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Erschienen in: European Journal of Applied Physiology 11/2021

24.07.2021 | Original Article

Influence of breathing on variation in cardiac stroke volume at the onset of cycling

verfasst von: Casper Sejersen, Marcos P. Rocha, Johannes J. Van Lieshout, Niels H. Secher

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 11/2021

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Abstract

Purpose

During cycling, the variation in cardiac stroke volume (SVV) is similar to that at rest. However, SVV may be influenced by ventilation at the start of cycling, e.g., by a Valsalva-like maneuver used to stabilize the body. This study evaluated the influence of ventilation on SV during initiation of cycling.

Methods

Ten healthy recreationally physical active males (mean ± SD: age 26 ± 3 years, height 184 ± 9 cm, weight 85 ± 9 kg) cycled on an ergometer for four 30 s intervals at submaximal workloads while synchronizing ventilatory and cardiovascular variables derived from gas exchange and arterial pulse contour analysis, respectively.

Results

At exercise onset, cardiac output increased by an instantaneous rise in heart rate and SV (P < 0.05). In contrast, blood pressure increased only after 15 s (P < 0.05), reflected in a decline in total peripheral resistance from exercise onset (P < 0.05). SVV was similar at rest (20 ± 6%) and during exercise (21 ± 5%) except for the first 5 s of exercise when a ~ 2.5-fold elevation (47 ± 6%; P < 0.05) was correlated to variation in respiratory frequency (= 0.71, P = 0.02) and tidal volume (R = 0.66, P = 0.04) but not to variation in heart rate or blood pressure. Stepwise multiple regression analysis indicated a respiratory frequency influence on SVV at the onset of ergometer cycling.

Conclusion

The data provide evidence for a ventilatory influence on SVV at the onset of cycling exercise.
Literatur
Zurück zum Zitat Bartels SA, Stok WJ, Bezemer R, Boksem RJ, Van Goudoever J, Cherpanath TGV, Van Lieshout JJ, Westerhof BE, Karemaker JM, Ince C (2011) Noninvasive cardiac output monitoring during exercise testing: nexfin pulse contour analysis compared to an inert gas rebreathing method and respired gas analysis. J Clin Monit Comput 25:315–321. https://doi.org/10.1007/s10877-011-9310-4CrossRefPubMed Bartels SA, Stok WJ, Bezemer R, Boksem RJ, Van Goudoever J, Cherpanath TGV, Van Lieshout JJ, Westerhof BE, Karemaker JM, Ince C (2011) Noninvasive cardiac output monitoring during exercise testing: nexfin pulse contour analysis compared to an inert gas rebreathing method and respired gas analysis. J Clin Monit Comput 25:315–321. https://​doi.​org/​10.​1007/​s10877-011-9310-4CrossRefPubMed
Zurück zum Zitat Truijen J, Westerhof BE, Kim YS, Stok WJ, De Mol BA, Preckel B, Hollmann MW, Van Lieshout JJ (2018) The effect of haemodynamic and peripheral vascular variability on cardiac output monitoring: thermodilution and non-invasive pulse contour cardiac output during cardiothoracic surgery. Anaesthesia 73:1489–1499. https://doi.org/10.1111/anae.14380CrossRefPubMed Truijen J, Westerhof BE, Kim YS, Stok WJ, De Mol BA, Preckel B, Hollmann MW, Van Lieshout JJ (2018) The effect of haemodynamic and peripheral vascular variability on cardiac output monitoring: thermodilution and non-invasive pulse contour cardiac output during cardiothoracic surgery. Anaesthesia 73:1489–1499. https://​doi.​org/​10.​1111/​anae.​14380CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Influence of breathing on variation in cardiac stroke volume at the onset of cycling
verfasst von
Casper Sejersen
Marcos P. Rocha
Johannes J. Van Lieshout
Niels H. Secher
Publikationsdatum
24.07.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 11/2021
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI
https://doi.org/10.1007/s00421-021-04772-8

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