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Dissertation: Billy Sperlich


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Dissertation: Billy Sperlich

Dissertation / Doktorarbeit / Thesis

Deutsche Sporthochschule Köln
Institut für Motorik und Bewegungstechnik
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Sperlich, Billy (2007): Das spirografische Arbeits-O2-Defizit

Zusammenfassung:
Zusammenfassung: Das spirografische Arbeits-O2-Defizit: Es wurde eine Untersuchung über den Einfluss von 100% Sauerstoffatmung auf ausgewählte metabolische, kardio-respiratorsiche sowie hämodynamische Parameter durchgeführt. Das Ziel der Arbeit war die Überprüfung des spirographischen Defizits (sD) nach HOLLMANN (1963), definiert als Sauerstoffmehraufnahme (VO2) von 100 ml/min nach Umschaltung von Raumluft (NO)- auf Hyperoxieatmung (HE) bei submaximaler Belastung. Ferner wurde die Beziehung des sD zur ermittelten 4 mmol/l Laktatschwelle überprüft. 12 männliche Probanden (VO2max:51,4±8,7ml/min/kg) absolvierten einen Rampentest und Stufentest[M1]. Nach jeweils dreitägiger Pause erfolgten 15-minütige steady-state-Dauertests (DT) bei 30 und 80, 40 und 70, 50 und 60% der Pmax. Jeder DT bestand aus drei Phasen à fünf Minuten. In der ersten (NO1) und dritten Phase (NO2) atmeten die Probanden Raumluft. In der zweiten Phase (HE) atmeten die VP reinen Sauerstoff (FinO2=100%). Ein hardwaremodifiziertes b-b-b Spirometer (Typ ZAN 600 USB) zeichnete sämtliche spirometrischen Parameter auf. Ein eigens für die Untersuchung entwickeltes Softwaremodul wertete im Anschluss die Parameter VO2, VCO2, Atemminutenvolumen (VE), Atemfrequenz (Af), Herzfrequenz (Hf) sowie in- und exspiriertes Atemzugvolumen (Vin/Vex) auf der Berechnungsgrundlage von BEAVER et al. (1981) aus. Die Befunde zeigen, dass das von HOLLMANN beschriebene, mit geschlossenen Spirometern gemessene sD mit einem offenen breath-by-breath-Spirometer reproduziert werden kann und bei einer Belastungsintensität ca. 70% Pmax auftritt. Das sD geht mit einer deutlichen La-Akkumulation einher. Die initiale Atemberuhigung zu Beginn von HE, ersichtlich durch eine Verringerung der VE, AF und HF, belegt die dominante atemregulierende Wirkung von O2 zu Beginn von HE.



Abstract: Spirografic Oxygen Deficit: Several test procedures have been designed to quantify metabolic and respiratory function since KNIPPING introduced spiroergografic testing in 1929. Altering inspired oxygen content (FinO2) leads to several metabolic and cardio-respiratory reactions. HOLLMANN defined the “spirografic oxygen deficit” (SOD) in 1963 as the excess oxygen uptake (VO2) above 100 ml/min after changing FinO2 from normoxia (NO) to hyperoxia (HE) during steady state load. The SOD was measured by closed circuit spirographs and was regarded as the sufficiency limit of submaximal endurance performance due to the limiting factors of peripheral oxygen consumption. The goal of the study was to determine whether the intensity at which SOD appears relates to an increase in lactate (La) accumulation. The results document a non-invasive La-independent method of measuring submaximal endurance performance with a special breath-by-breath (bbb) apparatus. Twelve healthy male subjects VO2max:51.4±8.7 ml/min/kg) performed a ramp and incremental test on a cycleergometer. After three days rest, three test series were performed at 30 and 80%, 40 and 70%, 50 and 60% Pmax respectively. After five minutes of NO, FinO2 was increased to 100% O2 for five minutes. VO2, VCO2, ventilation (VE), inspired and expired volume (Vin/Vex), breath frequency (BF) and heart rate (HR) were calculated by a modified bbb spirograph. The results demonstrate a reproduction of the SOD with a modified open breath-by-breath spirografic device. The SOD occurs in healthy subjects at 70% Pmax accompanied with a significant increase in La and pH drop. The initial respiratory depression, visible by decrease in VE and BF, shows a dominant respiratory control of O2 at the beginning of HE. Subsequent hyperventilation occurs due to increasing paCO2. The results show that the measurement of SOD is a possible non-invasive tool for evaluating submaximal endurance performance with a special bbb apparatus.


15.12.2017 - 03:16