Anwendungspotenzial eines Belastungsprotokolls mit pseudo-randomisierten binären Sequenzen in Kombination mit einem dynamischen Transportmodell zur Erfassung physiologischer Kinetiken

Publikationen: Buch/BerichtDissertationsschriftForschung

AutorInnen

  • Jessica Koschate

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Die Analyse der körperlichen Leistungsfähigkeit stellt sowohl einen Ausgangspunkt für die Trainingsplanung von Athleten, als auch für die Rehabilitationsplanung bei Patienten dar. Zumeist wird die körperliche Leistungskapazität über die maximale Sauerstoffaufnahme bei erschöpfenden Belastungen bestimmt. Im täglichen Leben treten jedoch häu-figer schnelle Belastungsänderungen im moderaten statt maximalen Bereich auf. Diese erfordern eine schnelle, adäquate Regulationsfähigkeit des Herz-Kreislauf-Systems und des aeroben Stoffwechsels. Mit Hilfe der Erfassung der Kinetiken der Herzfrequenz und der muskulären Sauerstoffaufnahme bei moderaten Leistungswechseln kann diese Regulationsfähigkeit beurteilt werden. In dem Verfahren nach Hoffmann et al. (2013) werden randomisierte moderate Leistungswechsel mit einem dynamischen Transport-Modell kombiniert. Mit diesem Ansatz können Verzerrungen, die durch den Transport der arterio-venösen Sauerstoffkonzentrationsdifferenz zwischen arbeitender Muskulatur und Lunge in Übergangsphasen zwischen zwei Belastungsintensitäten entstehen, berücksichtigt und die muskuläre Sauerstoffaufnahme in nur einem Testdurchlauf abgeschätzt werden. Bisher wurde das Verfahren ausschließlich bei jüngeren Probanden angewendet. Insbesondere für ältere oder inaktive Personengruppen und Patienten ist es möglich, dass die Analyse der Kinetiken mit diesem zeitökonomischen Verfahren zusätzliche, wertvolle Informationen zur Regulation des Herz-Kreislauf- sowie aeroben Systems und damit zur alltagsrelevanten körperlichen Leistungsfähigkeit liefern.
In Publikation I wird daher die grundsätzliche Anwendbarkeit des Verfahrens in einer repräsentativen älteren Probandengruppe untersucht. Um mögliche Unterschiede zwischen verschiedenen Patientengruppen darzustellen, werden in Publikation II Typ 2 Diabetes Patienten mit unterschiedlicher, das Herz-Kreislauf-System beeinflussender Medikation verglichen. Publikation III zeigt die Sensitivität des Verfahrens gegenüber Veränderungen der Herzfrequenz- und muskulären Sauerstoffaufnahme-Kinetik nach Ausdauertraining bei Typ 2 Diabetikern. In Publikation IV wird das Verfahren mit jüngeren Probanden auf eine alltagsnähere Bewegung, dem Gehen auf dem Laufband, übertragen. Schließlich werden publikationsübergreifende Ergebnisse dargestellt, die den Vergleich der HR- und V'O2-Kinetiken zwischen den einzelnen Gruppen ermöglichen.
Die Anwendung des Verfahrens in verschiedenen Personengruppen zeigt, dass die Berücksichtigung verzerrender Einflüsse des Herz-Kreislauf-Systems bei der Erfassung der muskulären Sauerstoffaufnahme-Kinetik Beachtung finden sollte. Das Verfahren ermöglicht eine differenzierte Beurteilung der metabolischen und kardiovaskulären Regulationsfähigkeit. Dies ist für Ältere und Patientengruppen wie Typ 2 Diabetiker besonders relevant, da kardiovaskuläre Verzerrungen in diesen Probandengruppen gegenüber Jüngeren ausgeprägter erscheinen.



The analysis of physical performance is both the basis for training plans of athletes, as well as for treatment decisions in patients. In most cases the physical performance is determined by the maximum oxygen uptake during exhaustive exercise. However, in everyday life rapid moderate work rate changes occur more often than maximum loads. These require rapid, adequate adaptations of the cardiovascular system and the aerobic metabolism. Regulatory processes can be assessed via kinetics of heart rate and muscular oxygen uptake during moderate work rate changes. The method of Hoffmann et al. (2013), using randomized moderate work rate changes, combined with a dynamic transport model, allows an estimation of confounding factors caused by the transport of the arterio-venous oxygen concentration difference between the working muscle and the lung during transition phases of changing work rates. So far, the described method, which only requires a single test session, has been applied in young subjects only. Especially for older or inactive persons and patients, the analysis of the kinetics with this time efficient method could provide additional, valuable information on cardiovascular and metabolic regulation and might thus be relevant for daily life physical performance.
Therefore, in publication I the basic applicability of the method is investigated in a representative group of elderly subjects. In publication II patient populations with varying cardiovascular medication are analyzed to illustrate possible differences between different groups of patients. In publication III the sensitivity of the method to changes in heart rate and muscular oxygen uptake kinetics after endurance training in type 2 diabetes patients is shown. In publication IV, the method was transferred to walking on a treadmill, which is supposed to be closer to daily activities. This was tested for general applicability in young subjects. Finally, comprehensive results are presented that allow the comparison of regulatory mechanisms between the different groups.
The application of the method in different groups shows that confounding influences of the cardiovascular system should be considered when muscular oxygen uptake kinetics are evaluated. The method allows a differentiated assessment of metabolic and cardio-vascular regulatory processes. This appears particularly relevant to patient groups and aged individuals, because cardiovascular distortions seem to be more pronounced compared with young subjects.

OriginalspracheDeutsch
ErscheinungsortKöln
Herausgeber/inDeutsche Sporthochschule Köln
Seitenumfang173
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2016

ID: 2884366

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