eprintid: 33847 rev_number: 12 eprint_status: archive userid: 7618 dir: disk0/00/03/38/47 datestamp: 2023-10-04 08:50:24 lastmod: 2023-10-09 11:13:46 status_changed: 2023-10-04 08:50:24 type: doctoralThesis metadata_visibility: show creators_name: Schneider, Justine title: Exercise intensity prescription in cancer survivors title_de: Intensitätssteuerung bei KrebspatientInnen divisions: i-100500 adv_faculty: af-10 cterms_swd: Exercise oncology abstract: Thanks to the numerous positive effects of exercise (1-5) and its steadily growing importance in exercise oncology, exercise is recommended to all cancer survivors (CS) (3, 6-9). The existing oncology exercise guidelines are based on the assumption that intensity specifications can be transferred from healthy individuals to CS. However, it was shown that cardio-metabolic parameters used for intensity prescription may be altered in CS due to cancer treatment (10, 11). So-called second-generation trials are demanded which compare the effects of different training prescriptions aiming at elaborating the optimal exercise prescription for CS (12). Consequently, before conducting the demanded studies, a fundamental question must first be clarified: “Is my selected dosage actually what it claims to be when I prescribe a certain intensity for a cancer survivor?”. This was the leading question of this dissertation; Without its final clarification no progress can be made towards individualized training prescription. A precise intensity prescription is a prerequisite for eliciting the greatest possible training effects without provoking training overload. The TOP study was the first to systematically investigate whether currently used methods of intensity prescription are reliable for its use in CS. The main questions were (I) whether maximal oxygen uptake (VO2max) as the major parameter used for intensity prescription, is actually attained by CS during a cardiopulmonary exercise test (CPET), (II) whether three different established methods for intensity prescription for endurance exercise are equally suitable for targeting a specific intensity zone, and (III) whether commonly used methods of intensity testing and prescription in resistance exercise are also valid in CS. The TOP study was designed to answer these research questions; The results were discussed in three manuscripts which constitute the main body of this dissertation. I. Manuscript 1 (chapter 5) targets the question whether CS attain their true VO2max in a CPET. We analyzed data from 75 CS who underwent a supramaximal verification test to confirm the attainment of VO2max. We found that VO2max was not underestimated in the CPET on the group level, yet one third of CS did not attain their true VO2max. We concluded that the verification test appears feasible and beneficial for distinguishing between patients who attained their true VO2max and those who did not. II. In manuscript 2 (chapter 6) we evaluated whether threshold concepts might be useful submaximal alternatives to %VO2max in terms of meeting the vigorous intensity zone. We compared physiological and psychological responses of three training sessions defined by Abstract III three different prescription methods: blood lactate (bLa) thresholds, ventilatory thresholds, and %VO2max as reference. The data showed that all intensity prescription methods met the targeted intensity zone on average, however the session prescribed via bLa thresholds provoked the most homogeneous bLa responses. Furthermore, not all CS were able to complete the training sessions, we therefore concluded that slightly lower percentages should be chosen to improve durability of the training sessions. III. Manuscript 3 (chapter 7) focused on whether different maximum strength tests yield comparable results and are therefore applicable interchangeably. Maximal strength values derived from two indirect strength testing methods (h1-RM after Brzycki (13) and Epley (14)) were compared to one direct method of 1-RM determination, all performed at six different resistance machines. The results vary between the different methods with the occurrence of both, over- and underestimation of patients’ strength performance. This should be considered when training intensities are to be described based on maximal strength values, and when comparing maximal strength data between studies using different testing procedures. Moreover, we aimed to investigate the prediction accuracy for targeting specific intensity zones in resistance exercise in CS, i.e., whether the achieved number of repetitions (NOR) corresponding to specific values of %1-RM/h1-RM were accurately predicted. We found in part extreme deviations between the targeted NOR and the NOR actually performed. We conclude that the prediction accuracy of all test procedures seems to be very poor for all tested strength training machines for the chosen intensities. The use of %1-RM/h1-RM for intensity prescription is therefore questionable for this population. Our results demonstrate that currently used methods of exercise testing and prescription seem to have only limited applicability in CS. The overall conclusion for endurance exercise is that threshold concepts seem to be suitable alternatives to %VO2max for intensity prescription, yet bLa thresholds should be favored if a defined metabolic strain is intended as this method evokes the most homogeneous bLa response between individuals. Furthermore, a verification test seems necessary to ensure VO2max attainment, if percentages of VO2max are used for intensity prescription, or if the effect of a training intervention is evaluated based on changes of VO2max. Regarding resistance exercise, commonly used methods for testing are not safe (1-RM) or imprecise (h1-RM) which is also true when %1-RM/h1-RM is used for intensity prescription. Abstract IV Directly approaching specified intensities might be an alternative method for intensity prescription in resistance training. A phenomenon that connects all three manuscripts is that the individual data show in part extreme interindividual variations which tell different stories than the group means. Therefore, special attention should be paid to interindividual variability when prescribing exercise for CS. The choice of methods should fit the goals and possibilities of the patients. Subsequently, maximum accuracy is warranted in the context of studies, whereas in practice, more inaccuracies can be accepted, and the methods should be chosen accordingly. Independent of the setting, our results demonstrate that it is important not to blindly trust on calculated exercise intensity specifications but to consider them as orientation. For this, it is important to closely monitor the patients for signs of over- or underload, to ensure maximum safety and adequate training stimulus at the same time. There will and can never be one method that fits all. People are individuals and training should be prescribed accordingly. The results presented in this dissertation contribute important insights about the accuracy of different exercise testing as well as prescription methods, and further advance the field of personalized exercise oncology. However, they only represent a first step in the still largely unresearched field of exercise prescription in CS and point to a need for further research. abstract_translated_text: Dank der zahlreichen positiven Effekte von körperlicher Aktivität (1-5) und ihrer stetig wachsenden Bedeutung in der Onkologie, wird allen Krebsüberlebenden (CS) empfohlen körperlich aktiv zu sein (3, 6-9). Die bestehenden onkologischen Leitlinienempfehlungen zu Sport und Bewegung basieren auf der Annahme, dass Intensitätsvorgaben von gesunden Personen auf CS übertragen werden können. Es wurde jedoch gezeigt, dass kardiometabolische Parameter, die für die Trainingssteuerung verwendet werden, bei CS aufgrund der Krebstherapie verändert sein können (10, 11). Es werden so genannte Studien der zweiten Generation gefordert, in denen verschiedene Trainingskonstellationen verglichen werden sollen, mit dem Ziel die optimale Trainingsvorgabe für CS zu finden (12). Bevor die geforderten Studien durchgeführt werden können, muss jedoch zunächst eine grundlegende Frage geklärt werden: "Ist die von mir gewählte Trainingsintensität tatsächlich das, was sie zu sein vorgibt, wenn ich einem/einer CS eine bestimmte Intensität verschreibe?". Dies war die Leitfrage dieser Dissertation, ohne deren abschließende Klärung keine Fortschritte auf dem Weg zu einer individualisierten Trainingssteuerung gemacht werden können. Eine präzise Trainingssteuerung ist die Voraussetzung dafür, möglichst große Trainingseffekte zu erzielen, ohne dabei die Trainierenden zu überlasten. In der TOP-Studie wurde erstmals systematisch untersucht, ob etablierte Methoden der Intensitätssteuerung auch für die Trainingssteuerung in CS geeignet sind. Die übergeordneten Forschungsfragen waren, (I) ob die maximale Sauerstoffaufnahme (VO2max) als wichtigster Indikator der körperlichen Leistungsfähigkeit während eines kardiopulmonalen Belastungstests (CPET) tatsächlich von CS erreicht wird (II) ob drei verschiedene etablierte Methoden der Intensitätssteuerung für Ausdauertraining gleichermaßen geeignet sind, um eine bestimmte Intensitätszone anzusteuern, und (III) ob gängige Krafttests und Methoden der Intensitätssteuerung für Krafttraining auch bei CS gültig sind. Die Ergebnisse der untersuchten Fragestellungen wurden in drei Manuskripten diskutiert, die den Hauptteil dieser Dissertation bilden. I. Manuskript 1 (Kapitel 5) befasst sich mit der Frage, ob CS ihre echte VO2max in einem CPET erreichen. Wir analysierten Daten von 75 CS, die sich einem supramaximalen Verifikationstest unterzogen, um das Erreichen der VO2max während des CPETs zu beurteilen. Wir fanden heraus, dass die VO2max im CPET im Mittel nicht unterschätzt wurde, Zusammenfassung VI dennoch erreichte ein Drittel der CS nicht ihre echte VO2max. Wir kamen zu dem Schluss, dass der Verifikationstest sicher durchführbar und geeignet zu sein scheint, um zwischen Patient:innen zu unterscheiden, die ihre echte VO2max erreicht haben, und solchen, bei denen dies nicht der Fall war. II. In Manuskript 2 (Kapitel 6) untersuchten wir, ob Schwellenkonzepte nützliche submaximale Alternativen zu %VO2max sind hinsichtlich des Erreichens des intensiven Intensitätsbereichs. Wir verglichen die physiologischen und psychologischen Antworten während drei Trainingseinheiten, die mittels verschiedenen Steuerungsmethoden bestimmt wurden: Laktatschwellen, ventilatorische Schwellen und %VO2max als Referenz. Die Daten zeigten, dass alle Steuerungsmethoden im Mittel den angestrebten Intensitätsbereich erreichten, wobei die mittels Laktatschwellen verschriebene Einheit die homogensten Laktatwerte hervorrief. Darüber hinaus waren nicht alle CS in der Lage, die Trainingseinheiten über die komplette vorgegebene Dauer durchzuführen, weshalb wir zu dem Schluss kamen, dass etwas niedrigere Prozentsätze gewählt werden sollten, um die Durchhaltbarkeit der Trainingseinheiten zu verbessern. III. Manuskript 3 (Kapitel 7) beschäftigte sich mit der Frage, ob verschiedene Maximalkrafttests vergleichbare Ergebnisse liefern und somit austauschbar sind. Maximalwerte, die aus zwei indirekten Krafttestmethoden (h1-RM nach Brzycki (13) und Epley (14)) abgeleitet wurden, wurden mit einer direkten Methode der Maximalkrafttestung (1-RM) verglichen, die alle an sechs verschiedenen Kraftgeräten durchgeführt wurden. Die Ergebnisse variierten zwischen den verschiedenen Methoden, wobei es sowohl zu einer Über- als auch zu einer Unterschätzung der Maximalkraft der Patient:innen kam. Dies sollte bei der Verschreibung von Trainingsintensitäten, die auf Maximalkraftwerten basieren, sowie beim Vergleich von Maximalkraftdaten zwischen Studien mit unterschiedlichen Testverfahren berücksichtigt werden. Darüber hinaus wollten wir die Vorhersagegenauigkeit für das Ansteuern spezifischer Intensitätszonen beim Krafttraining in CS untersuchen, d. h. ob die erreichte Anzahl an Wiederholungen (NOR), die bestimmten Werten von %1-RM/h1-RM entspricht, genau vorhergesagt werden kann. Wir fanden zum Teil extreme Abweichungen zwischen der angestrebten NOR und der tatsächlich durchgeführten NOR. Wir schlossen daraus, dass die Vorhersagegenauigkeit aller Testverfahren für alle getesteten Krafttrainingsgeräte bei den gewählten Intensitäten ungenügend zu sein scheint. Die Verwendung von %1- RM/h1-RM zur Intensitätsvorgabe ist daher für diese Population fragwürdig. Zusammenfassung VII Unsere Ergebnisse zeigen, dass die gegenwärtig verwendeten Methoden der Trainingsdiagnostik und -steuerung bei CS nur begrenzt anwendbar zu sein scheinen. Allgemein lässt sich für Ausdauertraining schlussfolgern, dass Schwellenkonzepte eine geeignete Alternative zu %VO2max für die Intensitätssteuerung sind. Jedoch sollten Laktatschwellen bevorzugt werden, wenn eine definierte metabolische Belastung angestrebt wird, da diese Methode die homogensten Laktatantworten zwischen Individuen hervorruft. Darüber hinaus scheint ein Verifikationstest erforderlich, um das Erreichen der VO2max sicherzustellen, wenn einerseits Prozentsätze der VO2max für die Intensitätssteuerung verwendet werden und andererseits, wenn der Erfolg einer Trainingsintervention auf Grundlage von Veränderungen der VO2max bewertet wird. Für das Krafttraining sind die üblicherweise verwendeten Testmethoden nicht sicher (1-RM) oder ungenau (h1-RM), was auch gilt, wenn %1- RM/h1-RM für die Intensitätsvorgabe verwendet wird. Ein Phänomen, das alle drei Manuskripte verbindet, ist, dass die individuellen Daten zum Teil extreme interindividuelle Schwankungen aufweisen, die in eine andere Richtung weisen als die Gruppenmittelwerte. Daher sollte der interindividuellen Variabilität besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, wenn Training für CS verschrieben wird. Die Wahl der Methoden sollte zu den Zielen und Möglichkeiten der Patient:innen passen. Im Rahmen von Studien sollte eine maximale Genauigkeit gewährleistet werden, während in der Praxis mehr Ungenauigkeiten akzeptiert werden können und die Methoden sollten entsprechend ausgewählt werden. Unabhängig vom Setting zeigen unsere Ergebnisse, dass es wichtig ist, sich nicht blind auf berechnete Intensitätsvorgaben zu verlassen, sondern diese als Orientierung zu betrachten. Dabei ist es wichtig, Patient:innen engmaschig zu supervidieren und auf Anzeichen von Überoder Unterforderung zu achten, um bei maximaler Sicherheit einen angemessenen Trainingsreiz zu gewährleisten. Es wird und kann niemals die eine Methode geben, die für alle passt. Menschen sind Individuen und das Training sollte entsprechend gestaltet werden. Die in dieser Dissertation vorgestellten Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse über die Genauigkeit verschiedener Belastungstests und Methoden der Intensitätssteuerung und bringen den Bereich der personalisierten Trainingsonkologie weiter voran. Sie stellen jedoch nur einen ersten Schritt in dem noch weitgehend unerforschten Gebiet der Trainingssteuerung in der Onkologie dar und verdeutlichen den Bedarf an weiterer Forschung. abstract_translated_lang: ger date: 2023 id_scheme: DOI id_number: 10.11588/heidok.00033847 ppn_swb: 1860977839 own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-heidok-338474 date_accepted: 2023-06-12 advisor: HASH(0x55fc36c60fb0) language: eng bibsort: SCHNEIDERJEXERCISEIN2023 full_text_status: public place_of_pub: Heidelberg citation: Schneider, Justine (2023) Exercise intensity prescription in cancer survivors. [Dissertation] document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/33847/1/Dissertation_JSchneider.pdf