Ottimizzazione del consumo dei grassi durante esercizio fisico: studio di un test per il target mirato di allenamento individuale

Il primo studio ha verificato l'affidabilità del software Polimedicus e gli effetti indotti d'allenamento arobico all’intensità del FatMax. 16 soggetti sovrappeso, di circa 40-55anni, sono stati arruolati e sottoposti a un test incrementale fino a raggiungere un RER di 0,95, e da quel momento il carico è stato aumentato di 1 km/ h ogni minuto fino a esaurimento. Successivamente, è stato verificato se i valori estrapolati dal programma erano quelli che si possono verificare durante a un test a carico costante di 1ora. I soggetti dopo 8 settimane di allenamento hanno fatto un altro test incrementale. Il dati hanno mostrato che Polimedicus non è molto affidabile, soprattutto l'HR. Nel secondo studio è stato sviluppato un nuovo programma, Inca, ed i risultati sono stati confrontati con i dati ottenuti dal primo studio con Polimedicus. I risultati finali hanno mostrato che Inca è più affidabile. Nel terzo studio, abbiamo voluto verificare l'esattezza del calcolo del FatMax con Inca e il test FATmaxwork. 25 soggetti in sovrappeso, tra 40-55 anni, sono stati arruolati e sottoposti al FATmaxwork test. Successivamente, è stato verificato se i valori estrapolati da INCA erano quelli che possono verificarsi durante un carico di prova costante di un'ora. L'analisi ha mostrato una precisione del calcolo della FatMax durante il carico di lavoro. Conclusione: E’ emersa una certa difficoltà nel determinare questo parametro, sia per la variabilità inter-individuale che intra-individuale. In futuro bisognerà migliorare INCA per ottenere protocolli di allenamento ancora più validi.

Valutazione delle funzioni cardio-respiratorie ed epatiche in pazienti con cuore univentricolare trattati con intervento di connessione cavo-polmonare totale

L'intervento di connessione cavo-polmonare totale (TCPC) nei pazienti portatori di cuore univentricolare, a causa della particolare condizione emodinamica, determina un risentimento a carico di numerosi parenchimi. Scopo della ricerca è di valutare l'entità di questo danno ad un follow-up medio-lungo. Sono stati arruolati 115 pazienti, sottoposti ad intervento presso i centri di Cardiochirurgia Pediatrica di Bologna (52 pz) e Torino (63 pz). Il follow-up medio è stato di 125±2 mesi. I pazienti sono stati sottoposti ad indagine emodinamica (88 pz), test cardiopolmonare (75 pz) e Fibroscan ed ecografia epatica (47 pz). La pressione polmonare media è stata di 11.5±2.6mmHg, ed in 12 pazienti i valori di pressione polmonare erano superiori a 15mmHg. La pressione atriale media era di 6.7±2.3mmHg ed il calcolo delle resistenze vascolari polmonari indicizzate (RVP) era in media di 2±0.99 UW/m2. In 29 pazienti le RVP erano superiori a 2 UW/m2. La VO2 max in media era pari a 28±31 ml/Kg/min, 58±15 % del valore teorico. La frequenza cardiaca massima all'apice dello sforzo era di 151±22 bpm, pari al 74±17% del valore teorico. Il Fibroscan ha fornito un valore medio di 17.01 kPa (8-34.3kPa). Cinque pazienti erano in classe F2, 9 pazienti in classe F3 e 33 pazienti risultavano in classe F4. Nei pazienti con follow-up maggiore di 10 anni il valore di stiffness epatica (19.6±5.2kPa) è risultato significativamente maggiore a quello dei pazienti con follow-up minore di 10 anni (15.1±5.8kPa, p<0.01). La frequenza cardiaca massima raggiunta durante lo sforzo del test cardiopolmonare è risultata significativamente correlata alla morfologia del ventricolo unico, risultando del 67.8±14.4% del valore teorico nei pazienti portatori di ventricolo destro contro il 79.6±8.7% dei portatori di ventricolo sinistro (p=0.006). L'intervento di TCPC determina un risentimento a carico di numerosi parenchimi proporzionale alla lunghezza del follow-up, e necessita pertanto un costante monitoraggio clinico-strumentale multidisciplinare.

Gender equality and human development in Macedonia during transition (1991-2006)

The present thesis treats the issue of gender equality in Macedonia during the period of transition from the socialist system to the one of parliamentary democracy. The main aim is to mainstream the gender perspective in the analysis of the transitional policies through the examination of the basic citizenship rights to which citizens are entitled and by the means of the evaluation of their capabilities to exercise these rights. Gender equality, as one of the main strongholds of the concept of human development is measured through the application of nine gender relevant capabilities in a Case study conducted within selected municipalities in the country. Through the analysis of the Macedonian constitutional and legal framework and the assessment of gender based inequalities, the research questions the need for the enactment of a process of engendering of citizenship, which would integrate gender based differences, contemplate the private sphere of citizens lives and pledge participation in the political life of the country. The thesis, finally, analyses the gender equality strategy of the Macedonian government with the purpose to evaluate whether it is context based, i.e. it tackles the main fields where inequalities emerge and in this context whether it envisages a process of engendering of citizenship.

Bioengineering of exercise: biomechanical and metabolic aspects

The field of research of this dissertation concerns the bioengineering of exercise, in particular the relationship between biomechanical and metabolic knowledge. This relationship can allow to evaluate exercise in many different circumstances: optimizing athlete performance, understanding and helping compensation in prosthetic patients and prescribing exercise with high caloric consumption and minimal joint loading to obese subjects. Furthermore, it can have technical application in fitness and rehabilitation machine design, predicting energy consumption and joint loads for the subjects who will use the machine. The aim of this dissertation was to further understand how mechanical work and metabolic energy cost are related during movement using interpretative models. Musculoskeletal models, when including muscle energy expenditure description, can be useful to address this issue, allowing to evaluate human movement in terms of both mechanical and metabolic energy expenditure. A whole body muscle-skeletal model that could describe both biomechanical and metabolic aspects during movement was identified in literature and then was applied and validated using an EMG-driven approach. The advantage of using EMG driven approach was to avoid the use of arbitrary defined optimization functions to solve the indeterminate problem of muscle activations. A sensitivity analysis was conducted in order to know how much changes in model parameters could affect model outputs: the results showed that changing parameters in between physiological ranges did not influence model outputs largely. In order to evaluate its predicting capacity, the musculoskeletal model was applied to experimental data: first the model was applied in a simple exercise (unilateral leg press exercise) and then in a more complete exercise (elliptical exercise). In these studies, energy consumption predicted by the model resulted to be close to energy consumption estimated by indirect calorimetry for different intensity levels at low frequencies of movement. The use of muscle skeletal models for predicting energy consumption resulted to be promising and the use of EMG driven approach permitted to avoid the introduction of optimization functions. Even though many aspects of this approach have still to be investigated and these results are preliminary, the conclusions of this dissertation suggest that musculoskeletal modelling can be a useful tool for addressing issues about efficiency of movement in healthy and pathologic subjects.

The Influence of Baseline Metabolic Rate and Exercise Training on Cardio-Respiratory Dynamics

Speeding the VO2 kinetics results in a reduction of the O2 deficit. Two factors might determine VO2 kinetics: oxygen delivery to muscle (Tschakovsky and Hughson 1999) and a muscle 'metabolic inertia' (Grassi et al. 1996). Therefore, in study 1 we investigated VO2 kinetics and cardiovascular system adaptations during step exercise transitions in different regions of the moderate domain. In study 2 we investigated muscle oxygenation and cardio-pulmonary adaptations during step exercise tests before, after and over a period of training. Study 1 methods: Seven subjects (26 ± 8 yr; 176 ± 5 cm; 69 ± 6 kg) performed 4 types of step transition from rest (0-50W; 0-100W) or elevate baseline (25-75W; 25-125W). GET and VO2max were assessed before testing. O2 uptake and were measured during testing. Study 2 methods: 10 subjects (25 ± 4 yr; 175 ± 9 cm; 71 ± 12 kg) performed a step transition test (0 to 100 W) before, after and during 4 weeks of endurance training (ET). VO2max and GET were assessed before and after of ET (40 minutes, 3 times a week, 60% O2max). VO2 uptake, Q and deoxyheamoglobin were measured during testing. Study 1 results: VO2 τ and the functional gain were slower in the upper regions of the moderate domain. Q increased more abruptly during rest to work condition. Q τ was faster than VO2 τ for each exercise step. Study 2 results: VO2 τ became faster after ET (25%) and particularly after 1 training session (4%). Q kinetics changed after 4 training sessions nevertheless it was always faster than VO2 τ. An attenuation in ∆[HHb] /∆VO2 was detectible. Conclusion: these investigations suggest that muscle fibres recruitment exerts a influence on the VO2 response within the moderate domain either during different forms of step transition or following ET.