Realização de exercícios de resistência máxima e submáxima testes para medir as respostas fisiológicas e biológicas ao exercício agudo em humanos
Summary
Para avaliar a influência da intensidade do exercício nas respostas fisiológicas e biológicas, foram utilizados dois protocolos de testes de exercício diferentes. Métodos de exercício em um cicloergômetro de teste como um teste de consumo máximo de oxigênio incremental e resistência de estrutura de tópicos, teste de resistência submáxima de estado estacionário são descritos.
Abstract
Atividade física regular tem um efeito positivo sobre a saúde humana, mas os mecanismos para controlar estes efeitos permanecem obscuros. As respostas fisiológicas e biológicas ao exercício agudo são predominantemente influenciadas pela duração e intensidade do regime de exercício. Como exercício cada vez mais é considerado como um tratamento terapêutico e/ou a ferramenta de diagnóstico, é importante que as metodologias standardizable ser utilizada para entender a variabilidade e aumentar a reprodutibilidade dos resultados do exercício e as medições de respostas para tais regimes. Para esse fim, descrevemos dois regimes de exercício ciclismo diferentes que produzem diferentes saídas fisiológicas. Em um teste de exercício máximo, intensidade do exercício aumenta continuamente com uma maior carga de trabalho, resultando em uma crescente resposta cardiopulmonar e metabólica (frequência cardíaca, volume de curso, ventilação, consumo de oxigênio e produção de dióxido de carbono). Em contraste, durante testes de exercício de resistência, a demanda é maior do que no resto, mas é gerada para uma intensidade de exercício submáximo fixo, resultando em uma resposta cardiopulmonar e metabólica que tipicamente planaltos. Juntamente com os protocolos, fornecemos sugestões sobre medição fisiológicas saídas que incluem, mas não estão limitados a, frequência cardíaca, capacidade de vital forçada e lenta, métricas de troca de gás e pressão para permitir a comparação das saídas do exercício entre estudos. Biospecimens pode ser saboreada em seguida para avaliar as respostas de expressão celular, proteína e/ou gene. Em geral, esta abordagem pode ser facilmente adaptada em ambos os efeitos a curto e longo prazo dos dois regimes distintos de exercício.
Introduction
Atividade física é definida como qualquer movimento corporal produzido por músculos esqueléticos que requerem energia despesas1. O exercício é uma atividade física que envolve o movimento corporal repetitivo, feito para melhorar ou manter um ou mais componentes de saúde física2. Ao mesmo tempo, atividade física não foi recomendada para aqueles que estavam seriamente doente. Para os indivíduos com câncer, insuficiência cardíaca, ou mesmo para aqueles que estavam grávidas, repouso foi preferido sobre atividade física. Prática clínica desde então mudou drasticamente, como os benefícios do exercício na saúde em geral estão se tornando inegável3. Exercício físico regular tem sido mostrado para ajudar a reduzir o risco de doenças cardiovasculares, mortalidade, risco de câncer e hipertensão, melhorar o controle de açúcar no sangue, facilitar a perda de peso ou manutenção e evitar óssea e muscular perda4,5 ,6,7,8.
Os extensos benefícios do exercício agora tem levado muitos a utilizar o exercício como um tipo de “medicina” e uma alternativa ou complemento a opção de tratamento para uma variedade de condições3. Shulman et al demonstrado que uma combinação de exercício de esteira e resistência pode resultar em melhorias na velocidade da marcha, capacidade aeróbica e força muscular que poderia melhorar a coordenação motora e qualidade de vida em pacientes com doença de Parkinson9 . Em pacientes com insuficiência cardíaca, exercício intolerância e intervenções farmacêuticas inadequadas contribuem para uma má qualidade de vida10. Resultados iniciais de pacientes com insuficiência cardíaca em exercício formação em melhoria demonstrada experimental HF-ação na qualidade de vida e redução de internações e mortalidade11. Além disso, a aplicação do exercício para alterar os efeitos cardiotóxicos da quimioterapia contendo regime (por exemplo, doxorrubicina) demonstrou que independentemente de quando é iniciado com relação a quimioterapia de pacientes Administração (antes, durante ou após), o exercício pode fornecer efeitos benéficos tais como reduzir o declínio na capacidade aeróbia, atenuando a disfunção ventricular esquerda e reduzindo oxidativo danificam12.
Os benefícios do exercício na saúde e bem-estar não estão só no seu aplicativo como um medicamento/tratamento, mas também como uma ferramenta de diagnóstico. Teste ergométrico é, por exemplo, usado para diagnosticar intolerância exercício, isquemia no coração, ou para entender a causa de falta de fôlego,13. Talvez mais importante, teste ergométrico pode ser utilizado para identificar a disfunção subclínica. O corpo humano é na maioria das situações “overbuilt”, tal que a disfunção ou fisiopatologia pode muitas vezes permanecer oculto e inaparente a um indivíduo por meses ou anos. Esta observação pode explicar por que doenças como a hipertensão arterial pulmonar ou câncer pancreático silenciosamente podem aumentar em gravidade tal que quando os sintomas são notados, essas condições tendem a ser muito avançado e extremamente difíceis de tratar2 . Em algumas dessas situações, teste ergométrico pode fornecer um estímulo de estresse para o corpo que aumenta a demanda acima da vida diária e às vezes pode identificar disfunção (cardíaca, respiratória, metabólica) que não foi vista em repouso, ajudando a diagnosticar uma doença e começar o tratamento mais cedo.
Para totalmente maximizar o potencial de diagnóstico e terapêutico do exercício, métodos padronizados para quantificar as respostas a atividade física são necessários para avaliar com precisão as contribuições do exercício para a saúde imunológica em geral. Variações na carga de trabalho, inclinação, duração, tipo de exercício e o calendário de coleta de amostra podem todas as medições de influência de respostas fisiológicas. Aqui, nós esboçamos métodos para exercícios de resistência máxima e submáxima coletar dados fisiológicos, recolhendo amostras para respostas biológicas. Esta metodologia foi usada para compreender o exercício agudo como afectado a distribuição e a frequência das populações de leucócitos em periférico sangue14 medindo populações de células imunes em vários pontos de tempo antes e após o exercício por citometria de fluxo com protocolos de fluxo 10 cores que permitem a quantificação de todos os subconjuntos de leucócitos grandes simultaneamente15. O protocolo a seguir pode ser usado como um método padronizado para dois regimes distintos de exercício para medir respostas fisiológicas e biológicas para exercer.
Protocol
Representative Results
Discussion
Há grande potencial para o exercício a ser incorporado como uma ferramenta terapêutica adjuvante/alternativa. Na verdade, um conjunto emergente de evidências sugere fortemente que a atividade física promove saúde. O uso do exercício como um remédio ou a ferramenta de diagnóstico exigiria uma compreensão da quantidade certa ou “dose” de exercício para alcançar o efeito desejado. A dose ideal de exercício deve ser estimada, como muito exercício pode ser prejudicial para a melhoria da saúde. Como tal, um regi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudo foi financiado pelo departamento Mayo Clinic de medicina laboratorial e patologia e outras várias fontes internas.
Materials
| Metabolic cart/portable system | MCG Diagnostics | Mobile Ultima CPX System | The flow calibration syringe, and calibration gases should come with system. There are numerous possible options/alternatives. |
| Pulmonary function software (Breeze Suite) | MCG Diagnostics | Software used will depend on the metabolic system | |
| Upright cycle ergometer | Lode ergoline | 960900 | Numerous possible options/alternatives |
| 12-Lead ECG | GE Healthcare | CASE Exercise Testing System | Used for 12 lead ECG capture, control bike. Having a full 12-lead is ideal for maximal exercise test so can monitor for arhythmias, but alternative for just HR would be a wireless chest strap heart rate monitor |
| Pulse oximeter | Masimo | MAS-9500 | Usually multiple probe options: finger, forehead, ear lobe. Usually avoid finger as tight handlebar grip can cause measurement inaccuracies |
| Pneumotach (preVent Flow Sensor) | MCG Diagnostics | 758100-003 | Alternative systems can use a turbine |
| Nose piece (disposable) | MCG Diagnostics | 536007-001 | Numerous possible options/alternatives |
| Mouthpeice with saliva trap | MCG Diagnostics | 758301-001 | Suggest filling the saliva trap with paper towel/gauze and tape cap to limit dripping |
| Headband | Cardinal Health | 292866 | Used to secure the forehead pulse oximeter and the lines for the cart |
| Stethescope | 3M Littman | 3157SM | Numerous possible options/alternatives |
| Blood pressure cuff | HCS | HCS9005-7 | Cuff size will depend on the population planning to test |
| ECG Electrodes | Cardinal Health | M2570 | only needed with lead based ECG/HR monitoring |
| K2EDTA tube 5mL | Becton Dickinson | 368661 | |
| *The table provides a list of the supplies and equipment utilized in this protocol and comments related to the equipment. Brand name/company is provided, but the use of other brands will not affect the results, key is to keep it consistent throughout testing in a particular study. | |||
References
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