Relação entre parâmetros fisiológicos aeróbios e anaeróbios com o desempenho de ciclistas

Pós-graduação em Fisioterapia - FCT

Validação de um teste específico para determinação do máximo déficit acumulado de oxigênio (MAOD) e da máxima fase estável de lactato em nado atado

Pós-graduação em Fisioterapia - FCT

Utilização do modelo de potência crítica para avaliação da capacidade aeróbia e anaeróbia em protocolo específico para o tênis de mesa

Pós-graduação em Ciências da Motricidade - IBRC

Distribuição espaço-temporal de macroinvertebrados aquáticos do médio Rio Xingu, Altamira - PA

O presente estudo objetivou avaliar a estrutura da assembléia de macroinvertebrados bentônicos no médio rio Xingu, estimando a produção secundária anual. Dois ambientes no setor do médio rio Xingu foram estudados, um lêntico (lago da Ilha Grande) e o canal principal. No lago foram realizadas coletas nos habitats marginal e profundo, utilizando amostrador tipo core e uma draga Ekiman-Birge; já nos habitats de corredeira e remanso no canal principal, os organismos foram coletados com uma rede tipo surber e core. As coletas ocorerram durante 12 meses abrangendo o período de cheia (janeiro a maio) e da seca (junho a dezembro) local. Foram coletados um total de 23.432 indivíduos da macrofauna bentônica, referentes a 43 táxons, 8 classes e 4 filos. Os insetos e gastrópodes corresponderam, respectivamente, a 47% e 36% do total de exemplares capturados. A maior diversidade de táxons foi registrada para os ambientes de corredeiras. O ambiente de remanso do rio por sua vez foi muito similar em riqueza de espécies, ao ambiente marginal do lago. A densidade média no período de seca foi de 1.605,75 ind.m^-2, e no período da cheia de 894,43 ind.m^-2. Leptophlebiidae, Hydropsychidae e Chironomidae, com 29,0%, 21,4% e 13,1%, respectivamente contribuíram com a maior abundância no ambiente de rio. Já para o lago, os Chironomidae (34,6%) Oligochaeta (23,2%), Chaoboridade (14,7%) e Nematoda (14,5%) contribuíram com a maior proporção da densidade. As diferenças encontradas nas assembléias de macroinvertebrados entre habitats foram relacionadas a diferenças de oxigênio dissolvido e nutrientes. Os ambientes de corredeira foram os mais diferenciados de todos os habitats estudados.

Efeitos da maturação biológica sobre o custo energético, potência aeróbia, máximo déficit acumulado de oxigênio e performances de nadadores

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Máximo déficit acumulado de oxigênio em corridas livre e resistida em pista

Pós-graduação em Ciências da Motricidade - IBRC

Sodium bicarbonate supplementation improved MAOD but is not correlated with 200- and 400-m running performances: a double-blind, crossover, and placebo-controlled study

The aim of the study was to investigate the effects of acute supplementation of sodium bicarbonate (NaHCO3) on maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) determined by a single supramaximal effort (MAODALT) in running and the correlation with 200- and 400-m running performances. Fifteen healthy men (age, 23 ± 4 years; maximal oxygen uptake, 50.6 ± 6.1 mL·kg(-1)·min(-1)) underwent a maximal incremental exercise test and 2 supramaximal efforts at 110% of the intensity associated with maximal oxygen uptake, which was carried out after ingesting either 0.3 g·kg(-1) body weight NaHCO3 or a placebo (dextrose) and completing 200- and 400-m performance tests. The study design was double-blind, crossover, and placebo-controlled. Significant differences were found between the NaHCO3 and placebo conditions for MAODALT (p = 0.01) and the qualitative inference for substantial changes showed a very likely positive effect (98%). The lactic anaerobic contribution in the NaHCO3 ingestion condition was significantly higher (p < 0.01) and showed a very likely positive effect (99% chance), similar to that verified for peak blood lactate concentration (p < 0.01). No difference was found for time until exhaustion (p = 0.19) or alactic anaerobic contribution (p = 0.81). No significant correlations were observed between MAODALT and 200- and 400-m running performance tests. Therefore, we can conclude that both MAODALT and the anaerobic lactic metabolism are modified after acute NaHCO3 ingestion, but it is not correlated with running performance.

Running-based anaerobic sprint test as a procedure to evaluate anaerobic power

The aim of this study was to evaluate the use of the running anaerobic sprint test (RAST) as a predictor of anaerobic capacity, compare it to the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) and to compare the RAST's parameters with the parameters of 30-s all-out tethered running on a treadmill. 39 (17.0±1.4 years) soccer players participated in this study. The participants underwent an incremental test, 10 submaximal efforts [50-95% of velocity correspondent to VO2MAX (vVO2MAX)] and one supramaximal effort at 110% of vVO2MAX for the determination of MAOD. Furthermore, the athletes performed the RAST. In the second stage the 30-s all-out tethered running was performed on a treadmill (30-s all-out), and compared with RAST. No significant correlation was observed between MAOD and RAST parameters. However, significant correlations were found between the power of the fifth effort (P5) of RAST with peak and mean power of 30-s all-out (r=0.73 and 0.50; p<0.05, respectively). In conclusion, the parameters from RAST do not have an association with MAOD, suggesting that this method should not be used to evaluate anaerobic capacity. Although the correlations between RAST parameters with 30-s all-out do reinforce the RAST as an evaluation method of anaerobic metabolism, such as anaerobic power.

Determinação do máximo déficit acumulado de oxigênio de nadadores por meio da técnica de retro extrapolação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Anaerobic energy provision does not limit Wingate exercise performance in endurance-trained cyclists

[EN] The aim of this study was to evaluate the effects of severe acute hypoxia on exercise performance and metabolism during 30-s Wingate tests. Five endurance- (E) and five sprint- (S) trained track cyclists from the Spanish National Team performed 30-s Wingate tests in normoxia and hypoxia (inspired O(2) fraction = 0.10). Oxygen deficit was estimated from submaximal cycling economy tests by use of a nonlinear model. E cyclists showed higher maximal O(2) uptake than S (72 +/- 1 and 62 +/- 2 ml x kg(-1) x min(-1), P < 0.05). S cyclists achieved higher peak and mean power output, and 33% larger oxygen deficit than E (P < 0.05). During the Wingate test in normoxia, S relied more on anaerobic energy sources than E (P < 0.05); however, S showed a larger fatigue index in both conditions (P < 0.05). Compared with normoxia, hypoxia lowered O(2) uptake by 16% in E and S (P < 0.05). Peak power output, fatigue index, and exercise femoral vein blood lactate concentration were not altered by hypoxia in any group. Endurance cyclists, unlike S, maintained their mean power output in hypoxia by increasing their anaerobic energy production, as shown by 7% greater oxygen deficit and 11% higher postexercise lactate concentration. In conclusion, performance during 30-s Wingate tests in severe acute hypoxia is maintained or barely reduced owing to the enhancement of the anaerobic energy release. The effect of severe acute hypoxia on supramaximal exercise performance depends on training background.

Beta-alanine supplementation improves jumping power and affects severe-intensity performance in professional alpine skiers.

INTRODUCTION Supplementation with beta-alanine may have positive effects on severe-intensity, intermittent, and isometric strength-endurance performance. These could be advantageous for competitive alpine skiers, whose races last 45 to 150 s, require metabolic power above the aerobic maximum, and involve isometric muscle work. Further, beta-alanine supplementation affects the muscle force-frequency relationship, which could influence explosiveness. We explored the effects of beta-alanine on explosive jump performance, severe exercise energy metabolism, and severe-intensity ski-like performance. METHODS Nine male elite alpine skiers consumed 4.8 g/d beta-alanine or placebo for 5 weeks in a double-blind fashion. Before and after, they performed countermovement jumps (CMJ), a 90-s cycling bout at 110% VO2max (CLT), and a maximal 90-s box jump test (BJ90). RESULTS Beta-alanine improved maximal (+7 ± 3%, d = 0.9) and mean CMJ power (+7 ± 2%, d = 0.7), tended to reduce oxygen deficit (-3 ± 8%, p = .06) and lactate accumulation (-12 ± 31%) and enhance aerobic energy contribution (+1.3 ± 2.9%, p = .07) in the CLT, and improved performance in the last third of BJ90 (+7 ± 4%, p = .02). These effects were not observed with placebo. CONCLUSIONS Beta-alanine supplementation improved explosive and repeated jump performance in elite alpine skiers. Enhanced muscle contractility could possibly explain improved explosive and repeated jump performance. Increased aerobic energy production could possibly help explain repeated jump performance as well.

Design and development of an enzyme-linked biosensor for detection and quantification of phosphate species

The objective of this study is to design and development of an enzyme-linked biosensor for detection and quantification of phosphate species. Various concentrations of phosphate species were tested and completed for this study. Phosphate is one of the vital nutrients for all living organisms. Phosphate compounds can be found in nature (e.g., water sediments), and they often exist in aninorganic form. The amount of phosphates in the environment strongly influences the operations of living organisms. Excess amount of phosphate in the environment causes eutrophication which in turn causes oxygen deficit for the other living organisms. Fish die and degradation of habitat in the water occurs as a result of eutrophication. In contrast, low phosphate concentration causes death of vegetation since plants utilize the inorganic phosphate for photosynthesis, respiration, and regulation of enzymes. Therefore, the phosphate quantity in lakes and rivers must be monitored. Result demonstrated that phosphate species could be detected in various organisms via enzyme-linked biosensor in this research.

Assessing microvascular function with breathing maneuvers : an oxygenation-sensitive CMR study

Ce projet illustre cinq études, mettant l'emphase sur le développement d'une nouvelle approche diagnostique cardiovasculaire afin d'évaluer le niveau d’oxygène contenu dans le myocarde ainsi que sa fonction microvasculaire. En combinant une séquence de résonance magnétique cardiovasculaire (RMC) pouvant détecter le niveau d’oxygène (OS), des manœuvres respiratoires ainsi que des analyses de gaz artériels peuvent être utilisés comme procédure non invasive destinée à induire une réponse vasoactive afin d’évaluer la réserve d'oxygénation, une mesure clé de la fonction vasculaire. Le nombre de tests diagnostiques cardiaques prescrits ainsi que les interventions, sont en pleine expansion. L'imagerie et tests non invasifs sont souvent effectués avant l’utilisation de procédures invasives. L'imagerie cardiaque permet d’évaluer la présence ou absence de sténoses coronaires, un important facteur économique dans notre système de soins de santé. Les techniques d'imagerie non invasives fournissent de l’information précise afin d’identifier la présence et l’emplacement du déficit de perfusion chez les patients présentant des symptômes d'ischémie myocardique. Néanmoins, plusieurs techniques actuelles requièrent la nécessité de radiation, d’agents de contraste ou traceurs, sans oublier des protocoles de stress pharmacologiques ou physiques. L’imagerie RMC peut identifier une sténose coronaire significative sans radiation. De nouvelles tendances d’utilisation de RMC visent à développer des techniques diagnostiques qui ne requièrent aucun facteur de stress pharmacologiques ou d’agents de contraste. L'objectif principal de ce projet était de développer et tester une nouvelle technique diagnostique afin d’évaluer la fonction vasculaire coronarienne en utilisant l' OS-RMC, en combinaison avec des manœuvres respiratoires comme stimulus vasoactif. Ensuite, les objectifs, secondaires étaient d’utilisés l’OS-RMC pour évaluer l'oxygénation du myocarde et la réponse coronaire en présence de gaz artériels altérés. Suite aux manœuvres respiratoires la réponse vasculaire a été validée chez un modèle animal pour ensuite être utilisé chez deux volontaires sains et finalement dans une population de patients atteints de maladies cardiovasculaires. Chez le modèle animal, les manœuvres respiratoires ont pu induire un changement significatif, mesuré intrusivement par débit sanguin coronaire. Il a été démontré qu’en présence d'une sténose coronarienne hémodynamiquement significative, l’OS-RMC pouvait détecter un déficit en oxygène du myocarde. Chez l’homme sain, l'application de cette technique en comparaison avec l'adénosine (l’agent standard) pour induire une vasodilatation coronarienne et les manœuvres respiratoires ont pu induire une réponse plus significative en oxygénation dans un myocarde sain. Finalement, nous avons utilisé les manœuvres respiratoires parmi un groupe de patients atteint de maladies coronariennes. Leurs myocardes étant altérées par une sténose coronaire, en conséquence modifiant ainsi leur réponse en oxygénation. Par la suite nous avons évalué les effets des gaz artériels sanguins sur l'oxygénation du myocarde. Ils démontrent que la réponse coronarienne est atténuée au cours de l’hyperoxie, suite à un stimuli d’apnée. Ce phénomène provoque une réduction globale du débit sanguin coronaire et un déficit d'oxygénation dans le modèle animal ayant une sténose lorsqu’un supplément en oxygène est donné. En conclusion, ce travail a permis d'améliorer notre compréhension des nouvelles techniques diagnostiques en imagerie cardiovasculaire. Par ailleurs, nous avons démontré que la combinaison de manœuvres respiratoires et l’imagerie OS-RMC peut fournir une méthode non-invasive et rentable pour évaluer la fonction vasculaire coronarienne régionale et globale.

Assessing microvascular function with breathing maneuvers : an oxygenation-sensitive CMR study

Ce projet illustre cinq études, mettant l'emphase sur le développement d'une nouvelle approche diagnostique cardiovasculaire afin d'évaluer le niveau d’oxygène contenu dans le myocarde ainsi que sa fonction microvasculaire. En combinant une séquence de résonance magnétique cardiovasculaire (RMC) pouvant détecter le niveau d’oxygène (OS), des manœuvres respiratoires ainsi que des analyses de gaz artériels peuvent être utilisés comme procédure non invasive destinée à induire une réponse vasoactive afin d’évaluer la réserve d'oxygénation, une mesure clé de la fonction vasculaire. Le nombre de tests diagnostiques cardiaques prescrits ainsi que les interventions, sont en pleine expansion. L'imagerie et tests non invasifs sont souvent effectués avant l’utilisation de procédures invasives. L'imagerie cardiaque permet d’évaluer la présence ou absence de sténoses coronaires, un important facteur économique dans notre système de soins de santé. Les techniques d'imagerie non invasives fournissent de l’information précise afin d’identifier la présence et l’emplacement du déficit de perfusion chez les patients présentant des symptômes d'ischémie myocardique. Néanmoins, plusieurs techniques actuelles requièrent la nécessité de radiation, d’agents de contraste ou traceurs, sans oublier des protocoles de stress pharmacologiques ou physiques. L’imagerie RMC peut identifier une sténose coronaire significative sans radiation. De nouvelles tendances d’utilisation de RMC visent à développer des techniques diagnostiques qui ne requièrent aucun facteur de stress pharmacologiques ou d’agents de contraste. L'objectif principal de ce projet était de développer et tester une nouvelle technique diagnostique afin d’évaluer la fonction vasculaire coronarienne en utilisant l' OS-RMC, en combinaison avec des manœuvres respiratoires comme stimulus vasoactif. Ensuite, les objectifs, secondaires étaient d’utilisés l’OS-RMC pour évaluer l'oxygénation du myocarde et la réponse coronaire en présence de gaz artériels altérés. Suite aux manœuvres respiratoires la réponse vasculaire a été validée chez un modèle animal pour ensuite être utilisé chez deux volontaires sains et finalement dans une population de patients atteints de maladies cardiovasculaires. Chez le modèle animal, les manœuvres respiratoires ont pu induire un changement significatif, mesuré intrusivement par débit sanguin coronaire. Il a été démontré qu’en présence d'une sténose coronarienne hémodynamiquement significative, l’OS-RMC pouvait détecter un déficit en oxygène du myocarde. Chez l’homme sain, l'application de cette technique en comparaison avec l'adénosine (l’agent standard) pour induire une vasodilatation coronarienne et les manœuvres respiratoires ont pu induire une réponse plus significative en oxygénation dans un myocarde sain. Finalement, nous avons utilisé les manœuvres respiratoires parmi un groupe de patients atteint de maladies coronariennes. Leurs myocardes étant altérées par une sténose coronaire, en conséquence modifiant ainsi leur réponse en oxygénation. Par la suite nous avons évalué les effets des gaz artériels sanguins sur l'oxygénation du myocarde. Ils démontrent que la réponse coronarienne est atténuée au cours de l’hyperoxie, suite à un stimuli d’apnée. Ce phénomène provoque une réduction globale du débit sanguin coronaire et un déficit d'oxygénation dans le modèle animal ayant une sténose lorsqu’un supplément en oxygène est donné. En conclusion, ce travail a permis d'améliorer notre compréhension des nouvelles techniques diagnostiques en imagerie cardiovasculaire. Par ailleurs, nous avons démontré que la combinaison de manœuvres respiratoires et l’imagerie OS-RMC peut fournir une méthode non-invasive et rentable pour évaluer la fonction vasculaire coronarienne régionale et globale.

Role of glutathione deficit in the disconnectivity syndrome in schizophrenia: from pathogenetic mechanisms to therapeutic interventions

In the cerebrospinal fluid of 26 drug-naive schizophrenics (DSM-III- R), we observed that the level of glutathione ([GSH]) and of its metabolite γ-Glu-Gln was decreased by 27% and 16% respectively. Using a new in-vivo method based on magnetic resonance spec- troscopy, [GSH] was measured in the medial prefrontal cortex of 18 schizophrenics and found to be 52 % lower than in controls (n = 20). This is consistent with the recently observed decreased mRNA levels in fibroblasts of patients (n=32) of the two GSH synthesizing en- zymes (glutathione synthetase (GSS), and glutamate-cysteine ligase M (GCLM) the modulatory subunit of glutamate-cysteine ligase). Moreover, the level of GCLM expression in fibroblasts correlates neg- atively with the psychopathology (positive, general and some nega- tive symptoms). Thus, the observed difference in gene expression is not only the cause of low brain [GSH], but is also related to the sever- ity of symptoms, suggesting that fibroblasts are adequate surrogate for brain tissue. A hypothesis was proposed, based on a central role of GSH in the pathophysiology of schizophrenia. GSH is an important endogenous redox regulator and neuroactive substance. GSH is pro- tecting cells from damage by reactive oxygen species generated, among others, by the metabolism of dopamine. A GSH deficit-in- duced oxidative stress would lead to lipid peroxidation and micro-le- sions in the surrounding of catecholamine terminals, affecting the synaptic contacts on dendritic spines of cortical neurones, where ex- citatory glutamatergic terminals converge with dopaminergic ones. This would lead to spines degeneration and abnormal nervous con- nections or structural disconnectivity, possibly responsible for posi- tive, perceptive and cognitive symptoms of schizophrenia. In addi- tion, a GSH deficit could also lead to a functional disconnectivity by depressing NMDA neurotransmission, in analogy to phencyclidine effects. Present experimental biochemical, cell biological and behav- ioral data are consistent with the proposed mechanism: decreasing pharmacologically [GSH] in experimental models, with or without blocking DA uptake (GBR12909), induces morphological and behav- ioral changes similar to those observed in patients. Dendritic spines: (a) In neuronal cultures, low [GSH] and DA induce decreased density of neural processes; (b) In developing rats (p5-p16), [GSH] deficit and GBR induce a decrease in normal spines in prefrontal pyramids and in GABA-parvalbumine but not of -calretinine immunoreactivity in anterior cingulate. NMDA-dependant synaptic plasticity: GSH deple- I/13 tion in hippocampal slices impairs long-term potentiation. Develop- ing rats with low [GSH] and GBR have deficit in olfactory integration and in object recognition which appears earlier in males than fe- males, in analogy to the delay of the psychosis onset between man and woman. In summary, a deficit of GSH and/or GSH-related enzymes during early development could constitute a major vulnerability fac- tor in schizophrenia.