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Erschienen in: European Journal of Applied Physiology 4/2024

04.11.2023 | Original Article

Intermittent neck flexion induces greater sternocleidomastoid deoxygenation than inspiratory threshold loading

verfasst von: Melissa Miles, Paul Davenport, Sunita Mathur, Ewan C. Goligher, Dmitry Rozenberg, W. Darlene Reid

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 4/2024

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Abstract

Purpose

To compare deoxygenation of the sternocleidomastoid, scalenes, and diaphragm/intercostals (Dia/IC) during submaximal intermittent neck flexion (INF) versus submaximal inspiratory threshold loading (ITL) in healthy adults.

Methods

Fourteen participants performed a randomized, cross-over, repeated measures design. After evaluation of maximal inspiratory pressures (MIP) and maximum voluntary contraction (MVC) for isometric neck flexion, participants were randomly assigned to submaximal ITL or INF until task failure. At least 2 days later, they performed the submaximal exercises in the opposite order. ITL or INF targeted 50 ± 5% of the MIP or MVC, respectively, until task failure. Near-infrared spectroscopy (NIRS) was applied to evaluate changes of deoxy-hemoglobin (ΔHHb), oxy-hemoglobin (ΔO2Hb), total hemoglobin (ΔtHb), and tissue saturation of oxygen (StO2) of the sternocleidomastoid, scalenes, and Dia/IC. Breathlessness and perceived exertion were evaluated using Borg scales.

Results

Initially during INF, sternocleidomastoid HHb slope was greatest compared to the scalenes and Dia/IC. At isotime (6.5–7 min), ΔtHb (a marker of blood volume) and ΔO2Hb of the sternocleidomastoid were higher during INF than ITL. Sternocleidomastoid HHb, O2Hb, and tHb during INF also increased at quartile and task failure timepoints. In contrast, scalene ΔO2Hb was higher during ITL than INF at isotime. Further, Dia/IC O2Hb and tHb increased during ITL at the third quartile and at task failure. Borg scores were lower at task failure during INF compared to ITL.

Conclusion

Intermittent INF induces significant metabolic activity of the sternocleidomastoid and a lower perception of effort, which may provide an alternative inspiratory muscle training approach for mechanically ventilated patients.
Literatur
Zurück zum Zitat De Troyer A, Loring S (1995) Actions of the respiratory muscles. Lung Biol Health Dis 85:535–535 De Troyer A, Loring S (1995) Actions of the respiratory muscles. Lung Biol Health Dis 85:535–535
Zurück zum Zitat Evans JA, Whitelaw WA (2009) The assessment of maximal respiratory mouth pressures in adults. Respir Care 54(10):1348–1359PubMed Evans JA, Whitelaw WA (2009) The assessment of maximal respiratory mouth pressures in adults. Respir Care 54(10):1348–1359PubMed
Zurück zum Zitat McArdle WD, Katch FI, Katch VL (2010). Exercise physiology: nutrition, energy, and human performance: Lippincott Williams & Wilkins McArdle WD, Katch FI, Katch VL (2010). Exercise physiology: nutrition, energy, and human performance: Lippincott Williams & Wilkins
Metadaten
Titel
Intermittent neck flexion induces greater sternocleidomastoid deoxygenation than inspiratory threshold loading
verfasst von
Melissa Miles
Paul Davenport
Sunita Mathur
Ewan C. Goligher
Dmitry Rozenberg
W. Darlene Reid
Publikationsdatum
04.11.2023
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 4/2024
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI
https://doi.org/10.1007/s00421-023-05338-6

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