Tabela 1 e retratados nos Números 1-4 representam os perfis de resposta observados para um nadador do sexo masculino (idade, 24 anos). Na época da coleta de dados, o nadador vinha treinando para a natação competitiva há 7 anos. Sua especialidade foi de curta distância (ou seja, 50 m e 100 m) eventos de estilo livre.
A carga inicial na INC foi definida em uma carga ...

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

Ao contrário da medição durante a natação gratuita, que apresenta desafios e limitações inerentes, a determinação de parâmetros importantes da função cardiorrespiratória para os nadadores pode ser feita usando uma natação mais viável e mais fácil de administrar natação amarrada protocolo rapidamente incrementado com troca de gás e coleta de dados ventilatórios.

Um protocolo máximo de natação amarrada rapidamente incrementado para avaliação cardiorrespiratória dos nadadores

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

Durante a natação estacionária contra uma carga crescente, o limiar de troca de gás e o ponto de compensação respiratória podem ser facilmente discernidos, dois parâmetros importantes para medir durante a natação livre a uma velocidade crescente. A progressão de intensidade através de aumentos de carga durante o exercício incremental pode ser simétrica, gradual e rápida durante a natação amarrada, o que não é o caso durante a natação livre incremental a uma velocidade crescente. A administração do procedimento serão Leandro Oliveira, Luiz Gustavo Santos e Camila Vasconcelos, pós-graduandos do meu laboratório.A nadadora será Julia Kato, que está envolvida no treinamento competitivo de natação há cinco anos. Para preparar a célula de carga de 500 kg que será usada para medir a maior força que o nadador pode exercer durante dois ensaios que compreendem 30 segundos de natação total, abra o programa de software N2000PRO e abra o menu Ajuda para verificar o link de comunicação entre o computador e o analisador de células de carga. Quando a conexão com a interface RS232 for estabelecida, um sinal verde aparecerá.Defina a contagem regressiva para iniciar o teste, a duração da amostragem e o intervalo de descanso. Em seguida, coloque os quadros por segundo em 100 hertz. Defina a unidade de medição da força e, em seguida, ajuste o tempo de aquisição em milissegundos.Em seguida, calibrar a célula de carga com cargas de zero e 10 kg com o nadador fora da piscina. Antes de iniciar o teste de dois ensaios, forneça instruções sobre o desempenho correto da natação de rastreamento dianteiro, e que o nadador pratique os balanços de alongamento e braço e pernas à beira da piscina. Em seguida, faça com que o nadador entre na piscina e realize um protocolo padrão de aquecimento composto por natação front-crawl por 800 metros em intensidade leve.No final do aquecimento, deixe o nadador descansar na beira da piscina por 10 minutos. No final do período de descanso, conecte uma célula de carga ao bloco de partida através da barra de ferro achatada em forma de L para as medidas de natação amarradas, e conecte uma extremidade da corda inelástica à célula de carga. Use um cinto personalizado que tenha cordas presas a ambos os quadris, de tal forma que o chute na perna não interfira na medição da força e conecte a outra extremidade da corda ao nadador.Em seguida, determine a carga necessária para manter o corpo do nadador horizontalmente com uma quantidade mínima de tensão no sistema de medição. Quando o nadador estiver pronto, sinalize o nadador para iniciar o ensaio na água, monitorando o nadador e fornecendo incentivo verbal durante todo o teste de 30 segundos. No final do ensaio, sinalize o nadador para terminar o teste, e retire o nadador da corda inelástica.Instrua o nadador a realizar um protocolo padrão de resfriamento composto por natação de rastreamento frontal em intensidade leve, e deixe o nadador descansar por 30 minutos à beira da piscina. No final do período de descanso, recoloque o nadador na corda inelástica, e sinalize ao nadador para iniciar o segundo teste da natação amarrada. No final do teste, sinalize o nadador para parar o teste e realizar um segundo protocolo padrão de resfriamento composto por natação de rastreamento frontal em intensidade leve.No final do resfriamento, permita que o nadador saia da piscina. Para um teste incremental de natação amarrado, depois de calcular as cargas para resistir ao deslocamento dianteiro do nadador durante o teste, verifique a ligação de comunicação entre o computador e a unidade metabólica portátil automatizada dentro do software da unidade. Ligue a unidade para permitir que a unidade aqueça por 45 minutos e confirme que as baterias estão totalmente carregadas.Em seguida, insira os dados do assunto, temperatura ambiente e umidade. Para preparar o nadador para o teste incremental, instale uma máscara facial e um snorkel no nadador. Instrua o nadador a descansar à beira da piscina para coletar os dados de troca de gás e ventilação da linha de base.Após 10 minutos, instrua o nadador a realizar um protocolo padrão de aquecimento composto por natação de rastreamento frontal em uma intensidade leve usando o sistema de snorkel para garantir a familiarização. No final do aquecimento, desprende uma corda inelástica no cinto com a outra extremidade da corda presa ao sistema de carga. Segure o cinto na cintura do nadador.Instrua o nadador a entrar na piscina e usar os dois marcadores da parte inferior da piscina para pontos de referência para permitir que eles mantenham uma posição relativamente fixa dentro da piscina. Quando o nadador estiver pronto, sinalize para iniciar o teste e monitore a natação durante o teste. Um assistente de pesquisa experiente no monitoramento desse tipo de teste deve manter a unidade de análise de gás à beira da piscina sem impedir o deslocamento do nadador ou elevar a cabeça do nadador.Este teste requer um esforço sincronizado que inclui a alteração da carga, o incentivo ao nadador, o monitoramento da posição na água e os dados que estão sendo coletados. Durante o ensaio, aumente a carga enquanto cronometrar os estágios de 60 segundos. Quando o nadador não é mais capaz de manter a posição necessária apesar do forte incentivo verbal, encerre o teste e registre o tempo para limitar a tolerância ao exercício.Use o tempo até o limite da tolerância ao exercício para calcular as etapas concluídas e registrar as cargas para cada etapa e a carga máxima. Em seguida, retire o nadador da corda inelástica, e instrua o nadador a realizar um protocolo padrão de resfriamento composto por natação de rastreamento frontal em uma intensidade baixa a moderada antes de sair da piscina. A carga inicial no teste de exercício incremental foi definida em uma carga que excedeu a necessária para o nadador manter o alinhamento corporal antes do início da natação total em 30% da diferença entre a força média medida durante o nado total e o nado total inicial.A carga foi então aumentada em 0,7 kg para cada estágio de 60 segundos. O limite de tolerância ao exercício para o nadador ocorreu na etapa 10 após 576 segundos. Quando os dados de absorção de oxigênio de respiração por respiração coletados durante a linha de base e as porções de exercício do teste de exercício incremental foram mediados em caixas consecutivas de nove segundos, a maior média de rolamento de três pontos foi de 3,44 litros por minuto, e a inclinação de carga de absorção de oxigênio foi de 261 mililitros por minuto por quilograma.Durante o rápido teste de exercício incremental, o declínio do dióxido de carbono arterial e do dióxido de carbono da maré final que caracteriza compensação respiratória e resposta à acidose metabólica não ocorre por pelo menos dois ou mais minutos, durante os quais o trabalho e as taxas metabólicas continuam a aumentar. Para este nadador, as taxas metabólicas caracterizando essas mudanças distintas na troca de gás e na resposta ventilatória impulsionadas pelo aumento da contribuição da via anaeróbica para a demanda de energia ocorreram em 75% e 86% do pico de captação de oxigênio, respectivamente. Os técnicos que administram o teste devem ser coordenados, pois o tempo preciso é necessário, e o nadador deve estar altamente motivado e familiarizado com os novos aspectos da natação amarrada.Como a resposta metabólica a um aumento linear no trabalho não é linear, esse tipo de teste permite identificar os pontos de interrupção que definem a não linearidade de um atleta.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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

Um protocolo otimizado para a mobilidade eletroforética ensaio de desvio usando oligonucleotídeos Infrared corante fluorescente-etiquetados

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

Bioquímica

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

A purificação Protocolo Tailored HPLC que os rendimentos de alta pureza beta-amilóide 42 e beta-amilóide 40 Peptides, capaz de Formação Oligï¿½ero

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

A hidrólise de um Ni-base de Schiff complexa usando condies adequadas para a retenção dos grupos protectores ácido-lábil

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

Protocolo otimizado para a extração de proteínas da válvula mitral humana

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

Medição de perfis Biomolecular DSC com ligantes termolábeis para caracterizar rapidamente de dobramento e vinculação de interações

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

Protocolo melhorado por imunoprecipitação da cromatina do músculo esquelético de rato

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

Um Western que mancha o protocolo para o pequeno número de células-tronco hematopoiéticas

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

Reconstituição detergente-assistida da Drosophila atlastin recombinante em lipossomas para ensaios de mistura de lipídios

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

Protocolo de dosagem Stepwise para aumento do throughput em ensaios GPCR baseados em impedance sem rótulos

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

Avaliação da oxidação celular usando uma proteína fluorescente verde específica do compartimento subcelular

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