Un protocollo massimo tethered-swimming rapidamente incrementato per la valutazione cardiorespiratoria dei nuotatori

Un test di esercizio che comporta un aumento incrementale del tasso di lavoro (WR) dal basso al massimo (cioè, test di esercizio incrementale; INC) fornisce il metodo gold standard di valutazione cardiorespiratoria per gli atleti di resistenza. Oltre al WR più alto che l’atleta può raggiungere_(piccoWR), INC consente anche di determinare il più alto tasso al quale l’individuo può consumare ossigeno (O₂) per quella forma di esercizio (V-O_2peak) se i dati di scambio di gas e ventilatorio vengono raccolti durante il test¹. Il_2peak rappresenta la misura del criterio della forma cardiorespiratoria. Inoltre, l’analisi dei dati di scambio di gas e di ventilazione raccolti come WR è aumentata fornisce un modo non invasivo per identificare il punto in cui la concentrazione di lattato di sangue (sangue [lattato]) aumenta al di sopra del valore di base (soglia di lattazione) e il punto in cui inizia ad accumularsi ad un ritmo accelerato (punto di cambio lattate)². Questi punti di interruzione metabolici sono stimati determinando la soglia di cambio di gas (GET) e il punto di compensazione respiratoria (RCP), rispettivamente³. È importante sottolineare che il GET fornisce una stima robusta del punto in cui il sangue [lattato] inizialmente aumenta, mentre l'”iperventilazione” che caratterizza RCP è un fenomeno più complesso che può essere avviato da input afferente diverso dalla chemoreception di per sé. Di conseguenza, le conclusioni basate sull’identificazione di RCP dovrebbero essere fatte con cautela.

Quando l’esercizio viene mantenuto a un ritmo costante di lavoro (CWR), ci sono profili di risposta fisiologica notevolmente diversi in base al “dominio di intensità dell’esercizio” all’interno del quale il WR cade^4,5. In particolare, il raggiungimento di uno “stato stabile]_e di un “lattato] è rapido nel dominio moderato, ritardato nel dominio pesante e irraggiungibile nel dominio grave^4,5. È ben noto che la velocità con cui O₂ può essere consumata a GET durante l’INC (V .O_2GET) serve come tasso metabolico che separa il moderato dal dominio pesante durante CWR^3,6. Anche se controverse, una serie di osservazioni recenti indicano un’equivalenza simile tra il tasso al quale O₂ può essere consumato presso rcP (V-O_2RCP) e la separazione pesante/grave^7,8,9,10. L’identificazione dei dati raccolti durante l’INC potrebbe quindi essere utile per prescrivere regimi di allenamento specifici per il dominio per gli atleti di resistenza attraverso il tasso_metabolico con l’avvertenza che allineare un tasso_metabolico a un tasso di lavoro specifico è più complesso del semplice fatto in base al rapporto del tasso di lavoro V -O₂derivato dal test incrementale^8,11.

Quando è stato inizialmente esplorato il concetto di test per determinare il V -O_2max, i ricercatori hanno fatto eseguire adescrittori di corsa in pista fino al limite della tolleranza all’esercizio fisico (T_lim)ad aumentare la velocità in giorni separati¹. La ricerca è stata condotta che ha confermato che il V-O_2max può essere determinato anche da simili bout eseguiti a T_lim lo stesso giorno con periodi di riposo intervallati¹². Alla fine, è stato dimostrato che un protocollo continuo con WR è aumentato in modo incrementale a intervalli di tempo specifici (ad esempio, ogni 3 min) ha rivelato lo stesso V-O_2peak come i test discontinui¹³. Di conseguenza, questi “test di esercizio graduati” sono diventati lo standard per determinare questa misura del criterio di fitness cardiorespiratorio. Tuttavia, nel 1981, Whipp e colleghi hanno pubblicato ricerche che indicavano che, ai fini della misurazione di V-O_2max, l’INC potrebbe essere eseguita interamente nello stato non stabile; cioè, con WR che aumenta continuamente come “funzione liscia del tempo” (RAMP-INC)¹⁴. A differenza di INC con fasi estese e aumenti di WR relativamente grandi per fase, l’aumento graduale durante RAMP-INC assicura che la “regione di buffering isocapnico” che separa GET e RCP sia chiaramente definita¹⁵. Inoltre, proprio come l’INC con le fasi, ramp-INC può essere utilizzato per valutare “esercizio economico” (cioè, il V-O₂ richiesto per dato WR); tuttavia, a differenza dell’INC con le fasi, in questo caso, è l’inverso di “efficienza delta” (cioè, la pendenza della relazione V-O₂-WR) che viene utilizzata a questo scopo¹¹ tenendo conto del fatto che a causa della complessità della risposta V-O₂ alle velocità di lavoro in tutto lo spettro di intensità, questo parametro non sarà una caratteristica immutabile dell’INC di per sé (ad esempio, RAMP-INC avviato da diversi tassi di base o caratterizzato da diverse pendenze di rampa) o Esercizio ^{CWR 16}.

Per i test di fitness generali, INC è di solito eseguita su un ergometro di gamba o tapis roulant perché queste modalità sono più disponibili e il ciclismo delle gambe e camminare / corsa sono familiari alla persona media. Inoltre, la somministrazione di RAMP-INC richiede la capacità di aumentare il WR continuamente in piccoli incrementi (ad esempio, 1 W ogni 2 s); quindi, un ergometro (tipicamente leg cycling) è più adatto per questo tipo di test. Tuttavia, la valutazione degli atleti è più complessa perché gli atleti devono essere testati durante l’esecuzione della modalità specifica di esercizio richiesto per il loro sport. Per i ciclisti e gli individui che partecipano a sport che coinvolgono la corsa, questo non è problematico a causa dell’accessibilità e dell’applicabilità delle suddette macchine di prova. Al contrario, il test ecologicamente valido con lo scambio di gas e la raccolta dei dati di ventilazione e l’incremento graduale del WR richiesto per RAMP-INC è più impegnativo quando si valutano gli atleti acquatici.

Prima dell’avvento dei sistemi di raccolta automatizzati, la valutazione dello scambio di gas dei nuotatori veniva spesso eseguita utilizzando la raccolta Douglas-bag a seguito di una nuotata massima¹⁷. Una volta sviluppati i sistemi automatizzati, la collezione “in tempo reale” ha avuto luogo, ma non in condizioni di “nuoto reale” (ad esempio, mentre i nuotatori nuotavano in un flume che controllava WR)¹⁷. Purtroppo, il primo metodo ha limitazioni intrinseche dovute alle ipotesi di “estrapolazione all’indietro” mentre il secondo solleva preoccupazioni circa il grado in cui il nuoto flume cambia tecnica¹⁷. Lo stato attuale dell’arte prevede l’uso di sistemi di raccolta respiro per respiro portatili che si muovono con il nuotatore lungo la piscina durante il nuoto libero¹⁷. Mentre questo tipo di misurazione migliora la validità ecologica, l’incremento graduale del WR è impegnativo. Infatti, inC durante il nuoto libero in genere comporta intervalli di distanza impostata (ad esempio, 200 m) a velocità progressivamente crescente^14,15. Ciò significa che un test è costituito da fasi lunghe con grandi incrementi di WR diseguali. Non sorprende quindi che solo un singolo punto di interruzione metabolico (tipicamente chiamato “soglia anaerobica”) sia segnalato dai ricercatori che impiegano questo test^18,19. Al contrario, abbiamo recentemente dimostrato che sia V’O_2GET che V’O_2RCP possono essere determinati dai dati raccolti mentre i nuotatori eseguivano il nuoto fermo in una piscina contro un carico che è stato aumentato gradualmente e rapidamente (cioè, il nuoto incrementale con tethered)²⁰. Mentre il modello di respirazione unico che è presente durante il nuoto potrebbe rendere i punti di interruzione di cui sopra più difficile da identificare rispetto alle modalità tipiche di valutazione (osservazione personale), riteniamo che questo metodo di test potrebbe essere adatto come un “ergometro nuotatore” che può essere utilizzato per la valutazione cardiorespiratoria dei nuotatori in un modo simile a come un ciclo stazionario viene utilizzato per i ciclisti. Infatti, abbiamo dimostrato che il V’O_2GET, il V’O_2RCP e l’economia degli esercizi (come indicato dalla pendenza del carico V-O₂₎possono essere tutti determinati dal protocollo di nuoto con incremento rapido descritto al di sotto di²⁰.