Herausforderung
Von Lehrbuch bis praktisches Lernen
Die kardiopulmonale Belastungsuntersuchung gilt als Goldstandard für die kardiorespiratorische Beurteilung und ist eine Fertigkeit, die technische Erfahrung und Übung erfordert. An der Monmouth University werden zukünftige Führungskräfte im Gesundheits- und Wellnessbereich ausgebildet, wobei man davon überzeugt ist, dass praxisorientiertes Training das wirksamste Mittel ist, um Bachelor-Studierenden Fähigkeiten zu vermitteln, die sie auf ein Masterstudium und das Berufsleben vorbereiten.
Bei einem herkömmlichen Stoffwechselmesssystem im Labor verbringen die Studierenden möglicherweise einen Großteil der Unterrichtszeit damit, einer Person bei der Bedienung der Geräte zuzusehen, anstatt selbst an der Vorbereitung, den Messungen, der Datenerfassung und der Auswertung mitzuwirken.
Lösung
Ein kabelloses, tragbares „ analyzer “ wie das „ VO2 Master “ ermöglicht es den Schülern, aktiv am Prozess teilzunehmen und Veränderungen der Stoffwechselparameter in Echtzeit zu beobachten, während sie diese Reaktionen mit den im Unterricht erlernten Konzepten in Verbindung bringen.
„Das Ziel besteht nicht einfach darin, den Schülern zu zeigen, wie ein VO₂-Test abläuft, sondern wir möchten, dass sie verstehen, was die Zahlen bedeuten, da sie bei der Erhebung dieser Daten mitgeholfen haben und lernen, den Test selbst durchzuführen. Der größte Vorteil liegt darin, was bei den Schülern passiert: Sie werden Teil des Testprozesses und erkennen allmählich, wie das im Unterricht Gelernte direkt zu Forschungsfragen führen kann.“ Dr. Tamara Rial
Was passiert, wenn Stoffwechseltests nicht mehr auf dem Laufband durchgeführt werden?Beispiellose Forschung
Das herkömmliche CPET wird in der Regel mit einem Laufband oder einem Fahrradergometer in Verbindung gebracht. Viele Fragen der Bewegungswissenschaft betreffen jedoch die Bewegung vor, während oder im Umfeld eines Belastungstests. Tragbare Geräte zur Stoffwechselmessung bieten dem Team des Human Performance Lab der Monmouth University mehr Freiheit bei der Untersuchung dieser Fragen. In einem Projekt verglichen sie sechs Minuten Gehen auf dem Laufband mit sechs Minuten dynamischem Suspensionstraining unter Verwendung von TRX-Übungen für Ober- und Unterkörper, die mehrere Gelenke beanspruchen, vor einem maximalen CPET. Diese Art von Bewegungen lässt sich nur schwer oder gar nicht untersuchen, wenn die Teilnehmer physisch an ein stationäres Stoffwechselsystem angeschlossen bleiben müssen.
An der Studie nahmen 15 hochaktive junge Erwachsene teil, die beide Bedingungen in einem randomisierten Crossover-Design absolvierten. Das Aufwärmen am Suspensionstrainer führte zu einer höheren unmittelbaren physiologischen und wahrnehmungsbezogenen Belastung, während der VO₂-Spitzenwert zwischen den Bedingungen vergleichbar blieb und das vorab festgelegte Äquivalenzkriterium der Studie erfüllte. Die Studie wurde im „Journal of Functional Morphology and Kinesiology“ veröffentlicht: „Effekte eines Aufwärmtrainings mit Suspensionstraining auf die maximale kardiopulmonale Belastungsleistung bei hochaktiven Erwachsenen: Eine randomisierte Crossover-Studie“ (DOI: 10.3390/jfmk11040385)
Kann langsames Atmen den Belastungstest beeinflussen?
Das Team aus Monmouth nutzt derzeit das „ VO2 Master “ (analyzer ) in einem weiteren studentengeführten Projekt, in dem langsames, gleichmäßiges Atmen – oft auch als „Kohärenzatmung“ bezeichnet – als Vorbereitungsstrategie vor kardiopulmonalen Belastungstests untersucht wird. Das Projekt wird von Gisena Scotto Diclemente geleitet, einer angehenden Physiotherapeutin und wissenschaftlichen Mitarbeiterin, die eng mit den Forschern der Fakultät zusammenarbeitet. Gisena erklärt: „Mit dem VO2 Master analyzer können wir kardiopulmonale Reaktionen messen, während die Teilnehmer verschiedene Phasen des Protokolls durchlaufen, ohne an ein stationäres Stoffwechselmessgerät angeschlossen zu sein. Diese Mobilität ermöglicht es, Atmung, maximale Belastung und Erholung innerhalb derselben Versuchssitzung zu untersuchen.“
Die Auswirkungen: Vom Lernen Übung Physiologie bis hin zur praktischen Anwendung der Physiologie
Das wichtigste Ergebnis ist nicht einfach nur, dass sie Stoffwechseltests effizienter durchführen können, sondern was die Studierenden dadurch erreichen können.
„Unser Ziel ist es, dass die Studierenden das im Unterricht erworbene Wissen und die Fähigkeiten anwenden können, anstatt nur Definitionen oder Konzepte auswendig zu lernen. Die Studierenden lernen die indirekte Kalorimetrie, indem sie sie selbst durchführen. Sie beobachten, wie sich die physiologischen Reaktionen Atemzug für Atemzug mit der Veränderung der Trainingsintensität entwickeln, vergleichen verschiedene Trainings- und Vorbereitungsstrategien und beginnen, Fragen zu stellen, aus denen sich Forschungsprojekte entwickeln können. In manchen Fällen entwickeln sich diese Projekte von einer Laborarbeit im Bachelorstudium hin zu Vorträgen auf Konferenzen und wissenschaftlichen Veröffentlichungen.“
Dr. Jaime Pigman, Leiter des Fachbereichs für Gesundheits- und Sportunterricht
An der Monmouth University unterstützt das „ VO2 Master “ (analyzer ) das Leitungsteam des Human Performance Lab dabei, Stoffwechseltests über reine Demonstrationen hinaus in den praktischen Lernalltag zu integrieren. Für Studierende der Sportphysiologie, Physiotherapie, Ergotherapie, Sportmedizin, Medizin, Kraft- und Konditionstraining sowie anderer Gesundheitsberufe kann diese Erfahrung die im Unterricht behandelte Physiologie greifbar machen.
Für unser Forschungsteam eröffnet die Portabilität eine viel umfassendere Fragestellung: Was können wir noch messen, wenn die menschlichen Bewegungen nicht mehr an den Stoffwechselwagen gebunden sind?
