Quantification of the effect of warm up and stretching on the oxygen metabolism using an improved version of a fnirs device

Abstract

ÖZETISINMA VE AÇMA-GERME HAREKETLER N N OKS JENMETABOL ZMASI ÜZER NDEK ETK LER N N YEN LENM Ş B RiYKÖS C HAZI TARAFINDAN ÖLÇÜMLENMESSon yıllarda büyük ilerleme kaydeden egzersiz fizyolojisinin temel ilkelerinden biriidmandan önce ısınma ve açma-germe egzersizleri yapılmasıdır. Bunun nedeni kandakioksijen metabolisması ile yakından ilgilidir. Isınma hareketleri, vücut ısısını arttırıp kandakipH miktarını düşürerek, enzim reaksiyonlarını harekete geçirir ve oksi-hemoglobininparçalanmasını hızlandırır. Açma-germe hareketleri ise, sarkomeri maksimal uzunluğunagetirerek ve ekstrasellüler matriksi (ağırlıklı olarak kolajen liflerini) hareket hattıyla aynıdoğrultuya dizer.Bu yüksek lisans tezi, ısınma ve açma-germe hareketlerinin oksijen metabolizmasıüzerindeki etkisini irdelemektedir. Ölçme işleminde kullanılan aygıt, NIROXCOPE 301 adlıbir iYKÖS cihazıdır. Niroxcope 2011'in gelişmiş sürümü olan Niroxcope 301, deoksi-hemoglobin (Hb) ve oksi-hemoglobin (HbO2) parametrelerinin zamana karşı değişmini lokalolarak ve kalibrasyon aşamasında belirlenmiş bir baz değere göre ölçer. Atardamar EngeliProtokolü, gastrocnemius üzerine uygulanarak egzersize hazırlanmış bir kası, hazırlanmamışhaliyle 3 parametreye göre karşılaştırır: Maksimal [Hb] seviyesi ANOVA (değişkenlerinanalizi) ile p = 4.71 e-5, %90 indisi ise p = 0.0054 sonucunu vermiştir. Geri dönüm süresi iseçift yönlü etkenler sebebiyle istikrarsız sonuçlar üretmiştir.Anahtar kelimeler: ısınma, açma-germe (esnetme) hareketleri, oksijen metabolizması,işlevsel Yakın-Kızılötesi Spektroskopi (iYKÖS), Niroxcope, iskemi1Boğaziçi Üniversitesi Biyofotonik Laboratuvarı tarafından geliştirilmiştir.

ABSTRACTQUANTIFICATION OF THE EFFECT OF WARM UP ANDSTRETCHING ON THE OXYGEN METABOLISM USING ANIMPROVED VERSION OF A fNIRS DEVICEIn the vastly improved field of exercise physiology, it is an imperative to exercise a awarm up and stretching routine before training. The reasoning is closely associated with theoxygen (O2) metabolism in the blood. Warm up provides the necessary means to activateenzymatic reactions to accelerate oxy-hemoglobin (HbO2) break up by increasing the bodytemperature and slightly decreasing the pH of blood. Stretching, meanwhile, acts as a regimeto educate the muscle by extending the sarcomere to its full length and lining up theextracellular matrix (predominantly, the collagen fibers) in the line of action.This M.Sc. thesis is involved with the analysis of the effect of warm up and stretchingon the O2 metabolism. The device used in the quantification process is a fNIRS equipment,named NIROXCOPE 301. Niroxcope 301, an improved version of Niroxcope 2011, locallymeasures the deoxy-hemoglobin (Hb) and oxy-hemoglobin (HbO2) change with respect totime and relative to a baseline determined at the calibration stage. The Arterial OcclusionProtocol was applied by using Niroxcope 301 in an effort to compare the gastrocnemius of thesubjects ready for exercise (i.e. with warm up and stretching) with the unpreparedgastrocnemius in terms of the pre-determined three parameters of post occlusion. Hbmax data,due to its great difference compared to that of the control groups resulted in p = 4.71 e-5 inANOVA analysis. 90% index provided the most sterile data as it is normalized by a maximalvalue. It resulted in p = 0.0054. trec was a more controversial data due to its dual nature (morerecuitment vs. better recovery of a single unit) and displayed a mixed pattern..Keywords: warm up, stretching, O2 metabolism, functional Near-Infrared Spectrscopy(fNIRS), Niroxcope, ischemia1Developed in the Biophotonics Lab, Boğaziçi University, Istanbul