Aerobic Capacity and Ventilatory Response During Incremental Exercise in Elite High School Cyclist

This study was designed to examine the aerobic capacity and ventilatory response during an incremental exercise in elite high school cyclists. Twelve boys ($17{\pm}1\;yr$, $175{\pm}5\;cm$, $70{\pm}9\;kg$) participated in anthropometric measurements, incremental exercise testing, and pulmonary function tests. During incremental exercise testing using a cycle ergometer, their maximal oxygen uptake ($VO_2max$), maximal power output, ventilation, ventilatory equivalents for oxygen ($V_E/VO_2$) and carbon dioxide ($V_E/VCO_2$), respiratory rate, and tidal volume were measured. Time variables such as inspiratory time (Ti), expiratory time (Te), breathing time (Tb), and inspiratory duty cycle (Ti/Tb), as well as inspiratory flow rate ($V_T$/Ti) were assessed. Pulmonary function of vital capacity (FVC), forced expiratory volume in one second ($FEV_1$), $FEV_1$/FVC, and peak expiratory flow were evaluated. Their $VO_2max$, maximal heart rate, and Wmax were $57.5{\pm}3.9\;ml{\cdot}kg^{-1}{\cdot}min^{-1}$, $194.1{\pm}8.6\;beat{\cdot}min^{-1}$, and 452 W, respectively. $VO_2max$ was not related to any anthropometric parameters. Most ventilatory variables progressively increased with exercise intensity. As intensity increased, Ti, Tb, Tb decreased while Ti/Tb was maintained. Below an intensity of 250 W, height, weight, body mass index, and body surface were highly correlated with $V_T$/Ti and Ti/Tb (p<0.05). Collectively, $VO_2max$ appeared to be lower than adult cyclists, suggesting a different pattern of ventilatory control as age advances. Morphological characteristics were not related to $VO_2max$ in the population. Time variables of ventilatory response seemed to be related only at an exercise intensity level of less than 250 W. $V_T$/Ti may be related to exercise endurance capacity, but Ti/Tb was similar to adult cyclists.

점진부하 운동에서 중고교 엘리트 사이클 선수들의 유산소능력과 폐환기 반응

국내 중고교 엘리트 사이클 선수를 대상으로 점진부하 운동 시 유산소반응과 폐환기 반응을 분석하는데 목적을 두었다. 남자 사이클 선수($17{\pm}1$ 세, $175{\pm}5\;Cm$, $70{\pm}9\;kg$) 12명이 신체계측, 점진부하 운동 검사, 폐기능 검사에 참여하였다. 사이클 에르고미터를 이용한 점진부하 운동 중 이들의 최대산소섭취량($VO_2max$)과 최대파워 (Wmax), 환기량, 산소 및 이산화탄소호흡당량($V_E/VO_2$, $V_E/VCO_2$), 호흡율, 일회호흡량 등이 측정되었다. 호흡반응의 시간변인으로 흡기시간(Ti), 호기시간(Te), 일회호흡시간(Tb), 흡기의무사이클(Ti/Tb), 흡기율($V_T$/Ti)이 분석되었다. 폐기능으로는 폐활량, 일초호기량, 일초율, 최대호기량 등이 측정되었다. 선수들은 최대운동시 $57.5{\pm}3.9\;ml{\cdot}kg^{-1}{\cdot}min^{-1}$의 $VO_2max$, $194.1{\pm}8.6\;beat{\cdot}min^{-1}$의 최대심박수를 보였으며, Wmax 는 평균 452 W에 도달하였다. $VO_2max$은 신체계측 변인들과 상관관계를 보이지 않았다. 대부분의 환기반응은 운동강도가 점차적으로 증가하면서 동반 증가하였다. 운동강도의 증가와 함께 Ti, Te, Tb는 감소하였으며, Ti/Tb는 대략적으로 일정하게 유지되었다. 250 W 이하에서 신장, 체중, 신체질량지수, 체표면적은 $V_T$/Ti 그리고 Ti/Tb 와 높은 상관관계를 나타냈다(p<0.05). 결과적으로, 엘리트 사이클 선수들의 최대유산소능력은 성인에 비해 낮은 것으로 보이며, 이는 성인과 호흡조절 양상이 다른 것으로 추정된다. 신체계측 변인은 $VO_2max$와 상관성이 존재하지 않았다. 호흡반응의 시간 변인은 운동강도 250 W 이하에서만 체격과 연관성을 가지는 것으로 보인다. 흡기율은 어린 선수들의 운동지속시간과 연관 있어 보이지만, 흡기의무사이클은 성인과 유사한 것으로 보인다.