Determination of anaerobic threshold in rats using the lactate minimum test

The break point of the curve of blood lactate vs exercise load has been called anaerobic threshold (AT) and is considered to be an important indicator of endurance exercise capacity in human subjects. There are few studies of AT determination in animals. We describe a protocol for AT determination by the "lactate minimum test" in rats during swimming exercise. The test is based on the premise that during an incremental exercise test, and after a bout of maximal exercise, blood lactate decreases to a minimum and then increases again. This minimum value indicates the intensity of the AT. Adult male (90 days) Wistar rats adapted to swimming for 2 weeks were used. The initial state of lactic acidosis was obtained by making the animals jump into the water and swim while carrying a load equivalent to 50% of body weight for 6 min (30-s exercise interrupted by a 30-s rest). After a 9-min rest, blood was collected and the incremental swimming test was started. The test consisted of swimming while supporting loads of 4.5, 5.0, 5.5, 6.0 and 7.0% of body weight. Each exercise load lasted 5 min and was followed by a 30-s rest during which blood samples were taken. The blood lactate minimum was determined from a zero-gradient tangent to a spline function fitting the blood lactate vs workload curve. AT was estimated to be 4.95 ± 0.10% of body weight while interpolated blood lactate was 7.17 ± 0.16 mmol/l. These results suggest the application of AT determination in animal studies concerning metabolism during exercise.

L-carnitine as an ergogenic aid for patients with chronic obstructive pulmonary disease submitted to whole-body and respiratory muscle training programs

The effects of adding L-carnitine to a whole-body and respiratory training program were determined in moderate-to-severe chronic obstructive pulmonary disease (COPD) patients. Sixteen COPD patients (66 ± 7 years) were randomly assigned to L-carnitine (CG) or placebo group (PG) that received either L-carnitine or saline solution (2 g/day, orally) for 6 weeks (forced expiratory volume on first second was 38 ± 16 and 36 ± 12%, respectively). Both groups participated in three weekly 30-min treadmill and threshold inspiratory muscle training sessions, with 3 sets of 10 loaded inspirations (40%) at maximal inspiratory pressure. Nutritional status, exercise tolerance on a treadmill and six-minute walking test, blood lactate, heart rate, blood pressure, and respiratory muscle strength were determined as baseline and on day 42. Maximal capacity in the incremental exercise test was significantly improved in both groups (P < 0.05). Blood lactate, blood pressure, oxygen saturation, and heart rate at identical exercise levels were lower in CG after training (P < 0.05). Inspiratory muscle strength and walking test tolerance were significantly improved in both groups, but the gains of CG were significantly higher than those of PG (40 ± 14 vs 14 ± 5 cmH2O, and 87 ± 30 vs 34 ± 29 m, respectively; P < 0.05). Blood lactate concentration was significantly lower in CG than in PG (1.6 ± 0.7 vs 2.3 ± 0.7 mM, P < 0.05). The present data suggest that carnitine can improve exercise tolerance and inspiratory muscle strength in COPD patients, as well as reduce lactate production.

Association between anaerobic components of the maximal accumulated oxygen deficit and 30-second Wingate test

The purpose of this study was to analyze the relationship between the anaerobic components of the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) and of the 30-second Wingate anaerobic test (30-WAnT). Nine male physical education students performed: a) a maximal incremental exercise test; b) a supramaximal constant workload test to determine the anaerobic components of the MAOD; and c) a 30-WAnT to measure the peak power (PP) and mean power (MP). The fast component of the excess post-exercise oxygen consumption and blood lactate accumulation were measured after the supramaximal constant workload test in order to determine the contributions made by alactic (ALMET) and lactic (LAMET) metabolism. Significant correlations were found between PP and ALMET (r=0.71; P=0.033) and between MP and LAMET(r=0.72; P=0.030). The study results suggested that the anaerobic components of the MAOD and of the 30-WAnT are similarly applicable in the assessment of ALMET and LAMET during high-intensity exercise.

Comparaison des réponses physiologiques lors d’un exercice incrémental maximal sur vélo immergé et sur terrain sec : aspects biomécaniques, cardiopulmonaires et hémodynamiques.

L’exercice en immersion dans l'eau peut générer des réponses hémodynamiques et cardiorespiratoires différentes à celles de l’exercice sur terraine sec. Cependant, aucune étude n’a comparé ces réponses sur vélo aquatique (VA) à celles sur vélo sur terrain sec (VS) à une même puissance mécanique externe (Pext). À cet égard, le premier travail de cette thèse visait, d’abord, à trouver les équivalences de Pext lors du pédalage sur VA en immersion à la poitrine par rapport au VS au laboratoire, en considérant que cela restait non déterminé à ce jour. Une équation de mécanique des fluides fut utilisée pour calculer la force déployée pour le système de pédalage (pales, leviers, pédales) et des jambes à chaque tour de pédale. Ensuite, cette force totale a été multipliée par la vitesse de pédalage pour estimer la Pext sur VA. Ayant trouvé les équivalences de Pext sur VA et VS, nous nous sommes fixés comme objectif dans la deuxième étude de comparer les réponses hémodynamiques et cardiorespiratoires lors d'un exercice maximal progressif sur VS par rapport au VA à une même Pext. Les résultats ont montré que le VO2 (p<0.0001) et la différence artério-veineuse (C(a-v)O2) (p<0.0001) étaient diminués lors de l’exercice sur VA comparativement à celui sur VS. Parmi les variables hémodynamiques, le volume d’éjection systolique (VES) (p˂0.05) et le débit cardiaque (Qc) (p˂0.05) étaient plus élevés sur VA. En plus, on nota une diminution significative de la fréquence cardiaque (FC) (p˂0.05). Étant donné qu’à une même Pext les réponses physiologiques sont différentes sur VA par rapport à celles sur VS, nous avons effectué une troisième étude pour établir la relation entre les différentes expressions de l'intensité relative de l'exercice (% du VO2max,% de la FCmax,% du VO2 de réserve (% de VO2R) et % de la FC réserve (% FCR)). Les résultats ont démontré que la relation % FCR vs % VO2R était la plus corrélée (régression linéaire) et la plus proche de la ligne d’identité. Ces résultats pourraient aider à mieux prescrire et contrôler l’intensité de l'exercice sur VA pour des sujets sains. Finalement, une dernière étude comparant la réactivation parasympathique après un exercice maximal incrémental effectué sur VA et VS en immersion au niveau de la poitrine a montré que la réactivation parasympathique à court terme était plus prédominante sur VA (i,e. t, delta 10 à delta 60 et T30, p<0.05). Cela suggérait, qu’après un exercice maximal sur VA, la réactivation parasympathique à court terme était accélérée par rapport à celle après l'effort maximal sur VS chez de jeunes sujets sains. En conclusion, nous proposons une méthode de calcul de la puissance mécanique externe sur VA en fonction de la cadence de pédalage. Nous avons démontré que pendant l’exercice sur VA les réponses hémodynamiques et cardiorespiratoires sont différentes de celles sur VS à une même Pext et nous proposons des équations pour le calcul du VO2 dans l’eau ainsi qu’une méthode pour la prescription et le contrôle de l’exercice sur VA. Finalement, la réactivation parasympathique à court terme s’est trouvée accélérée après un effort maximal incrémental sur VA comparativement à celle sur VS.

Effects of intravenous administration of caffeine on physiologic variables in exercising horses

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

Influência do treinamento aeróbio sobre o cortisol e glicose plasmáticos em equinos

Estudou-se a resposta do cortisol e da glicemia em 12 equinos da raça Puro Sangue Árabe destreinados (T0) por oito meses e submetidos a um período de 90 dias de treinamento aeróbio (T90). Para avaliação dos efeitos do treinamento, empregou-se teste ergométrico constituído de exercício progressivo em esteira rolante, acompanhado por colheitas de sangue 15 segundos antes do término de cada etapa de esforço. A velocidade (intensidade) do treino foi definida como sendo 80% da V4 (velocidade na qual a lactacidemia atinge 4mmol/L). Adicionalmente, no último mês de treinamento, foi instituído, uma vez por semana, exercício com velocidades variáveis, chamado fartlek. Após 90 dias de treinamento, a concentração plasmática de cortisol elevou-se e após o teste de esforço (20min), houve aumento da glicemia. Este resultado reflete a possibilidade de adaptação ao treinamento. Conclui-se que o cortisol plasmático pode ser utilizado como ferramenta na avaliação de um programa de treinamento em equinos.

Alterações do pH, da P O2 e da P CO2 arteriais e da concentração de lactato sangüíneo de cavalos da raça Árabe durante exercício em esteira de alta velocidade

Avaliaram-se as alterações do pH, da P O2 e da P CO2 do sangue arterial e da concentração de lactato sangüíneo de 11 cavalos adultos da raça Árabe, submetidos a exercício progressivo em esteira de alta velocidade. Antes do exercício, no intervalo dos 15 segundos finais de cada mudança de velocidade e aos 1, 3 e 5 minutos após o término do exercício foram coletadas amostras de sangue arterial e venoso para a mensuração dos gases sangüíneos e da concentração de lactato. O exercício resultou em diminuição do pH, da pressão parcial de O2 (P O2) e da pressão parcial de CO2 (P CO2). A concentração de lactato sangüíneo elevou-se exponencialmente a partir da velocidade de 8,0m/s até os momentos após término do exercício.

Malondialdeído e troponina I cardíaca em equinos da raça Puro Sangue Árabe submetidos ao exercício e à suplementação com vitamina E

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

O treinamento nos valores da V200, FCpico e distância percorrida de cavalos da raça Árabe e Crioula

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

Perfil do nível de atividade física na vida diária de pacientes portadores de DPOC no Brasil

Objective: To evaluate characteristics of physical activities in daily life in COPD patients in Brazil, correlating those Characteristics with physiological variables. Methods: Physical activities in daily life were evaluated in 40 COPD patients (18 males; 66 +/- 8 years of age; FEV(1) = 46 +/- 16 % of predicted; body mass index = 27 +/- 6 kg/m(2)) and 30 healthy age- and gender-matched subjects, using a multiaxial accelerometer-based sensor for 12 h/day on two consecutive days. We also assessed maximal and functional exercise capacity, using the incremental exercise test and the six-minute walk test (6MWT), respectively; MIP and MEP; peripheral muscle force, using the one-repetition maximum test and the handgrip test; quality of life, using the Saint George's Respiratory Questionnaire (SGRQ); functional status, using the London Chest Activity of Daily Living questionnaire; and dyspnea sensation, using the Medical Research Council (MRC) scale. Results: Mean walking time/day was shorter for COPD patients than for the controls (55 +/- 33 vs. 80 +/- 28 min/day; p = 0.001), as movement intensity was lower (1.9 +/- 0.4 vs. 2.3 +/- 0.6 m/s(2); p = 0.004). The COPD patients also tended to spend more time seated (294 +/- 114 vs. 246 +/- 122 min/day, p = 0.08). Walking time/day correlated with the 6MWT (r = 0.42; p = 0.007) and maximal workload (r = 0.41; p = 0.009), as well as with age, MRC scale score and SGRQ activity domain score (-0.31 <= r <= -0.43; p <= 0.05 for all). Conclusions: This sample of Brazilian patients with COPD, although more active than those evaluated in studies conducted in Europe, were less active than were the controls. Walking time/day correlated only moderately with maximal and functional exercise capacity.

Máxima fase estável de lactato sanguíneo e potência crítica em ciclistas bem treinados

O principal objetivo deste estudo foi comparar a intensidade correspondente à máxima fase estável de lactato (MLSS) e a potência crítica (PC) durante o ciclismo em indivíduos bem treinados. Seis ciclistas do sexo masculino (25,5 ± 4,4 anos, 68,8 ± 3,0kg, 173,0 ± 4,0cm) realizaram em diferentes dias os seguintes testes: exercício incremental até a exaustão para a determinação do pico de consumo de oxigênio (VO2pico) e sua respectiva intensidade (IVO2pico); cinco a sete testes de carga constante para a determinação da MLSS e da PC; e um exercício até a exaustão na PC. A MLSS foi considerada com a maior intensidade de exercício onde a concentração de lactato não aumentou mais do que 1mM entre o 10º e o 30º min de exercício. Os valores individuais de potência (95, 100 e 110% IVO2pico) e seu respectivo tempo máximo de exercício (Tlim) foram ajustados a partir do modelo hiperbólico de dois parâmetros para a determinação da PC. Embora altamente correlacionadas (r = 0,99; p = 0,0001), a PC (313,5 ± 32,3W) foi significantemente maior do que a MLLS (287,0 ± 37,8W) (p = 0,0002). A diferença percentual da PC em relação à MLSS foi de 9,5 ± 3,1%. No exercício realizado na PC, embora tenha existido componente lento do VO2 (CL = 400,8 ± 267,0 ml.min-1), o VO2pico não foi alcançado (91,1 ± 3,3 %). Com base nesses resultados pode-se concluir que a PC e a MLSS identificam diferentes intensidades de exercício, mesmo em atletas com elevada aptidão aeróbia. Entretanto, o percentual da diferença entre a MLLS e PC (9%) indica que relação entre esses dois índices pode depender da aptidão aeróbia. Durante o exercício realizado até a exaustão na PC, o CL que é desenvolvido não permite que o VO2pico seja alcançado.

Efeitos do estado e especificidade do treinamento aeróbio na relação %VO2max versus %FCmax durante o ciclismo

OBJETIVO: Determinar os efeitos do estado e especificidade de treinamento aeróbio na relação entre o percentual do consumo máximo de oxigênio (%VO2max) e o percentual da frequência cardíaca máxima (%FCmax) durante o exercício incremental realizado no cicloergômetro. MÉTODOS: Sete corredores, 9 ciclistas, 11 triatletas e 12 sedentários, todos do sexo masculino e aparentemente saudáveis, foram submetidos a um teste incremental até a exaustão no cicloergômetro. Regressões lineares entre %VO2max e %FCmax foram determinadas para cada indivíduo. Com base nessas regressões, foram calculados %FCmax correspondentes a determinados %VO2max (50, 60, 70, 80 e 90%) de cada participante. RESULTADOS: Não foram encontradas diferenças significantes entre todos os grupos nos %FCmax para cada um dos %VO2max avaliados. Analisando-se os voluntários como um único grupo, as médias dos %FCmax correspondentes a 50, 60, 70, 80 e 90% %VO2max foram 67, 73, 80, 87, e 93%, respectivamente. CONCLUSÃO: Nos grupos analisados, a relação entre o %VO2max e %FCmax durante o exercício incremental no ciclismo não é dependente do estado e especificidade do treinamento aeróbio.

Determination of anaerobic threshold in rats using the lactate minimum test

The break point of the curve of blood lactate vs exercise load has been called anaerobic threshold (AT) and is considered to be an important indicator of endurance exercise capacity in human subjects. There are few studies of AT determination in animals. We describe a protocol for AT determination by the lactate minimum test in rats during swimming exercise. The test is based on the premise that during an incremental exercise test, and after a bout of maximal exercise, blood lactate decreases to a minimum and then increases again. This minimum value indicates the intensity of the AT. Adult male (90 days) Wistar rats adapted to swimming for 2 weeks were used. The initial state of lactic acidosis was obtained by making the animals jump into the water and swim while carrying a load equivalent to 50% of body weight for 6 min (30-s exercise interrupted by a 30-s rest). After a 9-min rest, blood was collected and the incremental swimming test was started. The test consisted of swimming while supporting loads of 4.5, 5.0, 5.5, 6.0 and 7.0% of body weight. Each exercise load lasted 5 min and was followed by a 30-s rest during which blood samples were taken. The blood lactate minimum was determined from a zero-gradient tangent to a spline function fitting the blood lactate vs workload curve. AT was estimated to be 4.95 ± 0.10% of body weight while interpolated blood lactate was 7.17 ± 0.16 mmol/l. These results suggest the application of AT determination in animal studies concerning metabolism during exercise.

Predicting MAOD Using Only a Supramaximal Exhaustive Test

The objective of this study was to propose an alternative method (MAOD(ALT)) to estimate the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) using only one supramaximal exhaustive test. Nine participants performed the following tests: (a) a maximal incremental exercise test, (b) six submaximal constant workload tests, and (c) a supramaximal constant workload test. Traditional MAOD was determined by calculating the difference between predicted O(2) demand and accumulated O(2) uptake during the supramaximal test. MAOD(ALT) was established by summing the fast component of excess post-exercise oxygen consumption and the O(2) equivalent for energy provided by blood lactate accumulation, both of which were measured during the supramaximal test. There was no significant difference between MAOD (2.82 +/- 0.45 L) and MAOD(ALT) (2.77 +/- 0.37 L) (p = 0.60). The correlation between MAOD and MAOD(ALT) was also high (r = 0.78; p = 0.014). These data indicate that the MAOD(ALT) can be used to estimate the MAOD.

Influência da forma de indução à acidose na determinação da intensidade de lactato mínimo em corredores de longa distância

O objetivo principal deste estudo foi verificar se diferentes formas de indução à acidose interferem na determinação da intensidade do lactato mínimo (LACmin) em corredores de longa distância. Desse modo, 14 corredores de provas fundas do atletismo participaram do estudo. Os atletas realizaram três protocolos: 1) teste incremental em esteira rolante, com incrementos de 1km.h-1 a cada três minutos até a exaustão, para a determinação das intensidades de limiar anaeróbio (OBLA), de limiar aeróbio (Laer), consumo máximo de oxigênio (VO2max) e intensidade de consumo máximo de oxigênio (vVO2max); 2) teste de lactato mínimo em pista de atletismo (LACminp), que consistiu de dois esforços máximos de 233m na pista de atletismo com intervalo de um minuto entre cada repetição, com oito minutos de recuperação passiva, seguido de um teste incremental semelhante ao do protocolo 1; e 3) teste de lactato mínimo em esteira rolante (LACmine), constituído de dois esforços máximos de um minuto e 45 segundos com intervalo de um minuto, na intensidade de 120% da vVO2max, seguido dos mesmos procedimentos do protocolo 2. Foram coletadas amostras de sangue do lóbulo da orelha ao final de cada estágio em todos os protocolos e no 7º minuto de recuperação passiva dos testes de LACmine e LACminp. A análise de variância (ANOVA) mostrou que ocorreram diferenças significativas entre as intensidades de LACmine (13,23 ± 1,78km.h-1) e OBLA (14,67 ± 1,44km.h-1). Dessa maneira, a partir dos resultados obtidos no presente estudo, é possível concluir que a determinação da intensidade correspondente ao lactato mínimo é dependente do protocolo utilizado para a indução à acidose. Além disso, o LACmine subestimou a intensidade correspondente ao OBLA, não podendo ser utilizado para a mensuração da capacidade aeróbia de corredores fundistas.