運動テスト中のポータブル筋酸素化モニターを使用した閾値決定の信頼性:系統的レビューとメタ

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12649 (2023) この記事を引用

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ここ数年にわたり、代謝/人工呼吸器の閾値を決定するためにポータブル近赤外分光法 (NIRS) 技術が提案されてきました。 この体系的レビューとメタ分析は、運動テスト中に閾値を決定するためのポータブル筋酸素化モニターの信頼性を評価することを目的としていました。 PICO が提案した質問は次のとおりです。ポータブル NIRS を使用した筋酸素化閾値の運動強度は、アスリートで決定された運動強度の乳酸値および換気閾値と比較して信頼できるものですか? Pubmed、Scopus、Web of Science の検索が行われ、PRISMA ガイドラインに従ってレビューが実施されました。 15件の記事が収録されていました。 最も高いバイアスを示したドメインは、交絡因子 (93% が中程度または高リスク) および参加者選択 (100% が中程度または高リスク) でした。 最初の換気閾値または乳酸閾値の運動強度と最初の筋酸素化閾値の間のクラス内相関係数は 0.53 (わずか 3 件の研究からのデータで得られた) であったのに対し、2 番目の閾値は 0.80 でした。 今回の研究は、ポータブル筋肉酸素化モニターは第 2 換気閾値と乳酸閾値の決定に関して中程度から良好な信頼性を持っているものの、検出の数学的方法、第 1 閾値を検出する能力、複数の領域での検出を調査するにはさらなる研究が必要であることを示しています。 、閾値の決定における性別、パフォーマンスレベル、脂肪組織の影響。

多くのスポーツでは、代謝/換気閾値を検出するために、さまざまな方法の運動テストが実行されます。 これらのゾーンまたはポイントは、生理学的結果 (ドット(V)、酸素量 (VO2)、血中乳酸、心拍数など) の非線形増加によって特徴付けられるため、強度の 3 段階モデル​​を可能にする 2 つの生理学的ブレークポイントを決定します。適用1、2、3。 これらのデータは、トレーナーやアスリートにとって、体調を評価し、トレーニングを最適化し、心血管のフィットネスと持久力を向上させるために強度をプログラムするために重要です4,5。 したがって、信頼できる閾値検出方法を用意することが非常に重要です6。

換気閾値または代謝閾値は通常、増分検査中に得られるガス交換データまたは血中乳酸データによってそれぞれ決定されます4,7。 ガス交換は、呼吸代償点の検出を可能にするガス交換測定値 (ドット(V)、VO2、二酸化炭素量 (VCO2)、分時換気量 (VE)) の進化を評価するために最も一般的に使用される方法の 1 つです (こちらも参照)から換気閾値（VT）として）8. たとえば、よく使用される方法の 1 つは、分時換気量の非線形増加、酸素の換気当量、二酸化炭素の換気当量、酸素摂取量、および二酸化炭素生成を検出することによって、第 1 および第 2 換気閾値を決定する換気法です9。 。 広く使用されているもう 1 つの方法は、血中乳酸測定です10。 現代の生理学では、乳酸はエネルギー基質の利用、細胞シグナル伝達、適応に広範囲に影響を与える主要な代謝中間体であると考えられています11。 乳酸は解糖の最終生成物であり、ミトコンドリア呼吸の主要なエネルギー源として、酸素非依存性と酸素依存性のエネルギー生成を結び付ける役割を果たしているため、ミトコンドリアにとっても重要です4,11。 したがって、乳酸はミトコンドリア小胞体に入り、酸化的リン酸化によって細胞エネルギーの恒常性をサポートし、このプロセスは乳酸の処理に役立ちます11。 血中乳酸濃度を使用した閾値の決定は、数学的モデルに固定された値（たとえば、2 または 4 mmol L-1）12から取得できます13、14。

ただし、どちらの方法にも、ガス交換の経済的コスト、血液を 1 滴抽出する必要があること、または乳酸を継続的に測定できないことなどの制限があり、これらすべてが新しい方法論を探求する興味深いものとなっています。 さらに、筋酸素飽和度 (SmO2) を使用して閾値を決定することは、肺ガス交換法または血中乳酸法に代わる有効な代替手段となる可能性があることが示唆されています 16,17。