Model utility in the study of cardiorespiratory control

Abstract

This study investigates the utility of differing modeling approaches to the study of cardiorespiratory control. Models are classified in terms of intended purpose. A structural model predicts behavior based on a hypothetical physiological structure. An empirical model summarizes observed behavior. A functional model attempts to relate physiological structure to observed behavior. Models from the literature for exercising man illustrate these concepts and motivate the importance of experimental design in terms of the dynamic variation of a work-rate input.

A comparison of two time-domain analysis procedures in the determination of V˙O2 kinetics by pseudorandom binary sequence exercise testing

“…These findings support earlier work in which both time constants and MRT were shown to decrease in response to endurance training (Phillips et al 1995). Nevertheless, although the inclusion of amplitudes, time delays and time constants increase researcher confidence in attaining a reflective summary of an individual's response, it is important to recognise that the reported values are representative of model criteria and alone may not have physiological credibility (Swanson et al 1983). …”

Cinética do consumo de oxigênio durante exercícios supramáximos: Aplicação de modelos matemáticos

“…A impor tância da utilizaç ão de modelos matemáticos baseia-se na atribuição de significados fisiológicos aos parâmetros das equações 19 . Segundo critério de Swanson et al 20 , o modelo exponencial descreveria a cinética do VO 2 em intensidades supramáximas com caráter predominantemente empírico, uma vez que o "sinal de erro" e consequentemente o τ do componente fundamental não teriam equivalente fisiológico justificável 1,3 . Outro exemplo de aplicação de modelo empírico pode ser observado no estudo de Bakker et al 21 , que caracterizaram a resposta da cinética do VO 2 em exercício senoidal.…”

“…O modelo necessitava de tempo de atraso negativo para ajustar apropriadamente os dados, o que representa uma violação da relação causa-efeito e, conseqüentemente, inviabiliza a realização de interpretações fisiológicas. Por outro lado, a utilização do método de Hill 9 para a estimativa da demanda de O 2 e seu posterior emprego no cálculo dos parâmetros da cinética do VO 2 em exercícios supra-máximos, através de ajuste semi-logarítmico, forneceria parâmetros com significado fisiológico válido, classificando este modelo como funcional 20 . Portanto, a discussão acerca de mecanismos fisiológicos envolvidos na cinética do VO 2 em exercícios supra-máximos só poderia ser realizada sobre resultados oriundos de modelos funcionais.…”