De Maximale Inspannings Fiets Test

Transcriptie

1 De Maximale Inspannings Fiets Test Voor cardiopatiënten in fase Ι Ι van hun revalidatie programma HANDLEIDING Instituut Fysiotherapie 17 december 2002 geproduceerd door: Afstudeergroep Niet Te Filmen (NTF ) Rachel Habets Emma Molenaar Peter Middeljans In samenwerking met: Revalidatie Centrum Amsterdam (RCA): Hogeschool van Amsterdam:

2 Voorwoord In het kader van de afstudeeropdracht aan de Hogeschool van Amsterdam, Instituut Fysiotherapie hebben wij een interne opdracht uitgevoerd. Deze opdracht bestaat onder andere uit het maken van een instructie handleiding en een bijbehorende videoband over de Maximale Inspanning Fiets Test bij hartpatiënten, uitgevoerd in het Revalidatie Centrum Amsterdam (RCA). Behalve in het RCA zijn de video en de handleiding ook op het Instituut Fysiotherapie in de mediatheek te vinden, waar het materiaal gebruikt kan worden voor onderwijsdoeleinden. Dit product is mede tot stand gekomen door: Bob van de Berg, interne opdrachtgever (HvA) Jeroen Overmars, externe opdrachtgever (RCA) Bert Schaap, afstudeerbegeleider (HvA) Silvia Immikhuizen, testafneemster (RCA) Frank Thomissen, proefpersoon Jeroen en Roel, audiovisuele dienst (HvA) Hierbij willen wij jullie erg bedanken voor alle hulp. Emma Molenaar Peter Middeljans Rachel Habets 2

3 Inhoudsopgave Hoofdstuk: Bladzijde: 1. Inleiding 4 2. Leerdoelen 5 3. Maximale Inspannings Fiets Test Doel 3.2 Contra-indicaties 3.3 Uitvoerbaarheid / veiligheid / geschiktheid 3.4 Betrouwbaarheid 3.5 Validiteit 3.6 Responsiviteit 4. Energiesystemen Uithoudingsvermogen 4.2 Creatinefosfaatsysteem (ATP-CP) 4.3 Melkzuursysteem (glycolyse) 4.4 Aërobe energievoorziening (citroenzuurcyclus en ademhalingsketen) 4.5 Meten van uithoudingsvermogen 5. Effecten van training op het uithoudingsvermogen Collaterale vascularisatie van het hart 5.2 Stollingscapaciteiten van het bloed 5.3 Cholesterolgehalte (lipidengehalte) van het bloed 5.4 Afnemen van de bloeddruk 5.5 Cardiorespiratoire aanpassingen in rust 5.6 Veranderingen in de grootte van het hart 6. Testvoorbereiding Materiaal 6.2 Testopstelling 6.3 Instructies aan de patiënt 6.4 Aanbreng materiaal 6.5 Testuitvoering 6.6 Testafronding 7. Resultaten 21 Bijlagen 22 - De maximale Hartslag - De RER - Het VO 2 Plateau - Literatuurlijst 3

4 1. Inleiding Na te hebben gezocht naar een onderwerp hebben we gekozen voor het maken van een skillslab. In de mediatheek zijn al verscheidene skillslabs aanwezig over diverse onderwerpen. In overleg met Bob van den Berg zijn verschillende onderwerpen voor skillslabs naar voren gekomen en hebben we ons hierop georiënteerd. Een aantal van deze onderwerpen had betrekking op hartpatiënten, wat onze interesse heeft. Eén van de mogelijke opdrachten was de Maximale Inspannings Fiets Test (MIFT) die wordt uitgevoerd in het revalidatieprogramma van hartpatiënten - om te vormen tot lesstof. Zowel voor het RCA als voor het Instituut Fysiotherapie. De opdracht was dus deels intern deels extern. Het RCA (Revalidatie Centrum Amsterdam) maakt veel gebruik van de MIFT. Dit is een fietstest die wordt toegepast bij hartpatiënten. Bij binnenkomst in het revalidatiecentrum wordt de fietstest uitgevoerd. Aan de hand van deze test wordt een revalidatieprogramma opgesteld. Na acht weken wordt de MIFT opnieuw uitgevoerd bij de patiënt. Aan de hand hiervan wordt gekeken of het uithoudingsvermogen is verbeterd. Deze test staat niet op video. Aan ons is de opdracht gegeven om deze test vast te leggen op video en daar een bijhorende handleiding over te schrijven. Dus het onderwerp is geworden een instructie video met bijbehorende handleiding over de Maximale Inspannings Fiets Test voor hartpatiënten. De video en handleiding van de MIFT wordt gebruikt als instructie materiaal voor nieuw komende fysiotherapeuten in het RCA. Op de HvA is (geen) erg weinig beeldmateriaal over de MIFT aanwezig. Om die reden wordt de instructie video met bijbehorende handleiding in het onderwijs van de Hogeschool van Amsterdam (HvA) Instituut Fysiotherapie opgenomen. In deze handleiding gaan wij uitgebreid in op de uitvoering van de Maximale Inspannings Fiets Test en op de fysiologie van het uithoudingsvermogen. Wij wensen je veel leerplezier, Emma Molenaar Rachel Habets Peter Middeljans 4

5 2. Leerdoelen Deze handleiding met video is gemaakt voor zowel studenten als therapeuten. Aangezien deze groepen verschillen in kennis, zijn voor beide groepen aparte leerdoelen opgesteld. De student heeft na het bestuderen van de handleiding kennis van de volgende punten: - De inspanningsfysiologie met betrekking tot het meten van het uithoudingsvermogen. - Het doel van de Maximale Inspannings Fiets Test. - De betrouwbaarheid, validiteit en responsiviteit van de Maximale Inspannings Fiets Test. - De contra-indicaties van de Maximale Inspannings Fiets Test. - De testuitvoering van de Maximale Inspanning Fiets Test. De student heeft na het bekijken van de video: - Een duidelijk beeld van de instructies aan de patiënt. - Een duidelijk beeld hoe de materialen worden gebruikt. - Een duidelijk beeld bij welke patiënten en in welke situatie de Maximale Inspannings Fiets Test kan worden uitgevoerd. - Een duidelijk beeld van de uitvoering van de Maximale Inspannings Fiets Test. - Een duidelijk beeld hoe de resultaten worden verwerkt. De therapeut heeft na het bestuderen van de handleiding: - Verfriste kennis van de inspanningsfysiologie met betrekking tot het meten van het uithoudingsvermogen. - Het doel van de Maximale Inspannings Fiets Test. - Kennis over de manier waarop de Maximale Inspanning Fiets Test wordt afgenomen in het RCA. De therapeut heeft na het bekijken van de video: - Een duidelijk beeld van de instructies aan de patiënt. - Een duidelijk beeld van de uitvoering van de Maximale Inspanning Fiets Test in het RCA. - Een duidelijk beeld hoe de resultaten worden verwerkt. 5

6 3. De Maximale Inspannings Fiets Test In dit hoofdstuk behandelen we aspecten van de Maximale Inspannings Fiets Test (MIFT) die bepalend zijn voor het praktische gebruik en klinische relevantie. Het praktische gebruik wordt mede bepaald door het doel, de contra-indicaties en de uitvoerbaarheid van de test. De klinische relevantie wordt mede bepaald door de validiteit, betrouwbaarheid en responsiviteit. Deze begrippen worden hieronder toegelicht met betrekking op de MIFT. 3.1 Doel De MIFT heeft als doel het uithoudingsvermogen te meten van hartpatiënten. De test wordt afgenomen in de eerste week dat de hartpatiënt met het revalidatie programma mee doet. Aan de hand van de verkregen gegevens wordt de belastbaarheid van de patiënt bepaald en wordt er een trainingsprogramma voor hem / haar opgesteld. De patiënt wordt vervolgens ingedeeld in de groep die een soort gelijk belastingsniveau heeft. In week acht wordt de test nogmaals afgenomen. Dit maal fungeert de test meer als een evaluatief middel. Aan de hand van de test kan gezien worden in hoeverre de patiënt vooruitgang heeft geboekt in de afgelopen weken. De revalidatie starten niet zonder fietstest. 3.2 Contra-indicaties Voor de patiënt is van belang dat de kans op gezondheidsklachten veroorzaakt door de test geminimaliseerd worden. Om die reden zijn er contra-indicaties vastgesteld. Als een patiënt aan een of meerdere van deze indicaties voldoet is het niet toegestaan de test te ondergaan. Er is hoe dan ook een arts aanwezig bij het afnemen van de test. Deze ziet erop toe dat de veiligheid gewaarborgd wordt en grijpt in wanneer nodig is. Zijn / haar aanwezigheid is wettelijk verplicht. Hieronder worden de belangrijkste contra-indicaties genoemd. Hierbij is ervan uit gegaan dat deze test alleen bij hartpatiënten wordt uitgevoerd. - Ernstige belemmeringen van kapsel-, band- en bewegingsapparaat. - Zwangerschap. - Duizeligheid en / of misselijkheid (hoofdpijn). - Preventieve medicijnen niet ingenomen (of niet op tijd). - Pijn op de borst en / of doorstralend naar de armen. - Benauwdheid. - Hoge / lage bloeddruk. - Hartfalen. - Te hoge of te lage hartfrequentie (brady- / tachycardie). - Ernstige orthopedische afwijkingen(niet absoluut). In het RCA is het zo dat ze in het protocol vermeld staan. Soms is het zo dat er in de verwijzing vermeld staat dat er sprake is van een contra-indicatie. Soms kom je erachter tijdens de fietstest. 6

7 3.3 Uitvoerbaarheid De eisen waaraan een therapeut moet voldoen zijn dat hij of zij de procedure goed moet beheersen. Uiteraard is het prettig als de therapeut verstand heeft van de pathologie maar dat is geen eis. De arts beslist of er gestopt wordt tijdens een test. De kennis en vaardigheid worden gewoon overgedragen van de ene functieassistent op de andere. De test wordt uitgevoerd met gevoelige apparatuur. De apparatuur is in staat de omgevingsfactoren te meten en mee berekenen in de testresultaten. Deze apparatuur is niet goedkoop en dit materiaal zal je dus alleen aantreffen in grote instellingen als bijvoorbeeld revalidatie centra. Deze twee punten zorgen er voor dat de test niet erg toegankelijk is voor de gewone therapeut in een doorsnee praktijk. Daar en tegen is deze test goed uitvoerbaar voor grotere instellingen. Grote instellingen hebben over het algemeen een groter budget tot hun beschikking en hebben meer ruimte en mensen die voor de uitvoering van de test nodig zijn. Ten slotte hebben grote instellingen ook het meest baat bij het afnemen van deze test. In doorsnee praktijken zullen niet snel uitgebreide revalidatieprogramma s worden uitgevoerd. 3.4 Betrouwbaarheid Een betrouwbare test is een test die bij herhaalde afname een identieke score oplevert en waarbij de onderzoeksresultaten zo min mogelijk afhankelijk zijn van toeval. Bij de MIFT wordt de invloed van het toeval tot een minimum gereduceerd. Er wordt gebruik gemaakt van geijkt materiaal en slechts een korte tijd voor de test worden omgevingsfactoren gemeten en in de computer ingevoerd. Zo wordt er: - Een constante temperatuur van 21 C gehandhaafd - De baro pressure (luchtdruk) gemeten (1020) - De humidity (vochtigheid) gemeten (56) - Regelmatig de ergometerfiets geijkt (drie keer in de week, op de test dagen) - Gebruik gemaakt van gevoelige meetapparatuur De factor die de meetwaarden het meest kan beïnvloeden is dan nog de patiënt zelf. Deze kan angstig zijn voor wat komen gaat, onzeker over zijn inspanningsvermogen e.d. Dit soort voorbeelden kunnen de uitslag van de test doen afwijken van de werkelijkheid. De vraag is in hoeverre dit de MIFT minder betrouwbaar maakt. Over het algemeen kan gezegd worden dat de MIFT een betrouwbare test is gezien zijn nauwkeurige meetapparatuur en gestandaardiseerde uitvoering. Op deze manier is het dus verantwoord om uitslagen van verschillende testmomenten met elkaar te vergelijken (intrabeoordelaars betrouwbaarheid) of de van de ene therapeut test met die van een andere collega te vergelijken (interbeoordelaars betrouwbaarheid). 3.5 Validiteit Onder criteriumvaliditeit wordt verstaan de samenhang tussen de uitkomsten van een test met een gouden standaard (ideale test met de hoogste mate van validiteit) die gebruikt en geaccepteerd wordt in het werkveld. 7

8 De validiteit van MIFT is naar vermoeden hoog. In Richtlijnen voor hartrevalidatie van het KNGF wordt de maximale inspanningstest beschouwd als objectief meetinstrument voor het gestandaardiseerd beoordelen van het inspanningsvermogen. In de ergometrie waarin sub-maximaal testen worden beoordeeld op validiteit worden maximaal testen zoals deze gezien als gouden standaard. We denken daarom vanuit dat de MIFT een hoge validiteit heeft. 3.6 Responsiviteit Responsiviteit verwijst naar de eigenschap van een meetinstrument om kleine maar klinisch relevante veranderingen waar te kunnen nemen. Bijvoorbeeld door een VAS-schaal van 100 millimeter te gebruiken kunnen kleine veranderingen eerder worden opgemerkt dan wanneer een driepuntsschaal gebruikt wordt. De MIFT heeft naar onze mening een hoge responsiviteit. Dit verwachten wij ten aan zien van de manier waarop de test wordt afgenomen. 3.7 Conclusie De MIFT heeft wel wat voorwaarden voordat deze daadwerkelijk praktisch en klinisch relevant kan worden genoemd. - De MIFT is geen goedkope test - Is arbeidsintensief - Kent door zijn hoge intensiteit een aantal contra-indicaties - Vereist kennis en vaardigheid van de therapeut Wat dat betreft is de MIFT niet praktisch in de zin van eenvoudig uit te voeren. Daarentegen maken deze factoren de test niet minder relevant voor de kliniek. De test is: - In hoge mate specifiek - Betrouwbaar - Valide Dit maakt het een zeer relevante test. Praktisch en klinische relevantie zijn daarom in onze ogen evenwichtig. 8

9 4. Energiesystemen In dit hoofdstuk beschrijven we de verschillende energiesystemen. Ook gaan we in op de term uithoudingsvermogen en beschrijven hoe dit gemeten wordt. Dit hoofdstuk is bedoeld om een gedetailleerd beeld te krijgen over de manier waarop energie vrijkomt tijdens belasting. Hierdoor wordt het duidelijk wat nu precies gemeten wordt bij de Maximale Inspannings Fiets Test (MIFT). 4.1 Uithoudingsvermogen Uithoudingsvermogen is het in staat zijn om een vorm van arbeid gedurende een bepaalde tijd vol te houden. Een vereiste om arbeid - bijvoorbeeld fietsen (lang) vol te houden, is voldoende energie toevoer. De energie voor lichamelijke inspanning komt voort uit de afbraak van ons voedsel. Deze vorm van energie is echter niet direct bruikbaar. De energie die vrijkomt wordt vanuit de spijsvertering aangewend om een andere chemische verbinding te vormen, namelijk het adenosinetrifosfaat (ATP). ATP ligt in alle spiervezels opgeslagen. De cel kan zijn gespecialiseerde arbeid slechts verrichten met de energie die vrijkomt uit deze verbinding. Als ATP wordt afgebroken staat deze een fosfaatgroep af. Daarbij komt energie vrij. Het product na de reactie is dan ADP (adenosinedifosfaat) + P (fosforzuur). In formule vorm: ATP ADP + P + energie De formule kan ook omgekeerd worden zodat vanuit ADP + P weer ATP ontstaat. Vergeet niet dat de resynthese van ATP energie kost. In formule vorm: ADP + P + energie ATP Aangezien ATP de directe en enige energievorm is waarmee een cel activiteit kan leveren, is de resynthese (2 de formule) van ATP een vereiste. Immers, wanneer dit niet zo was zou de ATP-voorraad snel op zijn en arbeid was dan slecht van korte tijd leverbaar. Zoals gezegd is voor resynthese energie nodig. Er zijn drie systemen die energie kunnen aanleveren. 1) Anaërobe alactacide energievoorziening: creatinefosfaatcyclus (fosfaatsysteem) 2) Anaërobe lactacide energievoorziening: glycolyse (melkzuursysteem). 3) Aërobe energievoorziening: citroenzuurcyclus en ademhalingsketen (zuurstofsysteem). Het eerste systeem is een eenvoudige reactie met creatinefosfaat (CP) dat ook in de cel aanwezig is. De laatste twee systemen zijn ingewikkelde chemische reacties waarbij voedingsstoffen worden afgebroken. Zij leveren het grootste deel van de energie die nodig is voor ATP-vorming. In de afbeelding op de volgende pagina is symbolisch weergegeven hoe deze systemen voor de nodige energie zorgen: 9

10 Schema 1: Een korte weergave hoe energie wordt gewonnen en wordt omgezet in ATP. 4.2 Creatinefosfaatsysteem (ATP-CP) Het in de spiercel aanwezige ATP is bij lichamelijke belasting slechts voldoende voor enkele seconden. Aanvullend op het ATP komt in de cel een ander energierijk fosfaatmolecuul voor, het creatinefosfaat (CP). De hoeveelheid daarvan in de spier opgeslagen is 3-4 keer groter dan de ATP-opslag. Het enzym creatinefosfokinase brengt de splitsing van creatinefosfaat (CP) in creatine (Cr) en een fosfaatgroep (Pi) tot stand. De fosfaatgroep van het gesplitste CP wordt op het energiearme ADP overgedragen en hierbij ontstaat weer energierijk ATP. De resynthese van ATP uit CP en ADP begint bijna gelijktijdig met het inzettende ATP-verbruik. De processen vinden anaërobe plaats en er wordt bij deze vorm van de ATP-resynthese geen lactaat (melkzuur) gevormd. Deze stofwisseling wordt anaërobe alactacide stofwisseling genoemd. ATP en CP kunnen bij kortstondige intensieve belastingen ongeveer sec energie leveren. Als de lichamelijke arbeid na deze gegrensde tijdsspanne van sec moet worden doorgevoerd, dan moet de spiercel op de anaërobe lactacide (melkzuur) en de aërobe energievoorziening teruggrijpen. 4.3 Melkzuursysteem (glycolyse) Na het begin van de lichamelijke arbeid gedurende welke de energierijke fosfaten energie leveren zet tijdelijk vertraagd de energiewinning uit glycogeen en glucose in. De in de spier opgeslagen glycogeen wordt door middel van glucose-6-fosfaat en pyrodruivenzuur (pyruvaat) tot melkzuur afgebroken. De anaërobe lactacide energievoorziening bereikt na sec. het maximum en wordt bij lichte lichamelijke arbeid na ongeveer 60 sec. door de aërobe glucoseafbraak gevolgd. Bij 10

11 zware lichamelijke arbeid en als de aërobe glucoseafbraak alleen de benodigde energie niet beschikbaar kan stellen, loopt de anaërobe afbraak van glucose tot melkzuur naast de aërobe glucoseafbraak verder. Tot de duur van 1-2 min. domineren dan de anaërobe lactacide processen en de daarbij ontstane tussen- en eindproducten het stofwisselingsgebeuren. Bij ongeveer 2 min intensieve lichamelijke arbeid levert de anaërobe nog 50% van de benodigde energie. Bij een toenemende arbeidsduur wint de aërobe stofwisseling aan betekenis. Het idee dat lactaat alleen gevormd wordt als de werkende spier niet voldoende met zuurstof (O 2 ) kan worden voorzien is foutief. Lactaat wordt altijd gevormd en voortdurende geëlimineerd. Al bij laag intensieve belastingen, bijvoorbeeld wandelen, joggen of rustig fietsen komt het tot een stijging van de bloedlactaatconcentratie. Als de belasting intensiever wordt, bijvoorbeeld bij een sprint, midden- en langeafstandsloop - dus bij intensieve belastingen tussen de 10 sec. en de 30 min. stijgt de bloed-lactaatspiegel als uitdrukking van een versterkt anaërobe afbraak van glycogeen en glucose nog meer. Melkzuur: Als bij de glycolyse glucose tot melkzuur wordt afgebroken, ontstaan bij de oplossing hiervan lactaat en H+-ionen. Niet lactaat, maar de H+-ionen doen de ph-waarde dalen (wordt zuurder) en veroorzaakt een acidose. De acidose en de H+ionen leiden door middel van een reductie van de enzymactiviteit tot stoornissen in de energiestofwisseling. Dit benadeelt de interactie tussen de actine- en myosynefilamenten tijdens het contractieproces. Schema 2: Korte uitleg van wat Melkzuur is en hoe het zijn werking op spierweefsel heeft. 4.4 Aërobe energievoorziening (citroenzuurcyclus en ademhalingsketen): Bij de aërobe energievoorziening in verband met lichte lichamelijke arbeid en het uithoudingsvermogen moet het hart en de bloedsomloop de benodigde zuurstof (O 2 ) aan de arbeidsmusculatuur verschaffen. Dit gebeurt d.m.v. een verhoging van het hart-minuutvolume en een herverdeling van het bloed ten gunste van een betere doorbloeding van de musculatuur. De omschakeling van het hart-bloedsomloopsysteem van rust naar arbeid is onderhevig aan een zekere traagheid. Totdat noodzakelijke omschakelingen zijn voltrokken, domineren de anaërobe a-lactaciden (creatinefosfaatsysteem) en de anaërobe lactacide (melkzuur) stofwisselingsprocessen de energievoorziening. Pas na ongeveer 1-2 min. is het hart-bloedsomloopsysteem zo goed op de arbeid ingesteld dat het voldoende zuurstof aan de arbeidsmusculatuur levert, die dan ongeveer aan 50% van de energiebehoefte (oxidatieve stofwisselingsprocessen) kan voldoen. 4.5 Meten van uithoudingsvermogen 11

12 Voor het berekenen van het maximale aërobe uithoudingsvermogen wordt het maximale aantal liters zuurstof dat kan worden opgenomen tijdens maximale inspanning genomen. Dit wordt aangeduid met de term VO 2 max. Bij een inspanning die korter duurt dan vijf minuten kan geen sprake zijn van maximale inspanning, omdat het even duurt om de verbranding van vetten en koolhydraten met zuurstof tot een maximum op te voeren. Het aërobe uithoudingsvermogen kan met behulp van een loopband of fietsergometer bepaald worden. Dit gebeurt volgens een bepaald inspanningsprotocol waarbij de maximale zuurstofopname wordt gemeten. Theoretisch wordt de score op een maximale inspanningstest bepaald door het plateau van de VO 2 max. Weinig mensen bereiken echter in de praktijk de VO 2 max. Dan wordt er gesproken van de VO 2 peak, de hoogst bereikte zuurstof opname. De gebruikte hoeveelheid zuurstof is te meten door de uitgeademde lucht (CO 2 en O 2 waardes) op te vangen en te analyseren. Van de uitgeademde lucht wordt het volume en het zuurstofpercentage bepaalt. De formule voor deze berekening is als volgt: VO 2 max = VE x O 2 % VO 2 max VE O2 % = maximale zuurstofopname in liters per minuut = maximale ademminuutvolume (aantal liters uitgeademde lucht) = verschil tussen zuurstof percentage in de ingeademde (20,9 % standaard percentage) en uitgeademde lucht 12

13 5. Effecten van belasting en training op de gezondheid en fitheid Hieronder geven we een overzicht van de trainingseffecten. Tijdens de revalidatie periode wordt het aërobe (algehele) uithoudingsvermogen getraind. Dit om het aërobe uithoudingsvermogen, de bloeddruk en de hartslagrespons bij submaximale oefeningen te verbeteren. Het O 2 -verbruik van het myocard en de risicofactoren te verminderen (hypertensie, hyperlipidemie, inactiviteit en emotionele factoren). 5.1 Collaterale vascularisatie van het hart Wanneer een kransslagader die een bepaald deel van de hartspier (het myocard) van bloed voorziet, afgesloten raakt, kunnen er zodanige veranderingen in het arteriële netwerk optreden dat het getroffen gebied in het hartweefsel toch van bloed voorzien wordt, zij het door andere arteriën. Daarnaast kunnen kleine collaterale arteriën voor een natuurlijke bypass zorgen van de ene zijde van het afgesloten vat naar de andere zijde daarvan. Dit is echter nog niet duidelijk aangegeven. Om definitief te kunnen aangeven of lichamelijke belasting nu wel of niet tot gevolg heeft dat het aantal collaterale vaten in het hart toeneemt, is meer onderzoek nodig. 5.2 Stollingscapaciteiten van het bloed Het stollingsproces omvat een reeks ingewikkelde chemische reacties die op gang gebracht wordt door een beschadiging van de vaatwand of het weefsel. De als gevolg van atherosclerose aangetaste vaatwan vormt een goed voorbeeld van een dergelijke weefselbeschadiging. De artherosclerotische afzetting is ruw en van oppervlak, waardoor het stollingsproces in het langsstromende bloed wordt geactiveerd. Wanneer de stollingstijd en / of de tijd die nodig is om een stolsel weer op te lossen (een proces dat fibrinolyse wordt genoemd) verandert, zal ook de snelheid waarmee en de mate waarin bloedstolsels gevormd worden veranderen. Het moge duidelijk zijn dat een lange stollingstijd in combinatie met een snel fibrinolyse voor het lichaam gunstig is met betrekking tot het risico op een hartinfarct. Men heeft aan getoond dat onder invloed van lichamelijke belasting zowel het proces van bloedstolling als dat van fibrinolyse wordt versneld. Deze veranderingen hebben een tegengesteld effect en zullen elkaars werking opheffen indien ze gelijk van grootte zijn. Hieruit blijkt dat lichamelijke belasting onder deze omstandigheden op generlei wijze voordeel biedt met betrekking tot de vorming van bloedstolsels. Over dit onderwerp is echter nog maar weinig onderzoek verricht en het wachten is op nieuwe onderzoekresultaten voordat definitieve conclusies kunnen worden getrokken. 5.3 Cholesterolgehalte (lipidengehalte) van het bloed Men heeft vastgesteld dat onder invloed van lichamelijke belasting niet alleen het totale cholesterolgehalte van het bloed afneemt, maar dat ook de fractie van cholesterol in de vorm 13

14 van de zogenaamde low density lipoproteins (LDL) afneemt, terwijl die in de vorm van de zogenaamde high density lipoproteins (HDL) juist toeneemt. Men veronderstelt dat HDLcholesterol een beschermende invloed heeft op het lichaam ten aanzien van het optreden van hartinfarcten, terwijl dit voor LDL-cholesterol niet her geval is. 5.4 Afnemen van de bloeddruk Hypertensie slaat op de hoge bloeddruk, zowel systolisch (onderdruk) als diastolisch (bovendruk). Hoge bloeddruk gaat gepaard met een reeks van ziektebeelden met betrekking tot de bloedsomloop en men heeft vastgesteld dat 12% van alle mensen sterft als direct gevolg van hypertensie. Verder kan een op de vijf mensen last hebben van hoge bloeddruk op bepaalde momenten in hun leven. We weten dat de gemiddelde arteriële druk gelijk is aan het product van hartminuut volume en weerstand (Pgem =HMV x R). hieruit valt af te leiden dat hypertensie kan ontstaan door een toename in het hartminuutvolume en / of een toename in totale perifere weerstand. Er zijn diverse factoren die een toename in weerstand tot gevolg kunnen hebben; bij de meeste factoren spelen de nieren een belangrijke rol. De meest voorkomende vorm van hoge bloeddruk bij de mes wordt essentiële hypertensie genoemd. Bij deze vorm van hypertensie is de eigenlijke oorzaak niet bekend en is dus ook geen behandeling mogelijk. In dit verban is het van belang te vermelden dat men heeft kunnen vaststellen dat langdurige lichamelijke belasting een afname tot gevolg heeft van de bloeddruk in rust en tijdens belasting, vooral bij oudere mensen, mannen en vrouwen. 5.5 Cardiorespiratoire aanpassingen in rust Training heeft vijf belangrijke veranderingen tot gevolg die in rust tot uiting komen. 1) Veranderingen in de grootte van het hart; 2) Lagere slagfrequentie van het hart; 3) Groter slagvolume van het hart; 4) Een toename van het bloedvolume en het hemoglobinegehalte; 5) Veranderingen in skeletspierweefsel; Veranderingen in de grootte van het hart Het is al lange tijd bekend dat sportbeoefenaars een groter hart hebben dan niet-sporters. A) Hypertrofie van het hart bij op uithoudingsvermogen getrainde sportbeoefenaars (bijvoorbeeld: langeafstandlopers, zwemmers en hockeyspelers) wordt gekenmerkt door een groot ventrikelvolume en een normale dikte van de ventrikelwand. Dit betekent dat de hoeveelheid bloed die tijdens de diastole van het hart het ventrikel vult ook groter is. Dit vormt ook de basis voor het grotere slagvolume van het hart bij de op uithoudingsvermogen getrainde sportbeoefenaar ten opzichte van de niet-sporter of de niet op uithoudingsvermogen getrainde sportbeoefenaar. 14

15 B) Hypertrofie van het hart bij sportbeoefenaars die niet op uithoudingsvermogen getraind zijn, dat wil zeggen, zij die lichamelijke activiteiten verrichten tegen een hoge weerstand in, of activiteiten die isometrisch van aard zijn (bijvoorbeeld: worstelaars, gewichtheffers en kogelstoters) wordt gekenmerkt door een normaal ventrikelvolume en een dikkere ventrikelwand. Vroeger dacht men dat aanleg een dominerende factor was m.b.t. de grootte van het hart. Nu is echter duidelijk geworden dat verschillen in hypertrofie van het hart verband houden met de tak van sport of de soort activiteit die iemand beoefent of waarvoor iemand traint. Er is gebleken dat de hartvolume van niet-sporters flink toeneemt na enkele maanden training. Het feit dat het hartvolume niet altijd toeneemt onder invloed van training geeft aan dat de training intensief moet zin en waarschijnlijk over een lange periode, misschien zelfs jaren, moet worden volgehouden, wil het dit effect bewerkstellingen. Duurtraining gaat vaak samen met langdurige belasting van het lichaam waarbij het hartminuutvolume op een hoge waarde wordt gehouden. De reactie op een dergelijke trainingsprikkel, die wel wordt aangeduid als volumebelasting, komt tot uiting in hypertrofie van het hart door een toename in het volume van de ventrikels. Anderzijds zijn sportbeoefenaars die deelnemen aan of trainen voor kortdurende, zeer intensieve activiteiten zoals worstelen, gewichtheffen en kogelstoten niet onderhevig aan volumebelasting, maar meer aan een drukbelasting door een intermitterend verhoogde arteriële bloeddruk, zoals die zich ook voordoet bij zware belasting. Hypertrofie van het hart als reactie op deze trainingsprikkel komt tot uiting in een verdikking van de vertrikelwand. Hypertrofie van skeletspieren gaat samen met een toename in de capillaire dichtheid. Hetzelfde geldt voor hypertrofie van het hart. Dit effect draagt ertoe bij dat het hart beter doorbloed wordt; waarschijnlijk gaat er ook een beschermende werking vanuit m.b.t. het optreden van coronaire aandoeningen Verlaagde slagfrequentie van het hart De bradycardie (verlaagde slagfrequentie van het hart) in rust die het gevolg is van training. De grootte van de bradycardie die in rust zowel bij op uithoudingsvermogen getrainde sportbeoefenaars als bij sportbeoefenaars dezelfde is. De oorzaak? Het hart wordt geënerveerd door twee belangrijke vegetatieve zenuwen; - De nervi accelerantes (behorend tot het orthosympathische deel van het vegetatieve zenuwstelsel). Deze zorgt na activering voor een toename in de slagfrequentie van het hart. - De nervus vagus (behorend tot het parasympathische deel van het vegetatieve zenuwstelsel). Deze zorgt na activering voor een afname van de hartslagfrequentie) Beide zenuwen zijn elkaars antagonisten. Er is nog een andere mogelijkheid die betrekking heeft tot trainingsbradycardie: Het intrinsieke ritme (autoritme) waarmee de vezels in de SA-Knoop tot ontlading komen. Wanneer dit proces door training door training wordt vertraagd leidt dat eveneens tot een bradycardie, onafhankelijk van de invloed die het vegetatieve zenuwstelsel op de SA-Knoop uitoefent. 15

16 We kunnen stellen dat de bradycardie in rust die het gevolg is van training zeer waarschijnlijk berust op twee belangrijke invloeden. A) Een afname in de ontladingsfrequentie van de SA-Knoop die verband houdt met een toename in de hoeveelheid acetylcholine (de parasympathische neurotransmitterstof) in het atriumweefsel na training, en met een afname in gevoeligheid van de vezels in de SA- Knoop voor catecholaminen, eveneens het gevolg van training, (catecholaminen vormen een groep chemische verbindingen waartoe ook de orthosympathische neurotransmitterstoffen behoren. B) Een toename van de parasympathische invloed op het ontladingsritme van de SA-Knoop als gevolg van een vermindering van de orthosympathische activiteit. Of te wel, men vermoedt dat de toename van de vagotonus (een toename van de vagusactiviteit) een secundair gevolg is van de primaire afname van de orthosympathische activiteit van het vegetatieve zenuwstelsel die veroorzaakt wordt door training Toegenomen slagvolume van het hart Aangezien het hartminuutvolume in rust voor getrainde en ongetrainde personen vrijwel het zelfde is, zal het voor iedereen duidelijk zijn dat het slagvolume in rust bij sportbeoefenaars of getrainde mensen groter zal zijn dan dat bij ongetrainde mensen. Zoals eerder is vermeld is bij op uithoudingsvermogen getrainde sportbeoefenaars het ventrikelvolume toegenomen, waardoor ventrikels tijdens de diastole meer gevuld raken en het slagvolume toeneemt. Een andere factor die van essentieel belang is voor de toename in het slagvolume in rust na training, is het feit dat de contractiliteit (de contractiekracht) van het myocard is toegenomen. Deze toename in contractiliteit kan weer in verband gebracht worden met een verhoogde ATP-ase-activiteit in de vezels van het hart en / of door een toename van de calciumionenconcentratie in de extracellulaire vloeistof. Hierdoor wordt tijdens elke activatie van het hart meer calciumionen de vezels in diffunderen, hetgeen leidt tot betere actinemyosine-interactie Veranderingen in bloedvolume en hemoglobinegehalte Onder invloed van training neemt zowel het totale bloedvolume als de totale hoeveelheid hemoglobine toe. Het totale bloedvolume en het hemoglobinegehalte spelen een belangrijke rol m.b.t. de O2- transportsysteem. Dit komt duidelijk tot uiting in het feit dat beide nauw verband houden met de Vo2 max. Het bloedvolume en het hemoglobinegehalte zijn ook van belang bij lichamelijk belasting op grote hoogt. Aangezien warmte via het bloed vanuit centrale delen naar het lichaamsoppervlak wordt getransporteerd, waar het kan worden afgegeven, speelt het bloedvolume ook een belangrijke rol tijdens lichamelijke belasting onder warme weersomstandigheden. Training heeft echter geen invloed op de hemoglobineconcentratie. 16

17 5.5.5 Veranderingen in capillaire dichtheid en hypertrofie van skeletspieren Hypertrofie van skeletspieren als gevolg van krachttraining gaat over het algemeen gepaard met een toename in de capillaire dichtheid in het spierweefsel. De capillaire dichtheid heeft betrekking op het aantal capillairen dat een spiervezel omringt of op het aantal capillairen per mm² spieroppervlak. Duurtraining over een lange periode, veroorzaakt somt hypertrofie en bijna altijd een toename in de capillaire dichtheid in spierweefsel. De aanvoer van zuurstof en andere voedingbestanddelen naar de spier is, evenals de afvoer van stofwisselingsproducten bij de atleten sterk verbeterd omdat er meer capillairen per vezel zijn. Het aantal capillairen dat per spiervezel aanwezig is hangt samen met twee factoren: A) De omvang of diameter van de spiervezel. B) Het soort vezel of het aantal mitochondriën per vezel. (Langzame vezels meer mitochondriën bevatten dan snelle vezels). 17

18 6. Testvoorbereiding 6.1 Materialen Voor de uitvoering van de test zijn de volgende materialen nodig: Ergpometerfiets: Een geijkte ergometerfiets met omwentelingsteller. Tevens moet er een mogelijkheid zijn de fiets aan te sluiten op een PC zodat de omwentelingen ook daar kunnen worden geregistreerd. Mond / neuskapje met snorkelbitje: Mond / neuskapje met snorkelbitje zorgt ervoor dat er geen mogelijkheid is om uitgeademde lucht in contact te laten komen met de buitenlucht. Het moet wel mogelijk blijven om buitenlucht te blijven in ademen. Sensor: De sensor (in de computer ) die de waardes O 2 en CO 2 registreert van de in- en uitgeademde lucht. Apparatuur voor een ECG (electrocardiogram), nodig om de hartfrequentie (HF) te bepalen. Bloeddrukmeter Tafel met alcohol, blouse voor de dames etc. Extra: een stoel een glas water een handdoek 6.2 Testopstelling Voordat de patiënt komt moet de computer geijkt zijn en de fiets moet aan staan. Als de patiënt binnen komt kan de test meteen beginnen. Alle benodigdheden moeten klaar liggen. Zorg ervoor dat het masker en het mondstuk goed schoon zijn gemaakt en niet meer nat zijn. Het ECG-apparatuur is verbonden met de computer. Deze draait om de minuut een ECG (electro cardio gram) uit. Tijdens het uitvoeren van de test heeft de patiënt een bloeddrukmeter om zijn arm. Zet voor de patiënt een stoel, een handdoek en een glas water neer waarvan deze gebruik kan maken als hij klaar is met de test. 18

19 6.3 Instructies aan de patiënt Voordat er wordt begonnen met de MIFT wordt eerst het gewicht, de lengte en de leeftijd gemeten, deze gegevens worden in de computer ingevoerd. Hiermee berekend de computer hoeveel Watt de patiënt maximaal kan bereiken. Hierna volgt een ademhalingstest om te kijken naar de longinhoud. Als dit gebeurd is mag de patiënt zijn boven lichaam ontkleden. Hij gaat op de fiets zitten en er wordt gekeken of de fiets op de juiste hoogte staat. Hij moet zijn knieën niet over strekken met het fietsen. Het is de bedoeling dat de patiënt gaat fietsten en 60 omwentelingen per minuut maakt. De patiënt krijgt een bloeddruk meter om zijn linker bovenarm. Om de twee minuten wordt de bloeddruk gemeten. Ook krijgt de patiënt een kapje op zijn gezicht zodat de CO 2 en O 2 gemeten kan worden. Er worden verschillende plakkertjes op het lichaam van de patiënt geplakt. Dit om een ECG te kunnen maken via de computer. Om de minuut wordt een ECG uitgedraaid. Op de computer wordt constant de hartslag bij gehouden. De weerstand wordt per 6 seconden verzwaard met één Watt. Als de patiënt pijn op de borst krijgt, ademnood krijgt, duizelig wordt of zijn benen kunnen niet meer moet er gestopt worden met de test. Bij het uitvoeren van de MIFT is er altijd een arts aanwezig voor de veiligheid. De patiënt wordt onder het fietsen niet aangemoedigd. 6.4 Aanbrengen van materialen Hieronder staat beschreven hoe de materialen worden aangebracht Ademhalingstest De patiënt krijgt een knijper op zijn neus en een mondstuk in zijn mond. De patiënt moet krachtig inademen, krachtig uitademen, weer krachtig inademen en dan rustig uitademen. Dit wordt drie keer herhaald. Op deze manier wordt er naar de longinhoud gekeken Hoogte van de fiets Een snelle manier om de hoogte van het zadel vast te stellen is de patiënt met zijn arm over het zadel heen te laten hangen. De oksel van de patiënt ligt op het zadel. Het is de bedoeling dat de patiënt de as waar de stang van de trapper aan de fiets vast zit, aan kan raken Bloeddrukmeter De bloeddrukmeter zit vast aan de fiets maar geeft de gegevens door aan de computer. De patiënt krijgt als hij op de fiets zit de bloeddrukmeter om zijn linker bovenarm. 19

20 6.4.4 CO 2 en O 2 meten Als de patiënt op de fiets zit krijgt hij een masker om zijn neus en mond. Er zijn verschillende maten in. Het ligt eraan of de patiënt een smal of een breed gezicht heeft. Het masker wordt vastgemaakt om zijn hoofd. Het zuurstof wat de patiënt in en uitademt wordt gemeten. Op deze manier wordt het O 2 en CO 2 gehalte gemeten ECG Een ECG is een electro cardio gram. Om een ECG te kunnen maken moeten een soort plakkertjes op het lichaam van de patiënt worden geplakt. De plakkertjes worden aan de voorkant rondom het hart en aan de achterkant geplaatst. Het staat op de plakkertjes waar deze geplaatst moeten worden. Op de plakkertjes wordt alcohol gespoten zodat de plakkertjes blijven zitten op het lichaam. Als de patiënt borsthaar heeft moet dit een beetje weggeschoren worden 6.5 Testuitvoering Als alles klaar staat en de patiënt is op de hoogte gebracht van de test kan de test beginnen. Er wordt standaard begonnen met 30 Watt. Hierdoor kan de patiënt rustig in fietsen. Om de twee minuten wordt de bloeddruk gemeten. De hartslag wordt constant gemeten door de computer net als de CO 2 en O 2. De patiënt moet wel 60 omwentelingen per minuut halen. 6.6 Testafronding Als de patiënt aan geeft te willen stoppen is het de bedoeling dat hij rustig uit trapt. Dit zorgt ervoor dat de hartslag en bloeddruk zich kunnen herstellen. De weerstand neemt langzaam af. De laatste gegevens worden verwerkt door de computer. De plakkertjes en de bloeddrukmeter worden verwijderd. De patiënt krijgt een handdoek. Hij kan uitrusten op een stoel en eventueel een glas water drinken. Met de patiënt wordt besproken hoe hij de test heeft ervaren en wat hij van de test in het geheel vond. De uitslagen van de test worden verwerkt. Een paar minuten na het uitvoeren van de test wordt de hartslag nog steeds gemeten om te kijken hoe deze daalt. Ook wordt meteen na de test de bloeddruk gemeten en na een paar minuten nog een keer. Als deze minuten voorbij zijn wordt de hartslag meter verwijderd. Nu kan de VO 2 max worden uitgerekend. Met de patiënt wordt besproken hoe hij de test heeft ervaren en wat hij van de test in het geheel vond. 20

21 7. Resultaten Criteria voor een maximaal test Bij een maximaal test levert de patiënt een maximale inspanning en wordt het vermogen tot inspanning direct gemeten. Dit in tegenstelling tot een sub-maximaal test waarbij de patiënt niet maximaal hoeft te gaan en het inspanningsvermogen indirect berekend. Er zijn een aantal inspanningsfysiologische criteria om te bepalen of tijdens een test het aerobe maximum werkelijk bereikt is. De belangrijkste zijn: 1. Normaal gesproken moet in de grafiek van het zuurstofverbruik een plateau te zien zijn. Het lichaam kan niet meer zuurstof opnemen, maar er kan nog wél een inspanning geleverd worden. Het zuurstofverbruik blijft dus gelijk, maar de tijdlijn gaat verder. Dit veroorzaakt het plateau. In de grafiek van de proefpersoon is geen plateau te zien, dat wil zeggen dat de proefpersoon niet maximaal gefietst heeft. Hou wel in gedachte dat de formule die wordt gebruikt, een zeer ruwe formule is. Zie de grafiek in bijlage De RQ of RER is de respiratoiris quotitent. Dit is het ademhalingsquotitent van het volume uitgeademde kooldioxide, V CO 2, en het volume ingeademde zuurstof, V O 2, in een bepaalde tijd. Door inspanning adem je meer CO 2 uit dan O 2 in waardoor er gebruik wordt gemaakt van het anaërobe systeem. Hierdoor komt de RQ waarde boven de 1.0. Bij een maximale inspanningstest kan de RQ maximaal tot de 1.15 komen. Zie de grafiek in bijlage Een hoge lactaatwaarde is de uitdrukking van een versterkt anaërobe afbraak van glycogeen en glucose, welke overeenkomt met een intensieve inspanning. Een lactaatwaarde in het bloed boven de 8 mmol/liter geeft aan dat de proefpersoon maximaal heeft ingespannen. De lactaatwaarde kan gemeten worden door bloed aftenemen van de proefpersoon of patiënt. Bij deze test is dit niet gebeurd, dus kan er niks over de lactaatwaarde worden vermeld. 4. Bij maximale inspanning hoort een maximale hartslagfrequentie. Deze is globaal te schatten door het verschil te berekenen van 220minus de leeftijd van de patiënt. Bij de proefpersoon is de maximale hartslag 199. Deze maximale hartslag wordt niet gehaald, dat betekend dat hij niet maximaal heeft gefietst. Zie de grafiek in bijlage 3. 21

22 22

23 Bijlage 1 De Maximale Hartslag Hartfrequentie Hr Hartfrequentie Tijd in minuten Zijn maximale hartslag was uitgerekend op (zijn leeftijd) =199. Zoals is te zien in de grafiek, bereikt hij tijdens de gehele test geen (maximale) hartslag van

24 Bijlage 2 De RER RER RER 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1,05 1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 RER 0, Tijd in minuten In de minuten dat onze proefpersoon heeft gefietst, heeft hij geen RER waarde van 1.15 bereikt, maar van Nadat hij is gestopt met de test en is gaan uitfietsen zien we dat zijn RER waarde wel boven de 1.15 uit stijgt. Dit is echter normaal dat dat gebeurd en telt niet mee. 24

25 Bijlage 3 Het VO 2 Plateau Verhouding V-O2 en V-CO V-O2 (ml/min) V-CO2 (ml/min) ml/min Tijd in min 25

26 Hier is te zien dat de V-O 2 stijgt en vrij plotseling daalt, i.p.v. dat de VO 2 een horizontale lijn bereikt. De VCO 2 stijgt boven de VO 2 uit. Dit geeft aan dat er geen sprake is van het bereiken van een plateau. Bijlage 4 Literatuurlijst Berg, F van den., Toegepaste fysiologie van de organen 2, Lemma Utrecht-2001; Hoofdstuk 11, Inspanningsfysiologie Fox, E L., Fysiologie voor lichamelijke opvoeding sport en revalidatie, De Tijdstroom Utrecht, vierde druk, 1996, American College of Sports Medicine (ACSM s) guideslines for exercise testing and prescription, sixth edition, Geysel, Jos., Hlobil, H. Mechelen, W. van, Conditietests conditie, kracht en lenigheid meten met wetenschappelijk verantwoorde testmethoden, Haarlem Aufdenkampe, G., J. van den Berg, D.A.W.M. van der Windt Hoe vind ik het, zoeken en interpreteren en opzetten van fysiotherapeutisch onderzoek, Bohn Stafleu Van Loghum, Houten/Diegem