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O objetivo deste estudo foi investigar o comportamento da concentração plasmática de triptofano ([TRP]) e de variáveis cinemáticas em séries de treinamento intervalado em diferentes percentuais da velocidade crítica (VC) no nado crawl. Foram voluntários 14 nadadores do sexo masculino de nível competitivo, com, pelo menos, quatro anos de experiência na modalidade e nadando 48 ± 11 km por semana. Os indivíduos executaram dois protocolos distintos, em diferentes dias, realizados em piscina de 25 m: 1) repetições de 200 e 400 m, em máxima intensidade (V200 e V400) em ordem aleatória e separadas por, no mínimo, 24 horas, para a determinação da VC; 2) duas séries de treinamento intervalado (repetições de 400 m) até a ocorrência da exaustão, em ordem aleatória, com intervalo mínimo de 24 horas entre elas: série com intensidade equivalente a 95% da VC (VC95) e série com intensidade equivalente a 100% da VC (VC100). Em ambas (VC95 e VC100) foi solicitado para os participantes que realizassem o maior número possível de repetições de 400 m, na velocidade pré-estabelecida, com intervalos de 40 s de repouso passivo. Um pacer luminoso, subaquático, foi utilizado para controle da velocidade de nado. Foram determinados: [TRP], concentração plasmática de prolactina ([PRL]) e concentração plasmática de ácidos graxos livres ([AGL]); concentração de lactato sanguíneo, frequencia cardíaca (FC) e esforço percebido; duração das fases da braçada, modelo de coordenação, índice de coordenação (IdC), simetria ou assimetria de nado, freqüência média de ciclos de braçadas (FB) e distância média percorrida por ciclo de braçada (DC). Os principais resultados foram: (1) [TRP] e [AGL] não apresentaram diferenças na VC95 e na VC100 (p > 0,05); (2) [PRL] apresentou incremento significativo tanto na VC95 como na VC100 (p < 0,05); (3) aumento significativo da [LA] e do EP na VC95 e na VC100 (p < 0,05); (4) incremento significativo em FB e redução na DC, tanto na VC95 como na VC100; (5) valores de IdC similares na VC95 e na VC100. Desta forma, podemos concluir que, nas séries VC95 e VC100, não ocorrem mudanças da [TRP] e da [AGL]. Já o EP, a [LA], a [PRL] e a FC apresentaram incremento em ambas as séries, o que indica que ocorreu fadiga para o exercício realizado nas condições de instabilidade metabólica. IdC não se altera ao longo de uma série de treinamento intervalado tanto em intensidade similar, como abaixo da VC no nado crawl. / The aim of this study was to investigate the changes in plasma tryptophan concentration ([TRP]) and kinematic variables in a series of interval training in different percentages of the critical speed (CS) in front crawl. Volunteers were 14 competitive male swimmers with at least four years experience in this style and swimming 48 ± 11 km per week. The subjects performed two different protocols on different days in a 25 m pool: 1) repetitions of 200 and 400 m at maximum intensity (S200 and S400) in random order and separated by at least 24 hours of the CS, 2) two sets of interval training (repetitions of 400 m) until the exhaustion in random order, with minimum interval of 24 hours, including: series with intensity equivalent to 95% of CS (VC95) and series intensity equivalent to 100% of CS (CS100). In both (CS95 and CS100) the participants were required to perform the greatest possible number of repetitions of 400 m in the pre-set speed at intervals of 40 s of passive rest. An underwater light pacer was used. [TRP], plasma concentration of prolactin ([PRL]) and plasma free fatty acids ([FFA]), blood lactate concentration, heart rate (HR) and perceived exertion (PE), and duration of the phases of the stroke model coordination, coordination index (IdC), symmetry or asymmetry of swimming, the average frequency of stroke rate (SR) and average distance traveled per stroke length (SL) were determinated. The main results were: (1) [TRP] and [FFA] showed no differences in CS95 and CS100 (p> 0.05); (2) [PRL] showed significant increase in both the CS95 and CS100 (p <0.05); (3) significant increase in [LA] and PE in the CS95 and CS100 (p <0.05); (4) significant increase in SR and reduction in SL in both the CS95 and CS100; (5) IdC values were similar in the CS95 and CS100. Thus, we conclude that in CS95 and CS100 series, there are no changes of [TRP] and [FFA]. Since PE, [LA], [PRL] and HR increased in both series, which indicated the occurrence of fatigue for the exercise performed in conditions of metabolic instability. IdC does not change over a series of intense interval training in both, similar and below, the CS in front crawl.

Este estudo teve como objetivo analisar a influência da utilização de flutuadores na aquisição das habilidades aquáticas, através da comparação de dois grupos de crianças iniciantes em um programa de atividades aquáticas. A amostra foi composta por 17 crianças, com idade entre 36 e 47 meses. Um grupo composto por 8 crianças, participou das aulas fazendo uso dos flutuadores (CFlut), e o segundo grupo, composto por 9 crianças, participou das aulas sem a utilização dos flutuadores (SFlut). Os alunos participaram de uma intervenção com duração de oito semanas, duas aulas por semana e cada aula possuía 30 minutos de duração. Foi utilizada a Escala de Erbaugh para avaliar a aquisição das habilidades aquáticas em dois momentos avaliativos: no período pré-intervenção e no período pósintervenção. Para análise dos dados utilizou-se estatística descritiva (mediana, valores mínimos a máximos) e testes para comparação intra e inter-grupos para dados não-paramétricos (Testes de Wilcoxon e U de Mann-Whitney, respectivamente). Não houve diferenças significativas entre os dois grupos, quando os grupos foram comparados em relação à soma geral das tarefas. No entanto, nas três tarefas que constituem os deslocamentos e, ainda, na tarefa de saltos, o grupo sem flutuadores apresentou melhores resultados. Apesar de os resultados terem demonstrado superioridade do grupo sem flutuadores em relação ao grupo com flutuadores em algumas habilidades, o uso dos flutuadores não deve ser condenado. Isso porque este tipo de material oferece maiores possibilidades de interação com o meio líquido, atuando como um aspecto motivacional para a aprendizagem, principalmente para aquelas crianças que sentem-se inseguras em relação ao meio líquido. / The present study was designed to analyze the influence of flotation devices (armbands) on the aquatic abilities acquisition, by comparing two groups of children without early experience in aquatic abilities. Seventeen children (ages up from 36 to 47 months) composed the sample. An eight-child group took part of the classes using floats (with flotation devices –WFl) and the second group, with by nine children, did it without the usage of floats (no flotation devices – NFl). Both group of children participated of the intervention for eight weeks, at a two-30-minute class per week basis. The Erbaugh Scale was used on two different occasions to assess the aquatic abilities acquisition: the pre-intervention period and pos-intervention period. For data analysis it was used descriptive statistics (median, minimum and maximum values) and comparison tests for non-parametric data (Wilcoxon and U de Mann-Whitney Test). No significant differences between the two groups were found, when assessed regarding the sum of the tasks. However, in the three tasks that constitute the displacements, and yet the jumping tasks, the NFl group presented better results. Though the final results demonstrated a level of superiority for the NFl group over the WFl group in some of aquatic abilities, flotation devices cannot be despised, because this type of equipment offer more possibilities of interaction with the aquatic environment, and they work as a motivational tool for learning, especially for the children showing insecurity towards the aquatic environment.

Considerando as similaridades entre o nado crawl e a remada executada por surfistas, além da preparação física executada pelos mesmos em piscina, este trabalho objetivou avaliar surfistas recreacionais por meio da comparação, concordância e correlação das variáveis fisiológicas e biomecânicas obtidas a partir de testes nadando crawl e remando com prancha. Foram avaliados 14 surfistas (idade de 37,7 ± 4,7 anos) em duas situações: (i) teste em nado crawl, máximo, de 300 m e (ii) teste de remada, nas mesmas condições de intensidade e duração do teste de nado crawl. Os testes foram realizados na mesma piscina e nas mesmas condições de temperaturas e horário. Foram avaliados: consumo de oxigênio de pico (VO2pico) durante os testes, frequência cardíaca (Fcard), concentração sanguínea de lactato ([LA]), esforço percebido (EP) e cinemática em ambos os testes. Dentre os resultados: para teste de nado crawl e teste de remada respectivamente, destacam-se os resultados de VO2pico, Fcard, [LA], e EP: 38,5 ± 5,3 e 36,2 ± 5,3 ml.kg-1.min-1; 149,6 ± 17,4 e 162,2 ± 14,6 bpm; 10,4 ± 2,7 e 12,1 ± 2,7 mmol.l-1; e 16,1 ± 2,4 e 16,7 ± 1,4 pontos. As velocidades médias dos testes foram de, respectivamente, para teste de nado crawl e teste de remada: 0,91 ± 0,1 e 1,27 ± 0,1 m-s-1. De modo geral, os testes apresentaram resultados similares, com baixa concordância, alta correlação e de médios a grandes tamanhos de efeito entre nadar e remar. Considerando os resultados encontrados, o treinamento de surfistas, em piscina, não deveria ser apenas com natação. Conclui-se que os esforços e testes (nadar crawl e remar) não são plenamente intercambiáveis. / Considering the similarities between the front-crawl and the paddling movement, in addition to the physical preparation performed by surfers in swimming pool, this work aimed to compare, to test the agreement and to correlate surfers’ values of oxygen uptake obtained from swimming and paddling tests. A total of 14 surfers (age 37.7 ± 4.7 years) were evaluated in two situations: (i) a 300 m maximum front-crawl test (ii) a paddling test in the same conditions of intensity and duration of the swimming test. The tests were performed in the same pool and under the same conditions of temperatures and time of the day. Peak oxygen uptake (VO2peak) during the tests, heart rate (Fcard), blood lactate concentration ([LA]), perceived exertion (PE) and kinematics in both tests were assessed. Among the results, VO2peak, Fcard, [LA], and EP were, respectively for front-crawl and paddling test:: 38.5 ± 5.3 and 36.2 ± 5.3 ml.kg-1.min-1; 149.6 ± 17.4 and 162.2 ± 14.6 bpm; 10.4 ± 2.7 and 12.1 ± 2.7 mmol.l-1; and 16.1 ± 2.4 and 16.7 ± 1.4 points. The mean velocities of the tests were, respectively, for front-crawl test and paddling test: 0.91 ± 0.1 and 1.27 ± 0.1 m.s-1. In general, the tests presented similar results, with low agreement, high correlation, and medium to large effect sizes between swimming and paddling. Considering the results, the training of surfers, in swimming pool, should not be just with swimming. It is concluded that the efforts and tests (front-crawl and the paddling movement) are not fully interchangeable.

In this thesis, I present a detailed analysis of the role cell morphology, solution rheology, and swimming mechanism has on the motility of Helicobacter Pylori. H. Pylori, the bacterium that causes gastric ulcers, has a helical cell shape that has long been believed to provide an advantage in penetrating the viscous mucus layer protecting the stomach lining, its niche environment. I present results obtained by performing optical microscopic live cell bacteria tracking of wild-type H. Pylori and cell shape and flagella mutants of H. Pylori. Bacteria tracking experiments show that helical shaped bacteria swim faster than straight rod-shaped bacteria, and bacteria with larger number of flagella swim faster. Altering cell shape is found to have a smaller effect on swimming speed than altering the number of flagella a bacterium has. These experimental observations are then compared to resistive force theory predictions. Resistive force theory shows qualitative agreement to our experimental observations, but overestimates the increase in swimming speed for a helical cell when compared to straight rod cell. In addition to effect of cell morphology on motility, I explore how motility is altered in different polymer environments by tracking bacteria in pig gastric mucin, methylcellulose, and gelatin solutions and gels. Bacteria are found to increase their swimming speed non-monotonically with increasing polymer concentration, while the number of mobile bacteria is found to decrease with increased polymer concentration. I also present an analysis of the swimming mechanism used by H. Pylori. H. Pylori is found to use a run-reverse swimming mechanism which I model as a random walk. This random walk model fits well to the experimental data and provides a theoretical tool for interpreting H. Pylori’s swimming mechanism. Taken together these results provide a detailed description of the motility of H. Pylori in different media and are applicable to the broad question of how H. pylori infects and colonizes the mucus layer of the stomach.

Orientador: Marcelo Papoti / Coorientador: Claudio Alexandre Gobatto / Banca: Alessandro Moura Zagatto / Banca: Fúlvia de Barros Manchado Gobatto / Resumo: O objetivo do estudo foi investigar os efeitos da maturação biológica sobre o custo energético (CE), potência aeróbia máxima (VO2PICO), máximo déficit acumulado de oxigênio (MAODRED) e performances de nadadores pertencentes às categorias petiz, infantil, juvenil, júnior e sênior que foram classificados de acordo com a idade biológica Para contemplar esses objetivos dos estudos foram avaliados um total de 43 nadadores de nível estadual e nacional (nove no estudo 1 e 34 no estudo 2). No estudo 1 os nadadores realizaram dois esforços máximos de 400 metros nado livre para mensurar o pico do consumo de oxigênio (VO2PICO) através da técnica da retro extrapolação por dois analisadores de gases: Quark (PFT, Cosmed, Roma Itália) e VO2000 (MedGraphics). A contribuição energética anaeróbia alática (CeALA) e lática (CeLAT), (MAODRED) também foram determinadas. A CeLAT e o P400, não apresentaram diferenças significativas e foram correlacionados entre os dois analisadores de gases, a CeALA apresentou diferença significativa. No primeiro estudo conclui-se que as comparações dos dados provenientes desses dois analisadores de gases devem ser realizadas com cautela. Os 34 nadadores do estudo 2 realizaram um esforço máximo de 400 metros para determinação do CE, CeALA, CeLAT ,VO2PICO, MAODRED, por meio da técnica de retro extrapolação. O consumo de oxigênio foi mensurado pelo analisador de gases Quark (PFT, Cosmed, Roma Itália) (1º Dia). Nos dias subseqüentes foram realizados esforços máximos de 100 e 200m e foram determinados o comprimento de braçada (CB), a freqüência de braçada (FB) e o índice de braçada (IB). O tempo foi registrado a cada 25m para todas as distâncias. A composição corporal determinada pela dual energy x-ray absorptiometry (DEXA). A classificação da maturação biológica foi realizada de acordo as pranchas de Tanner. Os nadadores foram classificados nos estágios dois (P2, n=4), três... / Abstract: The aim of the study was to investigate the effects of biological maturation on energy cost (EC), maximal aerobic power (VO2PEAK), maximal accumulated oxygen deficit (MAODRED) and performances of swimmers belonging to categories petiz, childish, juvenile, junior and senior which were classified into groups after determining the biological age (Tanner, 1962).Two groups of swimmers from state and national levels (9 in study 1 and 34 in study 2) in study 1 swimmers were evaluated, performed two maximum effort 400m front crawl, the technique of back extrapolation was used to measure the peak oxygen consumption (VO2PEAK) for two gas analyzers: Quark (PFT, Cosmed, Rome Italy) and VO2000 (Aerosport, Medgraphics). The anaerobic energy contribution alactic (CeALA) and lactic (CeLAT), (MAODRED) were also determined. The CeLAT and P400, and no significant differences were correlated between the two gas analyzers, the CeALA significant difference. It is concluded that comparisons of data from these two gas analyzers should be performed with caution. The 34 swimmers Study 2 performed a maximal effort 400m front crawl to determine the EC, CeALA, CeLAT, VO2PEAK, MAODRED, through the technique of back extrapolation. Oxygen consumption was measured by gas analyzer Quark (PFT, Cosmed, Rome Italy) (Day 1). In subsequent days maximum efforts of 100 and 200 were performed and it was determined the stroke length (SL), stroke rate (SR) and stroke index (SI). The time was recorded every 25m for all distances. Body composition determined by dual energy x-ray absorptiometry (DEXA). The groups were classified according to the biological maturation: four athletes in stage 2 (P2), six at stage three (P3), 13 in stage 4 (P4) and the nine stage 5 (P5). The CeLAT, MAODRED, the EC, the [Lac]PEAK and VO2PEAK were higher in the more mature groups when compared to less mature. The CeALA CeAER and showed no significant differences between groups. In 400m, SI was higher in the... / Mestre

Globally, there is growing concern about energy consumption and its diverse effects on the environment. In South Africa, the current status quo is unfavourable in the domain of energy, hence the Department of Energy, Eskom and NERSA have embarked on supporting energy efficiency technologies nationwide as a strategic goal in reducing demand on the national grid. Due to the non conservative consumption of electricity from the grid and the insufficient supply to meet its demand, the importation of crude oil is very certain. In addition, the current and most popular technology for pool water heating in the said country is the resistive element which is inefficient and non-cost-effective. The energy consumption of residential swimming pool water heating is very massive, and tariff structure shows a constant rise. Furthermore, there's a current electricity crisis during the Eskom evening peak. Hence, a reliable, efficient, cost-effective and renewable energy technology such as an air source heat pump is required as a retrofit to the existing resistive element. Furthermore, mathematical modelling is a tool that can be used to mimic the dynamic behaviour of a physical or process system. It is a computational language or mathematical equation used to predict the dynamic behaviour of physical systems [Tangwe et al., 2015]. Various methods such as numerical methods have been considered as the particular types of mathematical modelling which have been employed to predict the performance of swimming pool ASHP water heater. However, they were unreliable and expensive. Consequently, this research focused on the experimental determination of the viability and development of a mathematical model to predict the performance of swimming pool ASHP water heater. The benefit of the development and building of this model was attributed to its low cost and credibility to forecast the performance of swimming pool ASHP water heater. Also, this robust mathematical model can be used by an energy service company and system manufacturer to compute the dynamic coefficient of performance of the swimming pool ASHP water heater. Following the above-mentioned information, the research sought to provide a permanent solution to the Eskom evening peak constraint. This is because energy-efficiency, serves as the bridging block between conventional and renewable energy sources needed by Eskom in a bid to provide a balance energy mix and sustainable energy. The implementation of a swimming pool ASHP water heater guaranteed a conducive environment for the population due to the reduction in environmental pollution.

O objetivo deste estudo foi investigar o comportamento da concentração plasmática de triptofano ([TRP]) e de variáveis cinemáticas em séries de treinamento intervalado em diferentes percentuais da velocidade crítica (VC) no nado crawl. Foram voluntários 14 nadadores do sexo masculino de nível competitivo, com, pelo menos, quatro anos de experiência na modalidade e nadando 48 ± 11 km por semana. Os indivíduos executaram dois protocolos distintos, em diferentes dias, realizados em piscina de 25 m: 1) repetições de 200 e 400 m, em máxima intensidade (V200 e V400) em ordem aleatória e separadas por, no mínimo, 24 horas, para a determinação da VC; 2) duas séries de treinamento intervalado (repetições de 400 m) até a ocorrência da exaustão, em ordem aleatória, com intervalo mínimo de 24 horas entre elas: série com intensidade equivalente a 95% da VC (VC95) e série com intensidade equivalente a 100% da VC (VC100). Em ambas (VC95 e VC100) foi solicitado para os participantes que realizassem o maior número possível de repetições de 400 m, na velocidade pré-estabelecida, com intervalos de 40 s de repouso passivo. Um pacer luminoso, subaquático, foi utilizado para controle da velocidade de nado. Foram determinados: [TRP], concentração plasmática de prolactina ([PRL]) e concentração plasmática de ácidos graxos livres ([AGL]); concentração de lactato sanguíneo, frequencia cardíaca (FC) e esforço percebido; duração das fases da braçada, modelo de coordenação, índice de coordenação (IdC), simetria ou assimetria de nado, freqüência média de ciclos de braçadas (FB) e distância média percorrida por ciclo de braçada (DC). Os principais resultados foram: (1) [TRP] e [AGL] não apresentaram diferenças na VC95 e na VC100 (p > 0,05); (2) [PRL] apresentou incremento significativo tanto na VC95 como na VC100 (p < 0,05); (3) aumento significativo da [LA] e do EP na VC95 e na VC100 (p < 0,05); (4) incremento significativo em FB e redução na DC, tanto na VC95 como na VC100; (5) valores de IdC similares na VC95 e na VC100. Desta forma, podemos concluir que, nas séries VC95 e VC100, não ocorrem mudanças da [TRP] e da [AGL]. Já o EP, a [LA], a [PRL] e a FC apresentaram incremento em ambas as séries, o que indica que ocorreu fadiga para o exercício realizado nas condições de instabilidade metabólica. IdC não se altera ao longo de uma série de treinamento intervalado tanto em intensidade similar, como abaixo da VC no nado crawl. / The aim of this study was to investigate the changes in plasma tryptophan concentration ([TRP]) and kinematic variables in a series of interval training in different percentages of the critical speed (CS) in front crawl. Volunteers were 14 competitive male swimmers with at least four years experience in this style and swimming 48 ± 11 km per week. The subjects performed two different protocols on different days in a 25 m pool: 1) repetitions of 200 and 400 m at maximum intensity (S200 and S400) in random order and separated by at least 24 hours of the CS, 2) two sets of interval training (repetitions of 400 m) until the exhaustion in random order, with minimum interval of 24 hours, including: series with intensity equivalent to 95% of CS (VC95) and series intensity equivalent to 100% of CS (CS100). In both (CS95 and CS100) the participants were required to perform the greatest possible number of repetitions of 400 m in the pre-set speed at intervals of 40 s of passive rest. An underwater light pacer was used. [TRP], plasma concentration of prolactin ([PRL]) and plasma free fatty acids ([FFA]), blood lactate concentration, heart rate (HR) and perceived exertion (PE), and duration of the phases of the stroke model coordination, coordination index (IdC), symmetry or asymmetry of swimming, the average frequency of stroke rate (SR) and average distance traveled per stroke length (SL) were determinated. The main results were: (1) [TRP] and [FFA] showed no differences in CS95 and CS100 (p> 0.05); (2) [PRL] showed significant increase in both the CS95 and CS100 (p <0.05); (3) significant increase in [LA] and PE in the CS95 and CS100 (p <0.05); (4) significant increase in SR and reduction in SL in both the CS95 and CS100; (5) IdC values were similar in the CS95 and CS100. Thus, we conclude that in CS95 and CS100 series, there are no changes of [TRP] and [FFA]. Since PE, [LA], [PRL] and HR increased in both series, which indicated the occurrence of fatigue for the exercise performed in conditions of metabolic instability. IdC does not change over a series of intense interval training in both, similar and below, the CS in front crawl.