FYZIOLOGICKÉ TESTY REAKCE A ADAPTACE ČLOVĚKA prof. MUDr. Jan Novotný,CSc. Katedra kineziologie Modul: Studium: Ph.D. Tento výtisk zachycuje stav online materiálu, dostupného na adrese http://www.fsps.muni.cz/impact/zatezove-testy-vesportovni-medicine/ ve stavu ze dne 22. 02. 2015. Online verze materiálu může obsahovat interaktivní či multimediální prvky, které se v tištěné podobě nezobrazují nebo nejsou funkční. © 2012–2014 Fakulta sportovních studií Masarykovy univerzity Brno v rámci projektu Inovace a modernizace studijních oborů FSpS (IMPACT) pod kódem CZ.1.07/2.2.00/28.0221. Více informací o projektu: www.fsps.muni.cz/impact . ÚVOD 1 OBECNÁ ČÁST 4 - CÍLE, PODSTATA A VLASTNOSTI ZÁTĚŽOVÝCH TESTŮ 4 - VOLBA ZÁTĚŽOVÉHO TESTU 7 - ZDRAVOTNÍ RIZIKA ZÁTĚŽOVÝCH TESTŮ 10 - ZDROJE ZÁTĚŽE 12 - UKAZATELE ODEZVY NA ZÁTĚŽ 14 SPECIÁLNÍ ČÁST 15 - SUBJEKTIVNÍ UKAZATELE 15 - DYNAMOMETRICKÉ UKAZATELE 18 - KARDIOVASKULÁRNÍ UKAZATELE 20 - SPIROMETRICKÉ UKAZATELE 30 - SPIROERGOMETRICKÉ UKAZATELE 31 - BIOCHEMICKÉ UKAZATELE 38 - ENDOKRINOLOGICKÉ UKAZATELE 42 - TERMODYNAMICKÉ UKAZATELE 45 - ANAEROBNÍ PRÁH (LA, V-R) 47 - TESTY AEROBNÍHO SYSTÉMU 54 - TESTY GLYKOLYTICKÉHO SYSTÉMU 56 - TESTY ATP-CP SYSTÉMU 58 - ODHAD VÝDEJE ENERGIE 60 - TEST VARIABILITY SRDEČNÍ FREKVENCE 67 POUŽITÁ LITERATURA 72 ANKETA 78 DISKUSNÍ FÓRUM 79 OTESTUJTE SE... 80 MATERIÁL VE ČTEČCE PRO VÁŠ TABLET 81 AUTOŘI 82 Obsah fyziologické testyreakce a adaptace člověka prof. MUDr. Jan Novotný, CSc. Úvod Vážení studenti, tato e-learningová studijní opora byla vytvořena v rámci inovace celého předmětu. Inovace spočívala také v nákupu moderních pomůcek, přístrojů, studijní literatury dostupné v univerzitní knihovně a v inovaci sylabu. Financování projektu Inovace a modernizace studijních oborů FSpS (IMPACT – FSPS), registrační číslo CZ.1.07/2.2.00/28.0221) realizovaného v období leden 2012 až prosinec 2014 bylo zajištěno z Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost. V případě dotazů Vám rádi odpovíme i po ukončení realizace projektu na . Projektový tým IMPACT V online verzi je k dispozici videozáznam: (Zdroj: moderátor: Zbyněk Loucký, kamera a střih: Jakub Doležal) Str.1 / 82 Jazykové verze tohoto materiálu: There is also available English language version named [ ]. Úvodní slovo Tento volitelný předmět je určen pro studenty, jejichž zaměření vyžaduje znalost testů s fyzickou zátěží. Jde o testy, které se používají ke zjišťování reakce a adaptace fyziologických funkcí člověka při posuzování schopnosti k pohybovému výkonu, případně v diagnostice patologických stavů. Studenti získají speciální hlubší znalosti v oblasti fyziologických zátěžových testů a budou schopni vybrat správný test a měřené veličiny, plánovat a organizovat jeho realizaci, interpretovat výsledky. spočívá především v komplexním pojetí teorie zátěžových testů, v demonstracích vybraných testů a ve vytvoření elektronického studijního materiálu. Studenti by si měli osvojit obecné principy výběru a realizace těchto testů Anotace inovovaného materiálu Předložený studijní materiál je základní informací pro studenty předmětu Zátěžové testy ve sportovní medicíně. Poskytuje vysvětlení základních pojmů, principy volby zátěžových testů a pravidla jejich bezpečné realizace. Přináší studentům vodítka pro interpretaci odezvy fyziologických ukazatelů. Jeho součástí je i příslušný seznam další studijní literatury. Připojený autotest, ověřující nově nabyté znalosti studentem, poskytuje v případech nesprávných odpovědí odpovědi správné. Cílem tohoto materiálu je, aby studenti získali základní orientaci v problematice fyziologických zátěžových testů a v příslušné odborné literatuře, aby si otevřeli bránu a viděli, jaké další znalostí by měli mít v předmětu Zátěžové testy ve sportovní medicíně. í. Anotace inovovaného předmětu Cíle předmětu: Studenti budou znát a rozumět fyziologickým testům reakce a adaptace člověka na tělesnou zátěž a budou schopni tyto znalosti aplikovat ve své disertační práci. Dále budou schopni plánovat, provádět a vyhodnocovat zátěžové testy v rámci výzkumných projektů za použití moderní špičkové přístrojové techniky. Inovace: Zátěžové testy při přirozeném způsobu pohybu – při chůzi a běhu na bezpečném běžícím koberci Str.2 / 82 v laboratoři (se sledováním kardiorespiračních parametrů odezvy organismu člověka; prolínání s biomechanickými parametry v rámci jiných předmětů doktorského studia). Volba, provedení a vyhodnocení zátěžového testu ve výzkumném projektu studenta v rámci disertační práce. Nahrazení většiny individuálních konzultací přednáškami, semináři a praktickými cvičeními – provádění zátěžových testů. V rámci inovace předmětu bude vytvořena e-learningová aplikace – příklady provádění zátěžových testů: spiroergometrie na běhátku, spiroergometrie na bicyklovém ergometru, spiroergometrie v terénu – běh, spiroergometrie v terénu – kolo, spektrální analýza variability srdeční frekvence rovněž bude aktualizována a doplněna studijní literatura v knihovně. Str.3 / 82 Obecná část -Cíle,podstata a vlastnosti zátěžových testů Cíle zátěžových testů Zjistit funkční (fyziologickou) schopnosti člověka a . V případě vyhledávání talentů pro sport jde o jednorázové vyšetření. V případě posouzení efektivity tréninku jsou srovnány výsledky alespoň dvou testů – před a po tréninkovém období. Získat . Zjistit, tedy zda je stav organizmu a jeho funkční schopnosti normální – bez poruch (fyziologické) nebo abnormní, s poruchou (patologické, nemoc) – . Podstata zátěžových testů (podnětem, stimulem) většinou (fyzikální výkon po určitou dobu). Pro dosažení uvedených cílů je potřeba zjistit (reakci) organizmu na fyzické zatížení a na základě tohoto zjištění je pak posuzována i míra zátěži (adaptace). Existují však i testy, kdy stimulujícím podnětem k reakci organizmu je i jiná . zahrnujícím přípravu, měření, zpracování výsledků a jejich vyhodnocení včetně interpretace. Intenzita a doba zatížení Nastavením intenzity a doby zátěže tuto zátěž dávkujeme. Existuje mnoho variant – kombinací. Nastavení se řídí: cílem testu, stavem a bezpečností testované osoby, Str.4 / 82 technickými možnostmi zdroje zatížení. může být v průběhu testu: nízká, střední, submaximální, maximální, stále stejná, střídající se, vzestupná, sestupná, přerušovaná (s přestávkami), nepřerušovaná (kontinuální). Intenzita zátěže na bicyklovém či veslařském ergometru je vyjádřena výkonem [W] nebo silou – odporem pedálů [N], na běžícím páse rychlostí jeho posunu [m.s-1] a sklonem [%, °]. je velmi rozmanitá (od desítek sekund až po několik měsíců). V laboratoři bývá doba zatížení relativně kratší. Např. předtestová zátěž před hlavní částí Vingate testu trvá 10 sekund. Zátěže při ergometrii a spiroergometrii, s cílem zjistit maximální hodnoty ukazatelů transportního systému pro kyslík (HRmax, VO2max atd.), bývají v trvání 6–20 minut. V terénu bývá trvání zátěže relativně delší. Odezva na specilní zátěž může být sledována i několik hodin. Existují standardizované testy s ověřenými metodickými postupy, kde je intenzita a doba zatížení stanovena. Některé příklady jsou uvedeny ve speciální části tohoto textu. V některých případech se sledují ukazatele odezvy na zátěž i v průběhu několika dnů, např. jaterní enzymy před a po vytrvalostní zátěži, krevní tlak a EKG v průběhu 24 hodin nebo několika dnů až týdne. Vlastnosti testů Základní vlastnosti (atributy) testů jsou dány: druhem a způsobem zatížení, druhem, přesností, stabilitou a spolehlivostí způsobů zjišťování (zobrazení, měření) odezvy organizmu na zátěž, způsobem zpracování výsledků měření a jejich interpretací. Za vhodný považujeme ten test, který je: příslušný (specifický) a platný (validní) – skutečně zjišťuje to, co chceme zjistit, dostatečně přesný (precizní), dostatečně nebo přiměřeně citlivý (senzitivní), Str.5 / 82 s co nejmenší chybou, spolehlivý (reliabilní) – dává stejné výsledky při jeho opakování, opakovatelný – lze jej opakovaně provádět stejným způsobem, objektivní – je co nejméně ovlivněn osobou testovanou i testující. Diagnostická schopnost testu v medicíně může být vyjádřena v procentech (%): citlivost (senzitivita): příslušnost – příznačnost (specifita, specificita): falešná pozitivita: falešná negativita: (true-positives) – správně pozitivní = pozitivní test a je prokázáno onemocnění. (true-negatives) – správně negativní = negativní test a je vyloučeno onemocnění. (false-positives) – falešně pozitivní testy = pozitivní test a je vyloučeno onemocnění. (false-negatives) – falešně negativní testy = negativní test a je prokázáno onemocnění. Zjištění této schopnosti vyžaduje provedení dostatečného počtu zkoumaných testů a stoprocentně pravdivou informaci o tom, zda je nemoc přítomna nebo není (výsledky jiných, již dříve prověřených platných diagnostických metod). Str.6 / 82 -Volba zátěžového testu Postup při volbě (výběru) testu: 1. uvědomit si, , kterého chceme dosáhnout, 2. promyslet, který z člověka je nejvhodnější, 3. promyslet , druhy a způsoby zatížení, měření a vyhodnocování výsledků, 4. zvážit další (prostorové, časové, finanční, organizační, personální, přístrojové, materiální) 5. a (příklady jsou v tabulce 1). bývá úmysl zhodnotit určitou testovaného člověka. Např.: Jestliže chceme hodnotit celkovou , vybereme ukazatel A ten lze zjistit prostřednictvím testu . Příklady volby testu a fyziologického parametru, který chceme sledovat a hodnotit, jsou v tabulce 1. testu označujeme také jako jeho . Rozhodnutí musíme udělat i ve věci . U běžce je vhodnější v laboratoři běhátko, u cyklisty bicyklový ergometr. V terénu specifická zátěž, kterou sportovec provádí v tréninku nebo soutěži. Anaerobní práh, stanovený např. při plavání, je opravdu použitelný pro plánování plaveckého tréninku. Což o anaerobním prahu plavce z bicyklové ergometrie se říci nedá. Musíme rozhodnout, zda provedeme test . Aerobní kapacita (kapacita transportního systému pro kyslík) Celková aerobní schopnost (vytrvalostní) VO2max VO2max/kg VO2max/FSA Kyslíkový poločas Spiroergometrie 1. ventilační práh (ANP) 2. ventilační práh (RCP) Spiroergometrie LT, OBLA Ergometrie s měřením laktátu W170, W170/kg Bicyklová ergometrie s měřením HR Anaerobní schopnost (rychlostní) Maximální kyslíkový dluh Maximální kyslíkový deficit Spiroergometrie Str.7 / 82 Maximální koncentrace laktátu v krvi Test s maximální zátěží (ergometrie) Odhad výdeje energie při převážně aerobní zátěži Minutový příjem kyslíku Spiroergometrie (nepřímá energometrie) Autonomní nervová regulace (aktivita parasympatiku a sympatiku) Spektrální výkony HRV a jejich hustota Spektrální analýza HRV při ortoklinostatickém testu Odezva glykémie na zátěž Glykémie před a po zátěži Glukometrie před, při a po zátěži Odolnost jater vůči tělesné zátěži Koncentrace AST, ALT, Bilirubin Biochemické vyšetření před a po tréninku Reakce elektrické aktivity srdce na fyzickou zátěž EKG Zátěžový EKG test Odezva TK na zátěž TK Zátěžový test TK Diagnostika pozátěžového průduškového astmatu Dechové parametry (VC, FEV1, PEFR, VE před a po zátěži Spirometrie před a po zátěži VO2max – maximální minutový příjem kyslíku VO2max/kg – maximální minutový příjem kyslíku v přepočtu na 1 kg hmotnosti VO2max/FSA – maximální minutový příjem kyslíku v přepočtu na m2 čelní plochy (front surface area) ANP – anaerobic threshold– anaerobní práh RCP – respiratory compensation point – bod respirační kompenzace LT – lactate threshold– laktátový práh OBLA – onset blood lactate accumalation – zátěž při zcela jasně a prudce se zvyšující koncentraci laktátu HR – heart rate – minutová srdeční frekvence W170 – výkon při HR 170/min – nepřímý ukazatel tělesné zdatnosti (míry adaptace kardiovasuklárního systému) na tělesnou zátěž HRV – heart rate variability – variabilita srdeční frekvence Ortoklinostatický test – test s posturální zátěží – poloha vleže, vstoje a vleže ALT – alanin-amino-transferáza AST – aspartát-amino-transferáza EKG – elektrokardiografie TK – tlak krve FEVC – výdechová vitální kapacita plic FEV1 – nevyšší jednovteřinový výdechový objem PEFR – nejvyšší výdechová rychlost (proud) Str.8 / 82 VE – minutová ventilace Str.9 / 82 -Zdravotní rizika zátěžových testů představuje fyzickou zátěž pro různé orgány a systémy organizmu. Při mechanické práci člověka jsou svalové kontrakce provázeny reakcí energetického metabolizmu, neuroendokrinního systému, transportního systému pro kyslík, minerálního a vodního metabolizmu, termoregulace apod. a. by odezva měla být bezproblémová a zátěž ukončena podle potřeby testu nebo akutní fyziologickou únavou. b. (nemoci, dysfunkce) kteréhokoliv článku těchto funkčních řetězců je zvýšené riziko selhání a poškození tohoto článku a dalších komplikací. Tato situace může nastat před nebo až v průběhu testu. Důvody neprovedení testu–zdravotní kontraindikace kzátěžovým testům Jsou to poruchy zdraví – nemoci, které by mohly být v důsledku zátěžového testu zhoršeny, nebo by mohly v kombinaci se zátěží přinést další zdravotní komplikace. Jsou to . Rozlišují se absolutní a relativní kontraindikace. a. celkové akutní onemocnění infekční, horečnaté (chřipka, angína atd.) b. stav těžkého selhání důležitých orgánů a funkcí ohrožující život (akutní srdeční infarkt, metabolický rozvrat, vyčerpání nadledvin, přehřátí apod.) – onemocnění, jejichž průběh bývá proměnlivý: a. ve fázi (stavu) dobré kompenzace a uspokojivé léčby test nemusí vést ke zhoršení zdraví a lze jej za určitých podmínek provést b. ve fázi akutního nebo i chronického zhoršení stavu by test vedl ke zhoršení zdraví a nesmíme jej provést, např.: diabetes mellitus, astma bronchiale, ischemická choroba srdeční, hypertenzní nemoc atd. Důvody přerušení testu U testovaných osob se v průběhu zátěže mohou objevit známky selhání a zhoršení důležitých životních funkcí (krevní oběh, dýchání, vědomí atd.). Rozpoznáváme objektivní a subjektivní těchto změn. Str.10 / 82 nebezpečné a se zátěží se prohlubující poruchy srdeční činnosti pokles krevního tlaku, příliš vysoký TK, nezvyšující se TK při vyšší zátěži bolest, dušnost, slabost, závrať, vyčerpání Případně se mohou vyskytnout i , které jsou důvodem k přerušení testu (kašel, úraz aj.). Připravenost křešení náhlých situací Pro efektivní řešení vzniklých zdravotních problémů je nutná určitá příprava: Vyšetřující personál musí být vybaven znalostmi (vzdělání) a dovednostmi pro: indikace, kontraindikace a přerušení testu bezpečné provedení testu, včetně řešení náhlých příhod (1. pomoc, kardiopulmonální resuscitace), potřebného transportu na jednotku intenzivní péče atd. organizace a řízení testu příprava, spolupráce a komunikace s pacientem nebo klientem před, během a po testu týmová spolupráce dávkování zátěží sledování reakce interpretace výsledků – předem domluvená součinnost zúčastněných osob, jejich jasné kompetence a úkoly, návaznost na další zdravotní pracoviště, spojení komunikace. – zdravotnický materiál a přístroje (tonometr, defibrilátor atd.) pro první pomoc a resuscitaci, případně další úkony. Výukový audiovideomateriál Guidelines, 2005 (Zuchová, 2007), je dostupný jako e-learningový materiál Masarykovy univerzity na Str.11 / 82 -Zdroje zátěže Člověka lze zatížit a stimulovat k reakci různým způsobem: aktivním pohybem, kterého je dosaženo svalovou prací; změnou polohy těla (např. head-up tilt table test, HUT); tepelně (chladové testy, např. ponořovacího reflexu); psychicky (mental stress test); chemicky (lékem – např. atropin, acetylcholin atd.); nedostatkem kyslíku (hypoxií); elektrickým proudem (např. jícnová stimulace srdce) aj. je spojena se (cyklickou a acyklickou) – různého druhu a jejich kombinacemi: koncentrickou, excentrickou dynamickou, statickou Svalové kontrakce mají různou a svalová práce různou . Pohybová zátěž vlaboratoři jsou vytvořeny kontrolovatelné standardní podmínky (teplota, vlhkost, proudění vzduchu atd.), což umožňuje přesnější hodnocení a lepší interpretaci získaných výsledků. K řízení pohybové zátěže slouží zvláštní stroje: jsou speciální stroje s přesně dávkovatelnou mechanickou zátěží – odporem vůči pracujícím svalům. Vyšetřované osobě je poskytována možnost provádět měřitelný výkon [W] po určitou dobu [h:min:s] a vykonat tak práci – cyklickou/acyklickou/lineární, dynamickou/statickou, izokinetickou atd. Příklady ergometrů: bicyklový, veslařský, ruční jednoklikový (rumpál) nebo dvouklikový, běžkařský ergometr a řada dalších. Ergometry bývají brzděny elektromagnetem. Zvláštní je (treadmill). Běhátko poskytuje zátěž běžícím pásem (např. 0–25 km/h) a sklonem pro pohyb „do kopce“ (např. až 30–35°). Existují i další možnosti pohybové zátěže, např. za použití stupínků (vystupovací test), schodů, dřepů (Ruffierův test s 30 dřepy). Výhody a nevýhody bicyklového ergometru a běžícího pásu Str.12 / 82 menší riziko pádu testované osoby, minimální pohyby jeho trupu poskytují lepší možnost měření a sledování důležitých ukazatelů, např.: lepší stabilita elektrod a obrazu EKG, lepší možnost odběru krve z ušního lalůčku pro biochemické vyšetření, lepší stabilita náústku nebo masky pro odběr a analýzu ventilovaného vzduchu pro výpočet ventilačně-respiračních ukazatelů, lepší komunikace s testovanou osobou, u osob lépe zvládajících jízdu na kole než běh může být lépe dosaženo maximálních hodnot funkčních parametrů cirkulace, respirace a metabolizmu. méně přirozený způsob pohybu, než je chůze a běh, menší pravděpodobnost dosažení maximální odezvy na zátěž v důsledku zapojení méně svalů. je, že pro většinu lidí: poskytuje možnost přirozenějšího pohybu – chůzi a běh. v případě schopnosti běžet do vyčerpání – zatížení více svalových skupin vede k dosažení maximálních hodnot ukazatelů fyziologické odezvy (HRmax, VO2max atd.). vyšší riziko pádu a zranění, zhoršené podmínky, až znemožnění sledovat fyziologické ukazatele v průběhu zátěže (EKG, odběr krve atd.), mírně odlišná technika běhu ve srovnání s přirozeným prostředím venku ve volném prostoru, u nováčků – určitá potřeba naučit se běžet na pásu. Pohybová zátěž vterénu Výhoda spočívá v tom, že poznáváme, co se děje se sportovcem při jeho vlastním výkonu v tréninku nebo soutěži (chůze, běh, jízda na kole, plavání, různá cvičení a herní výkony atd.). ve sportovním prostředí vyžadují speciální přístrojovou přenosnou techniku pro sledování fyziologických funkcí. Většinou jde o radiotelemetrické systémy s možností průběžného monitoringu v laptopu nebo osobní záznamníky s možností následného vyhodnocení dat v laptopu. Str.13 / 82 -Ukazatele odezvy na zátěž Odezva (reakce) organizmu na tělesnou zátěž spočívá ve specifických změnách fyziologických funkcí v průběhu fyzického výkonu a bezprostředně po něm. , nikoliv údaj o absolvované zátěži. Sportovní výkon (délka nebo výška skoku, čas běhu na 100 nebo 1500 m), údaj o intenzitě nebo objemu zátěže (běžecké rychlosti a uběhnuté vzdálenosti) nebo výkon na bicyklovém ergometru je podnětem, který organizmus k reakci stimuluje. již může jít o tzv. startovní stav. Ten nastává několik minut, až desítek minut před očekávaným testem. Prostřednictvím psychických a neuroendokrinních funkcí se organizmus připravuje na výkon. Zvýšená aktivita sympatické části autonomního nervového systému a zvýšené množství jeho mediátorů způsobí zrychlení a zesílení srdečních kontrakcí atd. se zvyšuje aktivita nervověhormonálních řídících systémů podporující činnost zapojených svalů. Uplatňuje se vliv sympatiku a endokrinních žláz na energetický metabolismus (doplňování zdrojů energie ve svalech a dalších tkáních). Tělo také aktivizuje mechanizmy stabilizace vnitřního prostředí (odstraňování přebytečného tepla, kompenzace acidózy atd.). K tomu slouží i změny v krevním oběhu, dýchacích funkcích aj. (zotavení) některé funkce ve své aktivitě po určitou dobu přetrvávají, pak ustupují a více se uplatňuje řízení parasympatickou částí autonomního nervstva (také prostřednictvím nervus vagus), která má na starosti odstraňování únavy – regeneraci sil sportovce. K posouzení odezvy na zátěž a míry regenerace sil se používají především měřicí přístroje, méně pak subjektivní hodnotící metody. testovaného svými smysly (pocit zátěže, míra dušnosti, bolest) je důležité, především pro včasné odhalení zdravotních komplikací. může být zatíženo chybou. Vybrané ukazatele jsou uvedeny dále ve speciální části. Str.14 / 82 Speciální část -Subjektivní ukazatele Pro lepší (částečnou objektivizaci) slouží škály: Pocit zátěže Borgova škála je od 6 do 20 (Tab. 2), Fosterova od 0 do 10 (Tab. 3). Experimentálně byly nalezeny korelace ventilačních prahů (viz níže) k určitým hodnotám: V Borgově škále stupeň 13 většinou odpovídá úrovni ventilačního anaerobního prahu (VT2). Pocit bolesti Borgova škála je od 0 do 10 (Tab. 4). Používají se i jednodušší analogové škály pro vyjádření intenzity bolesti: od 0 do 6 nebo od 0 do 10. (Borg, 1962) 6 7 velmi velmi lehká 8 9 velmi lehká 10 11 lehká 12 13 poněkud namáhavá (VT2) 14 15 namáhavá 16 17 velmi namáhavá 18 19 velmi velmi namáhavá 20 (Foster et al. 1996) Str.15 / 82 0 klid 1 velmi lehká 2 lehká 3 mírná 4 poněkud namáhavá - VT1 5 těžká 6 - VT2 7 velmi těžká 8 velmi velmi těžká 9 blízko maximální 10 maximální 0 žádná 0,5 velmi velmi slabá 1 velmi slabá 2 lehká 3 střední 4 poněkud silná 5 silná 6 7 velmi silná 8 9 10 velmi velmi silná * maximální (Test du parler) Je to test pro nalezení nebo ověření určité intenzity zatížení organizmu při vytrvalostní (aerobní) zátěži: S rostoucí intenzitou zátěže (rychlost chůze apod.) se zvyšuje ventilace a člověk při určité intenzitě přestává být schopen souvislého mluvení. V tom okamžiku intenzita přibližně odpovídá úrovni prvního ventilačního prahu. Při přetrvávající únavě nebo při nemoci se ztrácí schopnost souvislé řeči již při nižší zátěži, pomalejším pohybu atd. Str.16 / 82 Str.17 / 82 -Dynamometrické ukazatele Maximální svalová síla (Fmax – force; N). např. nejvyšší dosažená síla zaznamenaná při statické nebo dynamické práci s maximálním úsilím v průběhu času na dynamometru (silová křivka). Dynamický výkon – jednou opakovatelné maximum (1-RM; kg) – maximální závaží, které již nejsme schopni zvednout dvakrát po sobě. Wingate test (podle institutu Wingate ve městě Netanya v Izraeli, obrázek 1) Wingate test je tzv. anaerobní test se šlapáním na bicyklovém ergometru maximálním úsilím po 30 sec. Jako zátěž je nastaven konstantní odpor pedálů. Mezi hlavní hodnocené ukazatele patří: (Pmax; Wmax; W), (Mean power; W) (W – work; J). (FI– fatigue index) = (Wmax-Wmin)*100)/(Wmax) [%] ukazuje na míru únavy v průběhu testovacího anaerobního výkonu. OBR.1 V ÝSLEDKY WING ATE TESTU Str.18 / 82 Zdroj: archiv autora Index W170 Index W170(W170; W, W.kg-1) je výkon, např. na bicyklovém ergometru, který jsme schopni podat při SF 170.min-1. Jeho jsou známkou dobré adaptace oběhového systému na vytrvalostní zatížení (tzv. tělesná nebo aerobní zdatnost). jsou známkou nízké úrovně adaptace na zátěž nebo či nemoci. U osob, většinou starších, které nedosahují SF 170, může být stanoven a hodnocen Index W150 nebo W130, tj. výkon při SF 150 nebo 130 za min. Str.19 / 82 -Kardiovaskulární ukazatele Minutová srdeční frekvence (SF, TF – tepová frekvence, HR – heart rate, f H – frequency of heart; t.min-1) Srdeční frekvence by měla být měřena snímáním elektrických impulzů srdce – sporttesterem nebo elektrokardiografem (EKG, viz níže). Měření tepu palpací na zápěstí nemůžeme považovat za měření srdeční frekvence, protože se každý tep srdce nemusí přenést do periferie krevního oběhu. Případné nepravidelnosti SF sporttester dobře neodhalí. Vhodným prostředkem k diagnostice poruch srdečního rytmu je EKG (viz níže). Relativně snadné měření SF při zátěži sporttesterem ji činí často používaným indikátorem intenzity zatížení srdce a krevního oběhu (cirkulace). Jako ukazatel zatížení energetického metabolizmu je SF o něco méně spolehlivá. Srdeční frekvence může být u zdravých lidí vztažena k určitému příjmu kyslíku; úzce s ním koreluje. Prostřednictvím SF může být přibližně vyjádřena intenzita zatížení energetického metabolizmu organizmu na úrovni laktátového prahu nebo ventilačního prahu. Klidová srdeční frekvence Snížená SF pod 60 se označuje za , zvýšená nad 90 za . je u běžné populace 60–75 t.min-1. U mužů je mírně nižší než u žen. U osob s výraznější vrozenou vagotonií je kolem 45–60 t.min-1; u dospělých vrcholových vytrvalostně trénovaných sportovců i kolem 35–45 t.min-1. Zvýšená SF je v případě únavy, psychické – emoční zátěže, přehřátí, onemocnění, určité poruchy srdečního rytmu. Zátěžová SF Pro skutečně správné individuální posouzení zatížení srdce (a krevního oběhu) je potřeba zátěžovou srdeční frekvenci (SF zátěž) vyjádřit v relativním ukazateli, to znamená ve vztahu k vlastní funkční kapacitě: Přepočte se na (%SFmax) nebo v (%MSR). Sto procent MSR je rozdíl mezi maximální a klidovou srdeční frekvencí: MSR = SFmax – SFklid. Výpočet relativních ukazatelů zátěže srdce je následující: %SFmax = (SFzátěž/SFmax) * 100 Str.20 / 82 %MSR = ((SFzátěž-SFklid) / (SFmax-SFklid)) * 100. Například při zátěžové tepové frekvenci 150, maximální SF 210 a klidové SF 58 jsou příslušná procenta zatížení srdce tato: %SFmax = (150/210)*100 = 71,4 % %MSR = ((150-58)/(210-58))*100 = 60,5 % Již , v tréninku, sportovní soutěži nebo často i při zátěžovém testu v laboratoři, se srdeční frekvence zvyšuje v rámci startovního stavu, kdy aktivizující se sympatikus připravuje organizmus na nadcházející fyzický výkon. Je potřeba o tom vědět, aby mírně vyšší SF v „klidu“ před výkonem (např. 110 tepů/min) nebyla zbytečně považována za známku nedostatečného odpočinku nebo nemoci. se SF zvyšuje. V průběhu lehké, střední až submaximální intenzity zátěže SF dobře s touto intenzitou koreluje. Je však třeba počítat s tím, že při zátěži stupňované do maxima SF u většiny sportovců po dosažení maximální hodnoty stagnuje, přestože se zátěž i nadále zvyšuje (Obr. 2 a 3). SF klesá. Strmost poklesu srdeční frekvence se odvíjí od intenzity a objemu předchozí zátěže. Při větší únavě po větší zátěži klesá SF pozvolněji. Nezvykle vyšší srdeční frekvence při určité (stejné) zátěži může být projevem přetrvávající sympatikotonické aktivity nebo nižší parasympatotonické aktivity, přetrvávající zvýšené únavy (akutní nebo chronické), a to nedostatečné regenerace sil, při několikatýdenním náhlém přerušení tréninku („abstinenční syndrom sportovce“), přehřátí, u probíhajícího infekčního nebo jiného onemocnění (srdce, autonomního nervového systému). Vysoká SF v klidu nebo při standardní zátěži může být i poruchou srdečního rytmu (tachydysrytmie), např. při fibrilaci síní a komorové tachykardii (více viz dále u EKG). Zvlášť výrazné až (bradykardie) je při tzv. . Při podráždění chladových receptorů kůže předloktí a obličeje ponořením do studené vody (pod 10 °C) se spouští vagový zpomalující reflex. U citlivých osob tak může poklesnout SF i pod 30 t.min-1! Někdy dochází až k několikasekundovým zástavám srdce; není vyloučena úplná asystolie a smrt! Proto tento test je rizikový a měl by se dělat postupně: Nejprve pozorovat reakci na ponoření předloktí. Str.21 / 82 OBR.2 ZÁV ISLOST SRDEČNÍ FREKV ENCE NA V ÝKONU Zdroj: archiv autora OBR.3 ZÁ ZNA M SRDEČNÍ FREKV ENCE (HORNÍ KŘIV KA ) SPORTTESTEREM PŘI BĚHU V KOPCOV ITÉM TERÉNU.DOLNÍ KŘIV KA ZOBRA ZUJE V ÝŠKU TERÉNU Zdroj: archiv autora Variabilita srdeční frekvence (VSF, HRV – heart rate variability) Variabilita SF je periodické kolísání (oscilace) srdeční frekvence v průběhu času. Její výpočet je založen na měření času, který uplyne mezi dvěma R kmity na elektrokardiografickém záznamu (interval R-R), mezi dvěma sousedními normálními tepy srdce. Zkrácení intervalu je při vyšší SF, prodloužení při nižší SF. Speciální software analyzuje kolísání této „tep po tepu“ vypočtené srdeční frekvence. Hlavními ukazateli VSF jsou: Str.22 / 82 OBR.4 SYSTÉM PRO A NA LÝZU VA RIA BILITY SRDEČNÍ FREKV ENCE VA RIA CA RDIO TF4-V PRAV O HRUDNÍ PÁ S S ELEKTRODA MI A V YSÍLA ČKOU,V LEV O PŘIJÍMA Č Zdroj: archiv autora (P – spectral power; ms2) (PSD – power spectral density; ms2.Hz-1). Tyto ukazatele se vyhodnocují standardně pro tři frekvenční pásma oscilací intervalů R-R: velmi nízké frekvence (VLF – very low frequency), nízké frekvence (LF – low frequency) a vysoké frekvence (HF – high frequency). Posuzují se také poměry spektrálních výkonů a hustot v uvedených frekvenčních pásmech vzájemně. Ve sportovní medicíně se vypočítávají hodnoty VSF z krátkodobých časových úseků – přibližně z intervalu 5 minut v klidu vleže a 5 minut vstoje; to je vždy alespoň 300 tepů (intervalů R-R). OBR.5 POHLED NA MONITOR SYSTÉMU VA RIA CA RDIO S G RA FICKÝM ZÁ ZNA MEM V YPOČTENÝCH SRDEČNÍCH FREKV ENCÍ „TEP PO TEPU“V LEŽE A V STOJE Zdroj: archiv autora Analýza VSF přináší zajímavé informace o Vyšší hodnoty P a PSD v pásmu VLF, a zvláště LF je známkou vyšší aktivity sympatiku. Sympatikus dává srdci pokyny ke zrychlení relativně méně často. Vysoká aktivita sympatiku je v době akutní únavy, vyšší aktivita sympatiku může být také známkou sympatikotonické fáze chronické únavy – přetrénování nebo celkového zánětlivého onemocnění. Str.23 / 82 Vyšší hodnoty P a PSD v pásmech HF mohou být známkou vyšší aktivity parasympatiku (vagu) po úspěšné adaptaci na vytrvalostní zátěž. Přechodně mohou být tyto vyšší hodnoty také známkou parasympatické fáze přetrénování. V tomto frekvenčním pásmu se také projevuje silnější vazba SF na dechovou frekvenci. Velmi vysoké hodnoty P a PSD ve všech pásmech současně mohou být projevem výrazné poruchy srdečního rytmu, např. při fibrilaci síní, četných supraventrikulárních nebo ventrikulárních extrasystol anebo blokády vedení vzruchů v srdci. Úvodní fáze přetrénování je provázena přetrvávajícími projevy vyšší aktivity sympatiku. V přechodné fázi mohou být projevy instability autonomní nervové regulace (rozmanité projevy vlivu sympatiku i parasympatiku neodpovídající fyziologickým potřebám). V pozdější fázi mohou být v různé míře přítomny projevy vlivu parasympatiku. K interpretaci výsledků analýzy VSF a rozlišení jednotlivých fází přetrénování je nutno vzít v úvahu také ostatní informace o sportovci a výsledky dalších vyšetření. Kolektivem doc. Stejskala z FTK UP v Olomouci byly formulovány komplexní ukazatele VSF, které v sobě sdružují výše uvedené ukazatele „klasické“: (VA – vagal activity), (SVB – sympatho-vagal balance) (TS – total score). Posuzování míry únavy s využitím VSF je také součástí některých sporttesterů (např. Polar RS800). Jejich slabinou je měření v pouze 3minutových úsecích, které nedovoluje správný výpočet ukazatelů VSF v pásmu VLF a také přesný výpočet pásma LF. Proto jsou závěry tohoto vyšetření méně spolehlivé a přesné. Slovní hodnocení stavu únavy a regenerace sportovce tímto sporttesterem je v tabulce 5. „Good Recovery“ stav velmi dobrého odpočinku „Normal State“ normální stav odpočinku „Training Effect“ stav přiměřené únavy po tréninkové zátěži „Steady State“ setrvalý stav, ještě dostatečný odpočinek Str.24 / 82 „Stagnant State“ stagnace adaptace, nedostatečný odpočinek „Hard Training“ značná únava po těžkém tréninku „Overreaching“ velké přetížení, příliš velká únava „Sympathetic Overtraining“ sympatikotonická fáze přetrénování „Parasympathetic Overtraining“ parasympatikotonická fáze přetrénování Krevní tlak (TK, BP – blood pressure; 1 mmHg = 1 torr = 1,333 mbar = 133,3 Pa) je hydrostatický tlak . Rychle se mění v průběhu každé fáze činnosti srdce ( vede k jeho zvýšení a ke snížení). Proto se při jeho měření rozlišuje (STK, SBP – systolic blood pressure) a (DTK, DBP – diastolic blood pressure). Navíc je ovlivněn odporem krevního řečiště, pružností cév. Rigidní stěny tepen zvyšují systolický tlak. Běžně se měří nepřímo tlak v pažní tepně a vyjadřuje se ve starých navyklých jednotkách – milimetrech rtuťového sloupce (mmHg), i když se klasické rtuťové tonometry již prakticky nepoužívají. Na začátku měření se nafoukne tlak vzduchu v manžetě nad očekávanou hodnotu STK a pak se vzduch pomalu vypouští. V okamžiku objevení se zvuků tepu je zaznamenám STK a v okamžiku zmizení zvukových projevů tepu se zapíše hodnota DTK. Střední arteriální tlak (SAT) integruje STK a DTK a vyjadřuje míru tlakového zatížení tepen i srdce. Jeho výpočet: SAT = (STK+2DTK)/3. Je potřeba počítat s tím, že i tlak v klidu se může měnit v průběhu několika sekund, a to i o 10–20 mmHg. Proto by mělo být měření prováděno několikrát po sobě, za standardních podmínek. Abnormní hodnoty krevního tlaku mohou být zjištěny při měření v noci nebo jen mimo volný den. Proto je v nejistých případech vhodné monitorovat tlak dlouhodobě – i několik dnů a nocí. by měly být v závislosti na věku a pohlaví normální hodnoty STK 100–120 mmHg a DTK 60–80 mmHg. U mladších jedinců a žen bývají tlaky nižší. se může STK, SAT i DTK mírně zvýšit jako součást organizmu (startovní stav). STK a SAT významně rostou a po zátěži klesají. Diastolický TK se s dynamickou zátěží mírně snižuje, nebo je stejný anebo se mírně zvyšuje. Při statické zátěži se zvyšují STK, SAT i DTK. Zátěžové tlaky . U STK to mohou být hodnoty i 180–240 mmHg, (výjimečně i více, 260 mmHg). V případě DTK může být pokles až na neměřitelnou hodnotu nebo zvýšení až na 90– 120 mmHg. Vyšší hodnoty (STK nad 240 a DTK nad 120 mmHg) bývají známkou poruchy regulace TK ve smyslu hypertenze. Je to důvod k přerušení zátěže, aby nedošlo k prasknutí tepny a krvácení. Str.25 / 82 Neočekávaně nižší hodnoty STK a SAT při zátěži nebo snížení tlaku s rostoucí zátěží jsou známkou přetížení myokardu nebo vasomotorické poruchy regulace TK. Normální tlaky při zátěži jsou v obrázku 4. Výrazné snížení systolického TK a SAT (např. pod 90–100 mmHg) může být součástí selhání krevního oběhu – cirkulačního šoku. Při dobré reakci srdce se zrychlí srdeční frekvence, ale pulz je slabý (nitkovitý), jsou poruchy kognitivních funkcí, poruchy vědomí. Příčinou může být dehydratace, přehřátí při náročné vytrvalostní zátěži v horku, se ztrátami tekutin. se STK u zdravého člověka docela rychle snižuje a klidových hodnot může dosáhnout již za několik minut. Strmost poklesu Tlak také snižuje vyšší teplota těla. Po svalové práci, která má termogenní účinek, jsou aktivovány termoregulační mechanizmy – kožní vazodilatace a pocení. (Je to také princip léčebného účinku dynamického vytrvalostního cvičení na pacienty s vysokým krevním tlakem.) Snížení STK vstoje těsně po zátěži může být projevem a srdeční frekvence. Snížení STK vstoje po postavení může být projevem . V obou případech může následovat porucha vědomí různého stupně. Str.26 / 82 OBR.6 SYSTOLICKÝ TLA K(STK; ±2S MMHG) PŘI TĚLESNÉ ZÁTĚŽI NA BICYKLOV ÉM ERG OMETRU U ZDRAV ÝCH MUŽŮ A ŽEN Zdroj: archiv autora Elektrokardiogram (EKG, ECG – electrocardiogram) Elektrokardiogram je zobrazení elektrické aktivity srdce v průběhu času (viz Graf. 5). Odhaluje případné poruchy rytmu a repolarizace myokardu. Z času t (s), který uplyne mezi dvěma R kmity (R-R interval) je vypočtena minutová srdeční frekvence (SF = 60/t). OBR.7 DVA KOMPLEXY ELEKTROKA RDIOG RA FICKÉ KŘIV KY Zdroj: archiv autora Str.27 / 82 . Srdeční dysrytmie Respirační „arytmie“ v klidu je normální – fyziologická. S nádechem se SF zrychluje, s výdechem zpomaluje. U zdravých lidí je to známka klidového stavu Některé srdeční dysrytmie v klidu vleže, např. , mohou být projevem . Klidové dysrytmie však mohou být i známkou velmi vážného onemocnění srdce. Např. mohou být příznakem ischemické choroby srdeční, kardiomyopatie. provázejí myokarditidy nebo kardiomyopatie (např. arytmogenní dysplazii pravé komory). Srdeční dysrytmie při tělesné zátěži jsou známkou nefyziologické elektrické instability myokardu při jeho zatížení. Bývají příznakem onemocnění myokardu (myokarditidy, kardiomyopatie a jiné). Srdeční dysrytmie po menší zátěži (např. prudký pokles SF nebo ojedinělé komorové extrasystoly) mohou být výrazem Srdeční dysrytmie (zvláště tachydysrytmie, četné extrasystoly) po zátěži však mohou být známkou přetrvávajícího , kardiomyopatie apod. Poruchy repolarizace myokardu Některé poruchy repolarizace (např. ) mohou být projevem . Příčinou této ischemie může být strukturální (ateromatický plát) nebo funkční zúžení koronární tepny. Ischemie může být projevem – větších nároků myokardu na prokrvení, které z nějakých důvodů koronární řečiště nemůže zajistit. Současnou typickou známkou ischemie myokardu bývá také svíravá bolest na hrudníku. Pokud zátěž vždy vyvolá projevy ischémie, bývá toto označováno za typickou anginu pectoris. Pokud není zátěž vždy provázena ischemii, je stav označován jako atypická angina pectoris. (Angina pectoris je bolest hrudníku.) Ke spazmu koronární tepny, a tedy i k ischemii myokardu může dojít také v tělesném klidu. Závažnou formou ischemické choroby srdeční je infarkt myokardu. Jde o stav, kdy ischemická srdeční tkáň je nenávratně zničena. může mít příčiny polohové, zánětlivé, toxické, nervové, juvenilní. Další poruchou repolarizace je (vleže v klidu nad 470 ms u mužů a 480 ms u žen). Jeho příčinou může být těžká , která bývá provázena hypomagneziémií a hypokalcémií, např. po těžkém hladovění, po zvracení, průjmech, po diureticích. Str.28 / 82 Zdroj: http://www.youtube.com/watch?v=sc5edSb4cjI Str.29 / 82 -Spirometrické ukazatele Spirometrie je metoda zjišťující statické a dynamické dechové objemy vzduchu. Změřené hodnoty se násobí faktorem STPD (Standard Temperature 0 °C and Pressure 760 mmHg, Dry) zohledňujícím aktuální atmosférický tlak a teplotu, aby bylo možné srovnat výsledky získané za různých podmínek. Jeho hodnota bývá kolem 1,09. (FEVC – forced expiratory vital capacity) a (MVV – maximal voluntary ventilation) mohou být sníženy v důsledku . (FEV1 – forced expiratory volume in one second; l), (poměr FEV1/FEVC; %) a (PEF – peak expiratory flow; l.sec-1) se při zátěži zvyšují také díky sympatikotonické bronchodilataci. Jejich zvýšení přetrvává i po zátěži. je komplexním grafickým ukazatelem dechových funkcí – inspiračních i expiračních. Na ose x je ventilační objem (l), na ose y je průtok (l/s). Str.30 / 82 OBR.8 TRIATLONISTA S MA SKOU A A NA LYZÁTOREM V ZDUCHU NA MĚŘENÍ PŘÍJMU KYSLÍKU A DA LŠÍCH RESPIRA ČNÍCH UKA ZATELŮ.ODBĚR KRV E Z BŘÍŠKA PRSTU NA V YŠETŘENÍ LA KTÁTU Zdroj: archiv autora -Spiroergometrické ukazatele Spiroergometrické ukazatele lze sledovat v laboratoři i v terénu. Minutová ventilace (V,VE; l.min-1) Minutová ventilace (V, VE; l.min-1) je jedním ze základních spiroergometrických ukazatelů. Je to objem vzduchu, které prodýcháme za jednu minutu. Je to součin dechového objemu plic a dechové frekvence (také se násobí faktorem STPD). Klidové hodnoty jsou u dospělých osob kolem 5–6 l.min-1. Pro jeho správné měření je potřeba kontrolovat těsnost masky nebo náústku a ucpávku nosu. Ventilace může být negativně ovlivněna nepříjemným pocitem, nesnášenlivostí a odporem měřicího zařízení. Maximální hodnoty jsou ovlivněny mírou úsilí sportovce. Mírné zvýšení (asi na dvojnásobek klidové ventilace) lze pozorovat již jako projev startovního stavu. je ventilace výrazně zvýšena (hyperventilace), koreluje s mírou zátěže (rychlostí běhu apod.) a . Tím je vlastně ventilace komplexnějším ukazatelem zatížení energetického metabolizmu a vnitřního prostředí než pouhý příjem kyslíku. Místo začátku strmějšího nárůstu ventilace (bod zlomu) v závislosti na příjmu kyslíku (nebo intenzitě zatížení) v průběhu rostoucí zátěže je používán ke stanovení tzv. ventilačního anaerobního prahu. Ventilace může dosahovat při maximální zátěži dospělých mužů hodnot kolem 200 l.min-1. Maximální hodnoty jsou u sportovce s lepší adaptací na vytrvalostní zatížení (větší respirační objem plic, větší síla a lepší využití dýchacích svalů). ventilace klesá. Po maximální zátěži a maximální ventilaci bývá návrat ke klidovým hodnotám přibližně za 10–15 minut, o něco dříve než, je tomu u příjmu kyslíku. v klidu nebo při standardní zátěži je známkou aktivity mechanizmu pro kompenzace acidózy – zvýšeným výdejem CO2. (viz níže – Ukazatelé metabolické acidózy). Str.31 / 82 bývá projevem hypoxie. Ventilační práh Ventilační práh: Zlom na křivce závislosti VE na tělesném výkonu (na výkonu na bicyklovém ergometru, na rychlosti běhu a pod.) nebo na aerometabolickém zatížení organizmu - na příjmu kyslíku (viz níže). Při určité intenzitě zatížení začne VE stoupat strměji v důsledku potřeby více vydýchávat oxid uhličitý. V případě po dřívějším namáhavém cvičení se posouvá práh do nižších intenzit. Minutový příjem kyslíku (VO2; ml.min-1 nebo l.min-1) Minutový příjem kyslíku je , který přijmeme . To je něco jiného než spotřeba kyslíku, což je teoretický objem kyslíku, který spotřebují naše periferní tkáně (svaly, mozek, játra atd.). Tu neměříme. Pro posouzení VO2 různě velkých lidí je vypočten podíl VO2 a hmotnosti (ml.min-1.kg-1). Pro lepší individuální posouzení aerometabolického obratu je vhodnější jej vyjádřit v procentech maximálního příjmu kyslíku nebo v násobcích klidového příjmu kyslíku (viz níže). Vypočtený příjem kyslíku je ještě vynásoben faktorem BTPS zohledňujícím aktuální astmosférické podmínky (BTPS – Body Temperature and Pressure, generally same as ambient, Saturated; hodnoty kolem 0,868). VO2 jsou kolem 3,5 ml.min-1, např. u člověka s hmotností 70 kg to je 245 ml.min-1. Výrazné zvýšení u zdravého člověka (např. o 20–25 % a více) může být známkou ještě přetrvávající potřeby aerobní regenerace tkání po zátěži – při přetrvávající únavě. Vyšší klidový příjem kyslíku však také může být projevem probíhajícího celkového zánětu – infekčního nebo neinfekčního, vyšší aktivity štítné žlázy (hypertyreózy) nebo předávkování látkami stimulujícími metabolismus buněk. Při tělesné zátěži se VO2 lineárně zvyšuje s intenzitou zátěže. Neočekávaně vyšší VO2, při lehké až submaximální zátěži, může být projevem přetrvávající únavy – nedostatečné regenerace sil, včetně přetrénování nebo zdravotních problémů (viz výše – klidové hodnoty). Maximální VO2 (VO2max) Maximální VO2 (VO2max) je již velmi dlouho používaným nejlepším ukazatelem kapacity transportního systému pro kyslík – ukazatelem míry aerobní (oxidativní) schopnosti získávat energii pro pracující svaly. Jeho neočekávané snížení může být známkou . Maximální hodnoty jsou ovlivněny mírou úsilí sportovce. Str.32 / 82 Světová špička 80–90 70–80 Mezinárodní úroveň 70–80 60–70 Národní úroveň 60–70 50–60 Mezinárodní úroveň 65–75 55–65 Po zátěži: kyslíkový dluh (O2-dluh, O2-debt, EPOC – excess post-exercise oxygen consumption); jde o splácení kyslíkového dluhu, který vzniká v průběhu zátěže anaerobním získáváním energie pro pracující svaly. Tzv. čistý kyslíkový dluh je přijatý objem kyslíku bezprostředně po zátěži po odečtení klidové VO2. Zátěžový a pozátěžový příjem O2 je zvýšen v důsledku oxidativně (aerobně) probíhající regenerace energetického metabolismu, především doplňováním vyčerpaných zásob glukosy a glykogenu. Doba, po kterou se tento VO2 dluh „splácí“, závisí na intenzitě a objemu předcházející zátěže. Po maximální zátěži to bývá přibližně 25–30 minut. je ukazatelem anaerobní energeticko-metabolické kapacity. Např. u vrcholových plavců nabývá hodnot kolem 3–8 l, v závislosti na míře trénovanosti, velikosti člověka (100–150 ml.kg-1) a pohlaví. Koreluje s kyslíkovým deficitem. Metabolické procesy v době splácení kyslíkového dluhu částečně přispívají k celkovému dennímu výdeji energie. Současné studie popisují vznik prodlouženého O2-dluhu (trvání 3–24 hodin) po cvičeních vyšší intenzity a minimálního trvání: při submaximální intenzitě cvičení (≥70%VO2max) trvajícího alespoň 50 minut a při supramaximální intenzitě (≥10 %VO2max) trvající alespoň 6 minut. Kyslíkový dluh tvoří pouze 6–15 % celkového čistého příjmu zátěžového kyslíku. Minutový příjem kyslíku je běžně používán jako ukazatel energetické efektivity aerobního výkonu – účinnosti pohybu člověka, např. tzv. ekonomiky běhu. Nižší příjem kyslíku (nižší potřeba získávání energie) při určité rychlosti běhu (16 km.h-1) znamená lepší ekonomiku. Slovní hodnocení je v tabulce 7. Pro hodnocení ekonomiky lze použít relativní ukazatel, a to minutový příjem kyslíku v přepočtu na 1 km.h-1 rychlosti běhu. To umožňuje srovnání ekonomiky běhu různých rychlostí (Tab. 8). Str.33 / 82 (modifikováno podle Jones, 2007) 44–47 výborná 48–50 velmi dobrá 51–54 průměrná 55–58 slabá (modifikováno podle Jones, 2007) 170–179 výborná 180–189 velmi dobrá 190–199 nadprůměrná 200–209 podprůměrná 210–219 slabá Procento maximálního příjmu kyslíku (%VO2max) Jde o ukazatel zatížení aerobního energetického metabolizmu, který je vztažen k ukazateli celkové oxidativní kapacity. Umožňuje interindividuální srovnání osob s rozdílným VO2max. Jeho výpočet: %VO2max = ((VO2zátěž – VO 2klid) / (VO2max – VO 2klid)) * 100 Interpretace tohoto ukazatele je podobné jako u minutového příjmu kyslíku (VO2) – viz výše. Tepový kyslík(TepO2,O2/HR; ml) při standardní zátěži mohou být známkou přetížení myokardu. Tepový kyslík je podíl minutového příjmu kyslíku a příslušné minutové srdeční frekvence. Je to odhad objemu kyslíku, který je vypuzen jednou srdeční systolou do krevního oběhu. Jeho maximální hodnota v přepočtu na kg hmotnosti je nepřímým ukazatelem funkční kapacity myokardu. Maximální hodnoty jsou ovlivněny snahou sportovce. Str.34 / 82 Násobekklidového výdeje energie (MET – metabolic multiple, multiple of resting metabolic rate) Jeden MET je spotřeba energie v klidu vsedě v bdělém stavu. U dospělých osob odpovídá přibližně 75 J.min-1 (při příjmu kyslíku 3,5 ml.min-1.kg-1). Používá se k vyjádření metabolicko-energetické náročnosti různých pohybových aktivit (Obr. 9a). Zvyšuje se v závislosti na fyzické zátěži na násobky jednoho MET: např. 6 MET, 12 MET, 18 MET atd. Použití tohoto ukazatele je podobné jako u minutového příjmu kyslíku (viz výše) nebo nepřímé energometrie (viz níže). OBR.9A ZÁV ISLOST NÁ SOBKU KLIDOV ÉHO V ÝDEJE ENERG IE (MET) NA RYCHLOSTI BĚHU Zdroj: archiv autora Nepřímá energometrie (Indirektní kalorimetrie,E; J; J.kg-1) Energetický výdej v klidu, ( ) je odhadnut výpočtem – jako součin příjmu kyslíku (VO2), energetického ekvivalentu pro kyslík (EEqO2) a času (t), po který sledovaný pohyb trvá: E [kJ] = VO2 [l] . EEqO2 [kJ.l-1] . t [min] Energetický ekvivalent pro kyslík je množství energie, které je vydáno při příjmu jednoho litru kyslíku. Str.35 / 82 Roste lineárně s intenzitou zatížení a poměrem respirační výměny RER (viz níže). Od 19,5 (při RER 0,7) do 21,5 (při RER 1,0) – viz obr. 9b. Příklad výpočtu energetického výdeje: E = 3,5. 20,5. 30 = 2153 [kJ] je výdej energie vyšší než v klidu před zátěží (viz výše – kyslíkový dluh). Např. 30 minut po absolvování maratónského běhu se zvýšil výdej energie z 8,093 před maratónem na 9,276 J.min-1.kg- 1.km-1 (v přepočtu kg hmotnosti a km.h-1 standardní testovací rychlosti běhu), to je téměř o 15 %. OBR.9B ZÁV ISLOST ENERG ETICKÉHO EKV IVA LENTU PRO KYSLÍK(EEQO 2) NA POMĚRU RESPIRA ČNÍ V ÝMĚNY (RER) Zdroj: archiv autora Poměr respirační výměny (R,RER –respiratory exchange ratio) Poměr respirační výměny je podíl VCO2 a VO2. Platí pro výměnu plynů v plicích. Ukazatelem výměny plynů v buňce periferní tkáně (např. svalové) je respirační kvocient (RQ); nikdy nepřekročí 1,00. RER = RQ pouze v rovnovážném stavu. Protože RER je funkcí VCO2, platí i pro něj podobná interpretace (viz výše – minutový výdej oxidu uhličitého). před zátěží je RER u odpočatého a nehladovějícího člověka kolem 0,65–0,75. kolem 0,80–0,90. Na začátku lehké zátěže může být i nepatrný pokles (kolem 0,60–0,70. Při střední zátěži však začne mírně narůstat, až dosáhne hodnoty 1,00 je VCO2 = VO2. Někdy je tento okamžik a příslušná intenzita zátěže použit pro stanovení „ventilačního anaerobního prahu“. Na konci stupňované zátěže do maxima nabývá RER hodnot přes 1,00, kolem 1,10–1,20, a ještě mírně stoupá i po maximální zátěži, např. na hodnoty až kolem 1,30–1,60. Maximální hodnoty jsou ovlivněny snahou sportovce. Str.36 / 82 Jeho zátěžové hodnoty pomáhají odhadnout podíl tuků a sacharidů jako zdrojů energie – viz výše (obrázek 9b). postupně klesá ke klidovým hodnotám s podobnou dynamikou jako pozátěžový příjem kyslíku (viz výše). Minutový výdej oxidu uhličitého (VCO2; ml.min-1 nebo l.min-1) U zdravého odpočatého a nehladovějícího člověka je mírně nižší než příjem kyslíku. Poměr výměny těchto dvou plynů vyjadřuje respirační kvocient (viz výše). Maximální hodnoty jsou ovlivněny snahou sportovce. Str.37 / 82 -Biochemické ukazatele Glukóza Glukóza – koncentrace glukózy v krvi – glykémie (Glu; 3,3-6,5 mmol.l-1) je zdrojem energie pro buňky, včetně svalových. Ve svalech a játrech je také uložena ve formě glykogenu. Při a především po intenzivnější námaze je v játrech syntetizována i z laktátu (viz níže). také značně kolísá v čase, např. i o 1–1,5 mmol.l-1 za 30 sekund. Koncentrace je velmi ovlivněna hladověním, stravou, pitím. O udržení její stability se starají regulační endokrinní systémy (inzulín, glukagon a další). se, v důsledku jejího využití jako zdroje energie, její koncentrace v krvi mírně snižuje a kolísá. Při intenzivní a dlouhodobé zátěži se její zásoby vyčerpávají a při současné nedostatečnosti její produkce její koncentrace dále klesá, např. na 2–3 mmol.l-1 – rozvíjí se hypoglykémie. je její koncentrace velmi závislá na syntéze ze sacharidů dodaných výživou a suplementy. Svoji roli hrají funkce trávicí soustavy – trávení a vstřebávání, které jsou při zátěži omezeny, mimo jiné v důsledku redistribuce krve a hormonálních regulací. Laktát Laktát – koncentrace soli kyseliny mléčné v krvi (La; 0,63-2,44 mmol.l-1) Kapka krve pro zjištění koncentrace laktátu se většinou odebírá z ušního lalůčku nebo bříška prstu. V tom případě jde o odebrání vzorku tzv. kapilarizované krve, jejíž složení se blíží krvi arteriální. Ta má o něco nižší koncentrace laktátu než krev z končetinových žil, která sbírá krev ze svalů a ještě nebyla zpracována v játrech a ledvinách. Okamžik odběru krve na stanovení maximální koncentrace laktátu musí respektovat dobu, po kterou se laktát dostává z jeho místa produkce (svalu) do místa odběru (ušní lalůček, prsty rukou). Tato doba může být kolem 2–3 minut; kolísá také v závislosti na dosažené intenzitě zátěže, věku atd. Záleží na vůli člověka, jak se dokáže přinutit k maximálnímu výkonu. Měly by být zachovány vždy stejné podmínky testu a odběru, včetně tělesného klidu po skončení zátěže. Hodnoty koncentrace laktátu jsou značně individuální. Správnější je zjistit rozdíl mezi maximální koncentrací laktátu a její hodnotou v klidu před zátěží. Jeho v krvi nárůstem objemu anaerobního získávání energie. kolem jsou kolem 18–24 Str.38 / 82 mmol.l-1 (Tab. 9). Sjezd na lyžích 12,1 Slalom 14,1 Obří slalom 15,4 Max. výkon – bicyklový ergometr 20,1 Běh 3x1000 m s max. úsilím 20,3 Běh 5x50s sprint max. rychlostí 24,2 Poločas rozpadu laktátu (t/2-La; sec) Je to čas, za který klesne koncentrace laktátu na polovinu po skončení zátěže. Laktátová křivka je to grafické vyjádření nárůstu koncentrace laktátu v krvi v závislosti na zvyšující se zátěži (rychlost běhu apod.). Slouží ke stanovení tzv. laktátového prahu a bodu obratu (viz níže). Má podobný význam jako respirační práh. acetoacetát (3–20 mg.l-1), aceton, kyselina beta-hydroxy-máselná (beta -OH-butyrát) jsou produktem oxidativního metabolizmu lipidů, které jsou zdrojem energie v klidu a při lehké zátěži. V krvi se jejich koncentrace např. jako zdroje energie. Parciální tlak kyslíku v arteriální krvi (PaO2; 10,67–13,33 kPa; 15–23 objemových procent – vol%) Je snížen při (hypoxie). Parciální tlak oxidu uhličitého v arteriální krvi (PaC O2; 4,7–6,0 kPa). Relativní je projevem reakční hyperventilace v prostředí. Str.39 / 82 OBR.10 PULZNÍ OXYMETR– SNÍMA Č NA MA LÍKU,DISPLAY NA ZÁ PĚSTÍ Zdroj: archiv autora Saturace hemoglobinu kyslíkem (SaO2; 95–100 %). U zdravého člověka ani při vyčerpávající vysoce intenzivní zátěži by neměla klesnout pod 95%. Existuje také neinvazivní měření pomocí pulzního oxymetru (Obr. 10). v hypoxickém prostředí nebo také při respiračním onemocnění a těžké anémii. Při poklesu na 90–94 % (přechodně ve výšce 1500– 2500 m nad mořem) ještě nedochází k závažné hypoxii tkání. Ukazatele oxidačního stresu Vysoce reaktivní látky –„radikály“ (RONS – radical – oxygen – nitrogen – species) vznikají v oxidoredukčních procesech energetického metabolizmu. Tyto radikály pak rychle oxidují jiné nejbližší látky, jako jsou bílkoviny, lipidy, DNA a další. Vznikají tak např. lipoperoxidy. Oxidací lipoproteinů nitrobuněčných membrán se poškozují buněčné organely i buňky samotné. Měření ukazatelů oxidačního stresu ve sportovní medicíně je zatím jen v rámci výzkumu. Problémem je značně krátký poločas volných radikálů. Proto se používají pro „měření“ oxidačního stresu nepřímé metody: superoxid-dismutázová aktivita (SOD) katalázová aktivita (CAT) glutathion-peroxidázová aktivita (GPx) v krvi: lipoperoxidy, malondialdehyd (MDA), hyperlipoproteinů ve vydechovaném vzduchu: těkavé uhlovodíky – etan, propan produkce RONS a následně ukazatelů oxidačního stresu je . Volné radikály poškozují leukocyty, erytrocyty, myocyty kosterních svalů a myokardu a další buňky. Ukazatele acidobazické rovnováhy v arteriální krvi (H+ – hydrogenium; 44,7–45,5 mmol.l-1) Str.40 / 82 Vodíkové kationty jsou podstatou acidózy. Při rozvoji zátěžové metabolické acidózy je hlavním zdrojem H+ metabolizmus adenosin-tri-fosfátu (ATP-lýza). v arteriální krvi (pH), (potenciál vodíku; 7,35–7,45). pH pod hodnoty 7,35, např. až na hodnoty kolem 7,1– 6,9. pH, jako projev v krvi (BE – base excess; 1-2 mmol. l -1) je množství bází, které organismus použil ke kompenzaci acidózy. Tyto hodnoty mají podobnou dynamiku při a po tělesné zátěži jako koncentrace laktátu, ale dosahují asi o 1–2 mmol.l-1 vyšších hodnot. Maximální jsou kolem 22–26 mmol. l-1. Pro posouzení intenzity zatížení energetického metabolizmu při fyzické zátěži má podobný interpretační význam jako laktát (viz výše). Lze také vytvořit křivku závislosti BE na intenzitě zátěže a stanovit tzv. BE práh. Str.41 / 82 -Endokrinologické ukazatele Růstový hormon (STH, GH – grow hormon, GF – grow factor; dospělí 46–465 pmol.l -1; 1-10 µg.l-1) je hormonem adenohypofýzy s výrazným anabolickým efektem (regenerace) – podněcuje např. syntézu bílkovin. Při zátěži nižší intenzity, kdy jsou hlavním zdrojem energie lipidy, podporuje lipolýzu – katabolický efekt. K jeho dochází Antidiuretický hormon (ADH – adiuretin, vasopresin) je hormon zadního laloku hypofýzy; vede ke konstrikci aferentních cév ledvinných glomerulů, tím omezuje tvorbu moči, diurézu. Uplatňuje se v mechanizmu šetření vodou v průběhu fyzické zátěže. Adrenokortikotropin (ACTH; mezi 8. a 10. hodinou dopoledne 4–22 pmol.l-1) je stresovým hormonem adenohypofýzy. Uvolňuje se do krve (stresu). Stimuluje uvolňování hormonů kůry nadledvin – kortikoidy (viz níže). Thyreotropin (TSH – thyreostimulační hormon; do 10 mU.l-1) je hormon adenohypofýzy; a stimulující aktivitu štítné žlázy. Hormony štítné žlázy (T3 – tri-jod-thyronin, T4 – tetra-jod-thyronin) Kortikoidy jsou stresové hormony kůry nadledvin a sympatické části autonomního nervového systému. Jejich je známkou probíhající , stres. Mineralokortikoid aldosteron stimuluje zadržování Na+ v ledvinách, a tím i vody v těle. Str.42 / 82 Glukokortikoid Kortizol (v plazmě 250–650 nmol.l-1; 0,55–2,76 µmol.d-1; 20–100 µg.24h-1) zvyšuje koncentraci glukózy v krvi, k tomu využívá aminokyseliny z bílkovin – v tom smyslu ; přitom stoupá vylučování močoviny. Koncentrace kortikosteroidů nadledvin se zvyšuje jako Renin (1–3 ng.ml-1.h-1) je ledvinný hormon podporující konverzi angiotenzinu, látky zvyšující krevní tlak. Katecholaminy metabolizmus buněk. (do 5,5–72 nmol.l-1; 2–26 µg.24h-1) jsou typické stresové hormony. Jsou to mediátory sympatické části autonomního nervového systému. Jejich množství v krvi je v průběhu zátěže – . Pomalejší pokles je po větší zátěži. Adrenalin (do 55 nmol.d-1; do 10 µg.24h-1) Noradrenalin (do 590 nmol.d-1; do 100 µg.24h-1) Inzulín (29–181 pmol.l-1; 4–25 mU.l-1) je hormon slinivky břišní (pankreatu) podporující vstup glukózy do buněk, a tím jak její spalování, tak její přeměnu na zásobní glykogen. Snižuje koncentraci glukózy v krvi – vede k hypoglykémii. Tím je dán jeho Glukagon (20–100 ng.l-1-1) – rovněž hormon pankreatu – je antagonistou inzulínu. Jeho aktivita je stimulována hypoglykémií. Vede k hyperglykémii. Erythropoetin Str.43 / 82 (EPO) je hormon ledvin, který stimuluje tvorbu nových červených krvinek (erytropoézu). bývají , např. ve vysokých nadmořských výškách. Vrchol vyplavení EPO nastává v nočních hodinách. Str.44 / 82 -Termodynamické ukazatele Vnitřní tělesná teplota (t; °C – stupně Celsia). Buňky těla potřebují pro svoji činnost teplotu 35–41 °C. Tělesné jádro má teplotu 36,5–37,5 °C. Normální klidová teplota člověka v podpažní jamce je o něco nižší – přibližně mezi 36,3 a 36,9 °C. Hypertermie (rektální teplota nad 41 °C) Zvýšení teploty je projevem energeticko-metabolické aktivity pracujících kosterních svalů, srdce a jater. Bezprostředně po intenzivním vytrvalostním výkonu, např. tříhodinovém plaveckém tréninku v bazéně s teplotou vody 26–27 °C, může být teplota kolem 37,7 °C. Tělesnou teplotu zvyšuje vyšší teplota prostředí (nad 30 °C), tepelná izolace oděvem a Vliv horkého prostředí zvyšuje proudění vzduchu. Odpařování potu brání vysoká vlhkost vzduchu (nad 60–70 %). Ochlazování kůže se změní v ohřívání, pokud teplota prostředí je vyšší než teplota kůže, kolem 33–35 °C. Přehřátí bývá také součástí syndromu schvácení při fyzickém přetížení. , adaptovaný na fyzickou zátěž v prostředí s vysokou teplotou, Známkou lepší termoregulace je rychlejší a mohutnější pocení. Vyšší teplotu, asi o 0,5 °C, mívají těhotné ženy. Tyto ženy (i plod) jsou více ohroženy přehřátím. Hypotermie O hypotermii hovoříme při poklesu teploty tělního jádra Snížení teploty nastává především v chladném prostředí s nedostatečnou tepelnou izolací, při vedoucí k omezení svalové termogeneze a při větších ztrátách tepla kůží (vazodilatace). Vliv chladu prostředí je potencován prouděním vzduchu (nebo vody) a vlhkostí. Riziku podchlazení jsou vystaveni plavci ve studené vodě. Voda má 30x lepší teplovodivé (ochlazující) vlastnosti než vzduch. Str.45 / 82 Povrchová teplota kůže [°C] Teplotu lze měřit kontaktními teploměry (termometry) nebo zjišťovat pomocí infračervené termografie. kůže v blízkosti pracujících svalů je projevem především energeticko-metabolické aktivity a většího prokrvení pracujících svalů (Obr. 11). Pravolevá asymetrie teplot je známkou asymetrie zatížení nebo prokrvení svalů. Svaly vytvářejí teplo při své aktivaci, kontrakci, regeneraci i relaxaci (Obr. 12). OBR.11 ZV ÝŠENÍ TEPLOTY KŮŽE V OBLA STI KVA DRICEPSŮ PO 10 MINUTÁ CH BĚHU NA BĚHÁTKU Zdroj: archiv autora OBR.12 TERMOG RA MY LEV É PA ŽE PŘED A PO TRÉNINKU V RCHOLOV ÉHO PLAV CE.JE ZŘETELNÉ ZV ÝŠENÍ TEPLOTY KŮŽE V OBLA STI DELTOV ÉHO SVA LU A TRICEPSU PO TRÉNINKU Zdroj: archiv autora Str.46 / 82 -Anaerobní práh (La,v-r) Definice a podstata prahu Placheta definoval v r. 2001 anaerobní práh (stresový práh, metabolický přechod) jako . Jde o časový úsek v průběhu stupňovaného zatížení: 1. Nejprve se začne zvyšovat podíl neoxidační úhrady energie, kumulovat se (zvyšovat) krevní laktát a snižovat množství hydrogenuhličitanů (HCO3 ) a pH krve (metabolická acidóza). To má za následek hyperventilaci zvýšení VCO2, R a V/VO2 (neroste V/VCO2); PETCO2 je konstantní. Jde vlastně o izokapnickou kompenzaci metabolické acidózy. 2. Později, s narůstající zátěží, se začne zvyšovat V/VCO2 a snižovat PETCO2 – jde o známky respirační kompenzace metabolické acidózy. Dřívější definice anaerobního prahu (Anaerobic threshold), která hovořila o intenzitě zátěže na přechodu mezi převážně aerobním a převážně anaerobním získáváním energie, je určitým způsobem zpochybněna a nejistá. Důvodem je prokázaná skutečnost, že při zvyšující se intenzitě zátěže se vedle anaerobní glykolýzy (produkující laktát) současně rozvíjí aerobní získávání energie (zdrojem energie je vedle glukózy také laktát, který konvertuje na pyruvát). Termín vyjadřuje zřetelné změny respiračních a metabolických ukazatelů, a to při výrazně se rozvíjející anaerobní glykolýze s narůstající intenzitou zátěže. Pojmy a vyjadřují dynamiku sledovaných ukazatelů, tj. laktátu nebo ventilace. Důvody stanovení prahu – poškození funkční schopnosti transportního systému pro kyslík, včetně srdce, např. u kardiologických pacientů (Tab. 10), ale i sportovců. (Weber, 1988) Nulové - nízké 20 14 Mírné - střední 16-20 11-14 Střední - těžké 10-15 8-10 Str.47 / 82 Těžké 6-9 5-7 Velmi těžké 6 5 Vysvětlivky: VO2max(SL) – nejvyšší příjem kyslíku v testu s omezujícím faktorem (symptom limited), kdy není jisté, zda se dosáhlo maximální hodnoty; VO2ANP – příjem kyslíku na úrovni anaerobního prahu. – predikce výkonu, např. běh na 5 km a více (Tab. 11). Velmi slabá < 9 km/h Slabá 9–12 km/h Dobrá 12–14 km/h Velmi dobrá 14–16 km/h Vytrvalci 16–20 km/h Špičkoví vytrvalci > 20 km/h Po efektivním vytrvalostním tréninku se posune anaerobní práh doprava, do vyšších intenzit zatížení. Str.48 / 82 OBR.13 LA KTÁTOVÁ KŘIV KA PŘED A PO 6 MĚSÍCÍCH V YTRVA LOSTNÍHO TRÉNINKU Zdroj: archiv autora Určení vodítka pro řízení intenzity pohybu neboli vymezení pásem (zón) tréninkové intenzity. Např. podle Jonese (2007) byly stanoveny tréninkové zóny pomocí LT a LTP (Tab. 12). (podle Jonese, 2007) (easy running): lehký běh, asi do 16 km.h-1 Přechod: laktátový práh (Lactate threshold) (steady running): vytrvalý běh, asi 16-18 km.h-1 Přechod: laktátový bod obratu (Lactate turn-point) (tempo running): tempový běh, asi 18-19 km.h-1 Přechod není definován. (interval running) – rychlý běh při aerobním intervalovém tréninku, rychlost nad 19 km.h-1 Laktátový práh U „laktátového prahu“ je často problém s terminologií. Podle mnoha autorů jde o intenzitu zátěže Str.49 / 82 při prvním zvýšení hodnot laktátu nad klidovou hodnotu (kolem 1–2 mmol.l-1; ). Ale podle jiných autorů je tato intenzita zátěže označována za „aerobní práh“. Tito pak pod„anaerobním prahem“ rozumějí spíše vyšší intenzitu zátěže, kdy začíná již zcela nepochybný přechod ve strmý a nezvratný nárůst laktátu ( ) při jeho hodnotách kolem 2–4 mmol.l-1. Mnozí autoři tyto dva laktátové prahy označují jako první a druhý laktátový práh (LT1 a LT2). má reprezentovat nejmenší intenzitu zátěže, při níž začíná narůstat koncentrace laktátu a již nedochází k žádnému jejímu poklesu. Existuje metoda jeho stanovení při koncentraci 4 mmol.l-1, kterou nedoporučuji, neboť nerespektuje interindividuální rozdíly. Problém přináší rozdílná koncentrace laktátu v krvi při různém trvání určitého stupně zátěže. Při delším trvání zátěže stejné intenzity je koncentrace laktátu vyšší. Např. při tříminutovém trvání to mohou být 4 mmol.l-1, ale při třicetiminutovém trvání již 6 mmol.l-1. Pro nejvyšší intenzitu zátěže, při níž se ještě dosáhne ustálení koncentrace laktátu, byl vytvořen termín Asi by byl zajímavý pro nalezení závodní rychlosti v maratónu. Pro jeho stanovení je potřeba provést test s alespoň pěti stupni zátěže (např. rychlost běhu 14-15-16-17-18 km.h-1), přičemž každý stupeň trvá 25–30 minut. Koncentrace laktátu se měří každých 5 minut. Takový časově náročný test (2:30 h) je však pro běžnou sportovní praxi těžko použitelný. Stanovení laktátového prahu (LT – Lactate threshold; Jones, 2007) je dobrým prediktorem dlouhodobého vytrvalostního výkonu, např. maratonského běhu. Je vyjádřen rychlostí běhu na začátku prvního zvýšení koncentrace laktátu v krvi nad základní hodnotu (baseline). Příslušné koncentrace se pohybují někde mezi 1 a 2 mmol.l-1. V naší praxi jsme tento zlom, nižší práh, neprokázali. (LTP - Lactate turn-point; Jones, 2007) je prediktorem o něco kratšího vytrvalostního výkonu (běh na 10 km až půlmaraton). Je vyjádřen rychlostí běhu při zřetelném náhlém a udržitelném, již nezvratném zvýšení koncentrace laktátu v krvi (přibližně kolem 3–5 mmol.l-1). Tento zlom, vyšší práh, je v praxi skutečně stanovitelný (Obr. 14). Náš postup stanovení laktátového prahu demonstruje obrázek 14. Str.50 / 82 OBR.14 STA NOV ENÍ LA KTÁTOV ÉHO PRA HU Zdroj: archiv autora,2012 Ventilačně-respirační práh Na křivce závislosti ventilace na zátěži lze často najít dva zlomy. se považuje taková intenzita zátěže, při níž začíná strmější nárůst ventilačního ekvivalentu pro kyslík (EqO2; VE/VO2), ale ještě bez prudkého nárůstu ventilačního ekvivalentu pro oxid uhličitý (EqCO2; VE/VCO2). je vyšší intenzita zátěže, při níž dojde k prudkému nárůstu obou ukazatelů. Podobně lze stanovit tzv. v okamžiku začátku prudkého nárůstu závislosti ventilace na příjmu kyslíku a v okamžiku začátku prudkého nárůstu závislosti ventilace na výdeji oxidu uhličitého. Při stanovení ventilačních prahů různými metodami současně, zjišťujeme často rozdílné výsledky. Zvýšení ventilace s narůstající intenzitou zatížení je nutné pro zvyšující se nároky na přísun kyslíku i pro potřebu vydýchat více oxidu uhličitého. Ke zvýšení výdeje oxidu uhličitého dochází jednak v důsledku zvýšeného obratu aerobního metabolismu, Str.51 / 82 který jej produkuje, jednak v souvislosti s potřebou kompenzovat metabolickou acidózu (pufrovací systém kyseliny uhličité a oxidu uhličitého). Stanovení ventilačně-respiračního prahu Respirační anaerobní práh je taková intenzita zátěže, při níž dochází k určitému zlomu v závislosti respiračních funkcí na zvyšující se intenzitě zátěže (výkon na ergometru, rychlost běhu apod.). : Anaerobní práh je určen v okamžiku převýšení výdeje oxidu uhličitého nad příjmem kyslíku (VCO2/VO2 < 1,0; RER – respiratory exchange ratio). : Anaerobní práh je určen na začátku příkrého nárůstu výdeje oxidu uhličitého v závislosti na příjmu kyslíku. : Anaerobní práh je v okamžiku začátku nezvratného nárůstu ventilačního ekvivalentu pro kyslík. Ventilační ekvivalent pro kyslík (EqO2, VE/VO2) je množství vzduchu, které musíme vdechnout, abychom získali jeden litr kyslíku. V posledních letech se rozlišují dva ventilačně-respirační anaerobní prahy na různé úrovni (viz obrázek): 1. : zlom s následným výrazným zvyšováním křivky ventilačního ekvivalentu pro příjem kyslíku (VE/VO2) v závislosti na zvyšující se zátěži. Tento práh bývá také nazýván jako „anaerobní práh“. 2. zlom s následným výrazným zvyšováním křivky ventilačního ekvivalentu pro výdej oxidu uhličitého (VE/VO2) v závislosti na zvyšující se zátěži. Tento práh asi odpovídá úrovni – respiratory compensation point). Str.52 / 82 OBR.15 V ENTILA ČNÍ EKV IVA LENTY PŘI ZÁTĚŽOV ÉM TESTU Zdroj: archiv autora Vysvětlivky: VE/VO2 – ventilační ekvivalent pro kyslík, VE/VCO2 – ventilační ekvivalent pro oxid uhličitý, G – stupeň zátěže na běhátku (rychlost běhu m.s-1). Na ose x je čas (min). Tmavozelená svislá čára označuje 2. ventilační práh. Tzv. , který by měl údajně vyjadřovat intenzitu zátěže, při níž se začíná rozvíjet aerobní získávání energie při stupňované zátěži, se jeví z pohledu fyziologie zátěžových testů jako nedetekovatelný, protože přechod od klidového do zátěžového aerobního získávání energie je velmi pozvolný. Z fyziologického hlediska by mohl být popisován také jakýsi práh nebo přechod z klidové acidobazické rovnováhy do zátěžové metabolické acidózy. Mohli bychom hovořit o Již dříve se používal zlom na křivce závislosti úbytku bází (base excess – BE) nebo koncentrace vodíkových iontů na intenzitě zátěže nebo příjmu kyslíku k nepřímému stanovení „anaerobního prahu“. Trénink by snad měl zlepšovat schopnosti sportovce kompenzovat metabolickou acidózu a zvýšit výkon na úrovni tohoto „prahu“. Bezprostředním hlavním zdrojem jsou kumulované kationty vodíku, které se uvolňují při rozpadu ATP, který byl získán jak aerobně, tak anaerobně. Str.53 / 82 -Testy aerobního systému Testy jsou zaměřeny na schopnost svalů (typ vláken I a IIa) přeměňovat chemickou energii na mechanickou, a to za spotřeby kyslíku. Hlavními zdroji oxidativně získané energie jsou při nízké intenzitě zátěže lipidy (mastné kyseliny a triglyceridy), při vyšší karbohydráty (glukóza) a laktát. (McArdle, Katch, & Katch, 2007; Powers & Howley 2007) (VO2max) je dlouhodobě celosvětově uznávaným nejlepším a standardním ukazatelem aerobní kapacity. Čím vyšší, tím lepší. Zdroj: http://www.youtube.com/watch?v=1Ub_le_HvL8 ) – intenzita zátěže, při níž se začne více využívat anaerobní glykolýza pro získání energie ve svalu. Osoby s lepší aerobní kapacitou mají tento práh při vyšší rychlosti běhu a vyšším %VO2max. Stanovuje se jako začátek nárůstu koncentrace laktátu v krvi ( ) nebo ventilace ( ) při stupňované zátěži. U netrénovaných sportovců bývá „anaerobní práh“ při intenzitě aerobního metabolismu Str.54 / 82 na úrovni 50–60% VO2max, u vytrvalostně trénovaných na 65–80, resp. 80–90% VO 2max. Kratší poločas (rychlejší dosažení poloviny nejvyššího příjmu kyslíku ke konci zátěže v testu) koreluje s maximálním příjmem kyslíku a aerobní kapacitou. Poznámky: Vytrvalostní trénink posunuje laktátový práh do vyšších rychlostí běhu (Noakes, 2003). VO2max je lepším prediktorem výkonů v běhu na 5–10 km než laktátový práh (Noakes, 2003). Tzv. Conconiho anaerobní práh (stanovený ze závislosti srdeční frekvence na rychlosti běhu) nevypovídá o metabolickém prahu (Noakes, 2003). Vodítkem intenzity může být: – tj. maximální příjem kyslíku. (HR – heart rate – srdeční frekvence) – pokud se jako tréninkové vodítko používá % z maximální srdeční frekvence. Jde o nejvyšší dosaženou srdeční frekvenci při zátěži do maxima. (HRR – heart rate reserve – rezerva srdeční frekvence) – pokud se jako tréninkové vodítko používá % z maximální srdeční rezervy (tj. rozdílu mezi klidovou a maximální srdeční frekvencí). Str.55 / 82 -Testy glykolytického systému tohoto metabolizmu je laktát. Testy jsou zaměřeny na schopnost svalů (především typ vláken IIa) přeměňovat energii z glukózy na mechanickou bez spotřeby kyslíku (anaerobní glykolýza). (Powers & Howley, 2007). se provádí na bicyklovém ergometru. Původní test představoval konstantní odpor 7,5 N.kg-1, který se sportovec snaží překonávat s maximálním úsilím po dobu 30 sekund. V průběhu testu se zpravidla výkon postupně snižuje. Hlavními ukazateli funkční („anaerobní“) zdatnosti jsou: práce vykonaná za celých 30 sec, nejvyšší dosažený výkon, průměrný výkon a také „index únavy“ (poměr nejnižšího výkonu na konci testu proti nejvyššímu výkonu). Zdroj: http://www.youtube.com/watch?v=Os_mGlY5eVA (MAOD) – je ukazatel, který lze získat při kontinuální maximální zátěži do vyčerpání. Jde o sumu „chybějícího“ kyslíku v době „vytváření kyslíkového dluhu“, a to od začátku zátěže do okamžiku dosažení maximálního příjmu kyslíku a ukončení zátěže. Str.56 / 82 po 30 sec vyčerpávající zátěži, kterou sportovec absolvoval s co největším úsilím. Je logické, že větší kapacita anaerobního glykolytického systému vyprodukuje více laktátu. Str.57 / 82 -Testy ATP-CP systému (Powers & Howley, 2007). Test : Z rozběhu po rovině 6 m se vyběhne co nejrychleji do 9 schodů, měří se čas na úseku 3.–9. schodu. Hlavním ukazatelem je podaný výkon, který se vypočte takto: Výkon [kg.m.s-1] = {Hmotnost [kg] * Výška schodů [m]}/ Čas [s] Po vynásobení kg.m.s-1 konstantou 9,8 získáme údaj o výkonu ve wattech. Větší výkon ukazuje na větší kapacitu ATP-CP systému. Zdroj: http://www.youtube.com/watch?v=EO3p8r9Pr3I Vertikální : Jsou dva zcela odlišné způsoby: Při prvním se jednoduše měří za pomocí jednoduchého mechanického zařízení (např. vodorovné tyčky) nebo značek u stěny. Druhý způsob je přístrojově náročný. Na speciálním lze provést měření času, příp. síly, kterou sportovec vyvine na podložku u odrazu při jednom, dvou nebo třech výskocích co nejrychleji provedených za sebou (delší test již ale přesahuje do testování anaerobní glykolytické kapacity). (Hamar a kol., 1992) Délka jednoho skoku koreluje se silou, kterou je nutno při odrazu vyvinout a s množstvím získané energie ze systému ATP-CP. Str.58 / 82 U osob s větší kapacitou ATP-CP systému je na začátku lehké nebo středně intenzivní tělesné zátěže, při níž dojde ke stabilizaci příjmu kyslíku, větší poměr kyslíkového deficitu k příjmu kyslíku, než je tomu u osob s lepší aerobní kapacitou. : U osob s větší kapacitou ATP-CP systému je zvětšen poměr rychlé komponenty (úvodní strmější pokles příjmu kyslíku) k pomalé komponentě zotavovacího kyslíku (kyslíkového dluhu). Str.59 / 82 -Odhad výdeje energie Kosterní svaly – efektory aktivního pohybu člověka – jsou . Důkazem tvorby tepla svaly je zvýšení tepla v jejich blízkosti, které lze změřit (Obr. 16) i zobrazit (Obr. 17). OBR.16 KOŽNÍ TEPLOTA NA D STEHENNÍMI SVA LY PŘED A PO 10MINUTOV ÉM BĚHU Zdroj: archiv autora OBR.17 TERMOG RA MY LEV É PA ŽE PŘED A PO TRÉNINKU V RCHOLOV ÉHO PLAV CE.JE ZŘETELNÉ ZV ÝŠENÍ TEPLOTY KŮŽE V OBLA STI DELTOV ÉHO SVA LU A TRICEPSU PO TRÉNINKU Zdroj: archiv autora Str.60 / 82 Celková je poměr vykonané mechanické práce k celkově vydané energii. Mění se s druhem svalové práce. Někteří autoři ji odhadují na 25 % při dynamické práci (jízda na bicyklovém ergometru), 50 % při izotonické kontrakci (zvedání břemene). Při izometrické práci (držení břemene) sice není vykonáván vzájemný pohyb tělesných segmentů v trojrozměrném prostoru a čase, avšak je vykonávána práce tím, že částí těla působíme na břemeno v gravitaci Země. Takže ve skutečnosti není tato pracovní účinnost nulová. K odhadu výdeje energie člověka při jeho aktivním pohybu se používají různé , například: nepřímá energometrie měřič tepelného toku kůže piezoelektrická akcelerometrie energetické tabulky Nepřímá energometrie V případě získávání energie převážně aerobním způsobem v energeticko-metabolickém rovnovážném stavu lze odhadnout celkově vydanou energii (E) na svalovou práci z příjmu kyslíku (VO2) a vyjádřit ji v joulech (J): Příklad: E = 1,5 [l] * 20,5 = 30,8 [kJ] EEqO2 je energetický ekvivalent pro kyslík (množství energie, které vydáme při příjmu 1 litru kyslíku). Kolísá mezi 19,8 a 21,2 kJ, podle intenzity zátěže, v závislosti na výměnném poměru dýchacích plynů (RER). S narůstající intenzitou zátěže (např. rychlostí běhu) se RER i EEqO2 zvyšují (Obr. 18). Str.61 / 82 OBR.18 V ZTA H ENERG ETICKÉHO EKV IVA LENTU PRO KYSLÍK A V ÝMĚNNÉHO POMĚRU DÝCHA CÍCH PLYNŮ Zdroj: archiv autora Vysvětlivky: EEqO2 – energetický ekvivalent pro kyslík RER – výměnný poměr dýchacích plynů (= VCO2/VO2) je používán jako , např. tzv. . Nižší příjem kyslíku (nižší potřeba získávání energie) při určité rychlosti běhu (16 km.h-1) znamená lepší ekonomiku. Slovní hodnocení je v tabulce 13. Pro hodnocení ekonomiky lze použít relativní ukazatel, a to minutový příjem kyslíku v přepočtu na 1 km.h-1rychlosti běhu. To umožňuje srovnání ekonomiky běhu různých rychlostí (Tab. 14). (modifikováno podle Jones, 2007) 44–47 výborná 48–50 velmi dobrá 51–54 průměrná 55–58 slabá (modifikováno podle Jones, 2007) 170–179 výborná 180–189 velmi dobrá 190–199 nadprůměrná 200–209 podprůměrná 210–219 slabá Měřič tepelného toku na povrchu kůže Přenosný senzor (SensWear Pro Armband– obrázek 19) umístěný suchým zipem na paži, je doporučován pro měření energetického výdeje při chůzi, běhu, jízdě na kole atd., i při odporovém cvičení. Obsahuje senzor tepelného toku, termické senzory, galvanický senzor, akcelerometr a senzor tepové frekvence. Str.62 / 82 OBR.19 SENSEWEA R PRO A RMBA ND Zdroj: http://www.dietistatrainer.it/images/armband.jpg?465 Byly publikovány studie prokazující jeho validitu (Randall et al., 2003). Akcelerometr Akcelerometry, připnuté k pasu apod., reagují na zrychlení a zpomalení osoby v gravitačním poli Země na principu piezoelektrického efektu (např. Kenzův kalorimetr nebo Caltrac – obrázek 20 a 21), ve dvou nebo třech směrech pohybu v prostoru. Jsou vhodné pro chůzi, běh, skoky a činnosti z těchto základních pohybů vycházející (např. fotbal, volejbal, basketbal atd.). Podle zadaných údajů o sledované osobě je vypočítáván energetický výdej, a to po dobu několika minut, až několika týdnů či měsíců. Použití je však potřeba zvážit. V případě jízdy v autě napočítá falešně více energie a při rovnoměrném pohybu při jízdě na kole falešně méně energie. OBR.20 KENZŮV POČÍTA Č KA LORIÍ Zdroj: http://www.suzuken-kenz.com/imgs/lifecorder_plus01.jpg Str.63 / 82 OBR.21 A KCELEROMETR CA LTRA C Zdroj: http://bodyuse.info/wp-content/uploads/Do-You-Want-to-Know-How-Many-Calories-do-You-Really-Burn-Use-Caltrac-Calorie-Counter.jpg Energetické tabulky Na základě mnoha studií byly sestaveny četné tabulky, jež obsahují údaje o energetické náročnosti různých pohybových aktivit. K tomu byly použity metody nepřímé energometrie. může být součástí tzv. , kdy pozorovatel sleduje osoby a zapisuje druh pohybové aktivity po dobu jejího trvání. Tabulky je možné využít i při kdy si zkoumaná osoba sama zapisuje, jaký pohyb jak dlouho prováděla. Výzkumník tyto údaje následně vyhodnocuje. Je zde však větší nebezpečí subjektivního zkreslení údajů. Částečným vylepšením je uvádění intenzity prováděné činnosti sledovanou osobou (např. ve čtyřstupňové škále: nízká – střední – namáhavá – vyčerpávající), která je pak zohledněna ve stanovení METů pro sledovanou činnost. V tabulkách jsou uvedeny určitého vzorku populace. Proto je potřeba upozornit na při jejich aplikaci u jednotlivých osob, jejichž výdej energie je vzdálen od průměru: U osob s velmi dobrou energetickou účinností (lepší technika pohybu u adaptovaných) je výdej energie ve skutečnosti nižší. U osob méně šikovných (s horší koordinací zapojených svalových skupin svalů atd.) je skutečný výdej energie podstatně vyšší. V těchto tabulkách je energetický výdej vyjádřen v joulech nebo kaloriích za určitou dobu (např. kJ.min-1) nebo v METech, tj. násobcích klidového výdeje energie. Str.64 / 82 Zdroj: Novotný,1999 je v klidu a to v sedě a v bdělém stavu. MET – metabolic multiple, multiple of resting metabolic rate je násobek klidového výdeje energie. U dospělých osob odpovídá přibližně 75 J.min-1 (při příjmu kyslíku 3,5 ml.min-1.kg-1). Pro výpočet energetického výdeje podle METů je potřeba METy při pohybu vynásobit hodnotou klidového výdeje energie. Po stanovení energetického výdeje za časovou jednotku (většinou za 1 minutu) je pak celkový výdej dán součinem minutového výdeje energie a počtem minut doby, po kterou pohyb trval. Vztah ukazatele energetické náročnosti (MET) a intenzity pohybu ukazuje obrázek 22. Str.65 / 82 OBR.22 ZÁV ISLOST NÁ SOBKU KLIDOV ÉHO V ÝDEJE ENERG IE (MET) NA RYCHLOSTI BĚHU Zdroj: archiv autora Str.66 / 82 -Test variability srdeční frekvence (Heart rate variability, HRV) se schopností odhalit poruchy neurovegetativní regulace činnosti srdce. Jedná se o neinvazivní diagnostickou metodu používanou v tělovýchovném lékařství, kardiologii, diabetologii, onkologii, neurologii, neonatologii či psychologii. Analýza HRV se využívá i v časné diagnostice toxické kardiomyopatie u pacientů léčených např. antracyklinovými antibiotiky pro zhoubné tumory, a to jak dospělých, tak u dětí. Ukazatelé HRV jsou používány v monitorování změn autonomních nervových regulací v průběhu různé zátěže i u dětí. V péči o sportovce se začíná test uplatňovat ve více oblastech, např. v regulaci sportovního tréninku, hodnocení stavu únavy a diagnostice přetrénování, v hodnocení adaptace na časový posun. OBR.23 ZOBRA ZENI PO SOBĚ JDOUCÍCH R-R INTERVA LŮ SYSTÉMEM VA RIA PULSE TF3 Zdroj: archiv autora Fyziologické faktory variability srdeční frekvence Měření HRV a její interpretace je popisována v řadě prací, z nichž zřejmě nerozsáhlejší a nejkomplexnější je zpráva pracovní skupiny Task Force of ESC and NASPE. Str.67 / 82 Princip měření HRV: Srdeční frekvence se v průběhu 24 hodin periodicky mění především v závislosti na tonizaci SA-uzlu sympatickým a parasympatickým autonomním nervovým systémem. Sympatikus srdeční frekvenci zvyšuje a naopak parasympatikus ji snižuje. sympatický autonomní nervový systém (ve frekvenčním rozsahu 0,07–0,15 Hz); parasympatický autonomní nervový systém (f ≈ 0,2–0,5 Hz), o němž je známo, že jeho zvýšený tonus brání vzniku náhlé srdeční smrti, stejně jako zabraňuje vzniku komorové fibrilace srdce (4); respirace (f ≈ 0,25–0,35) mající vliv na vznik respirační dysrytmie, kdy v inspiriu srdeční frekvence vzrůstá, naproti tomu v expiriu tato klesá; baroreflexní senzitivita (f ≈ 0,07–0,15 Hz), která koresponduje s oscilacemi krevního tlaku; chemorecepce (f < 0,07 Hz); cirkulující katecholaminy (f ≈ 0,03–0,07 Hz); termoregulace (f ≈ 0,03–0,07 Hz); renin-angiotenzinový systém (f < 0,04 Hz). Ukazatele frekvenční analýzy variability srdeční frekvence Z výše uvedeného vyplývá, že můžeme při vyšetření frekvenční analýzou (frekvenční pásma) srdeční frekvence: velmi pomalou frekvenci (VLF = 0,01–0,05 Hz), která se vztahuje k termoregulační sympatické aktivitě cév, k hladině cirkulujících katecholaminů a k oscilacím v renin-angiotenzinovém systému; toto pásmo lze dobře hodnotit z dlouhodobějších záznamů (alespoň 60 minut), protože jde o oscilace v trvání až 100 s; při pořizování pětiminutového záznamu se od něj upouští; nízkou frekvenci (LF = 0,05–0,15 Hz), tak zvanou „Mayerovu tlakovou vlnu”, která, jak její název napovídá, je nejvíce ovlivněna baroreflexní sympatickou aktivitou a pomalými oscilacemi variability arteriálního krevního tlaku; vysokou frekvenci (HF = 0,15–0,5 Hz), též „respirační vlnu”, korespondující s periodicitou dýchání i s tonem vagu. Základními parametry spektrální analýzy HRV jsou: výkonová spektrální hustota (PSD = power spectral density) [ms2.Hz-1] spektrální výkon (P = power) v jednotlivých pásmech VLF, LF, HF a celkový výkon TP [ms2] Vedle parametrů frekvenční analýzy se hodnotí také RR interval – doba mezi dvěma sousedními R kmity na EKG, což je vlastně převrácená hodnota tepové frekvence /s/ Str.68 / 82 směrodatná odchylka RR intervalu (SDRR) [ms] průměr čtverců rozdílů sousedních RR intervalů (MSSD) [ms2] Celkový spektrální výkon / Total spectral power = VLF+LF+HF Výkon velmi nízké frekvence / Power of very low frequency Výkon nízké frekvence / Power of low frequency Výkon vysoké frekvence / Power of high frequency Výkon velmi nízké frekvence / Power of very low frequency = (VLF/TP)*100 Výkon nízké frekvence / Power of low frequency = (LF/TP)*100 Výkon vysoké frekvence / Power of high frequency = (HF/TP)*100 Výkon nízké frekvence / Power of low frequency = (LF/(TP-VLF))*100 Výkon vysoké frekvence / Power of high frequency = (HF/(TP-VLF))*100 Výkonová hustota velmi nízké frekvence / Power spectral density of very low frequency Výkonová hustota nízké frekvence / Power spectral density of low frequency Výkonová hustota nízké frekvence / Power spectral density of low frequency Směrodatná odchylka RR / Standard deviation of RR Směrodatná odchylka RR / Standard deviation of RR Průměr druhých mocnin diferencí po sobě jdoucích R-R intervalů / Mean of the sum of the square of differences between adjacent RR intervals R-R interval Srdeční frekvence /Heart rate Str.69 / 82 OBR.24 PŘÍKLA D G RA FICKÉHO V ÝSLEDKU A NA LÝZY HRV (OSA X– FREKV ENCE,Y – V ÝKONOVÁ SPEKTRÁ LNÍ HUSTOTA ,Z– ČA S) Zdroj: archiv autora Způsob a podmínky vyšetření Vyšetření by mělo probíhat v dopoledních hodinách, v klidných vyhrazených místnostech s běžnou teplotou (22–26°C) a vlhkostí (40–60 %), bez přítomnosti nezúčastněných osob. Nebyly použity žádné tlumiče hluku, ba ani zakrytí očí nebo zatemnění. Dýchání spontánní, případně regulované (podle potřeby). Po 10 minutách zklidnění vleže, kdy už nedochází k dalšímu pozorovatelnému poklesu srdeční frekvence, měřit po dobu 5 minut 256 R-R intervalů vleže. Potom se měřená osoba během 2–3 vteřin sama postaví a nadále zůstává v přirozeném stoji bez jiné opory. Po 15tivteřinovém intervalu, kdy se přibližně stabilizuje (zvýšila a opět snížila) srdeční frekvence, jsou snímány a zaznamenávány, po dalších 5 minut, délky 256 RR intervalů vstoje. Přístrojová technika a výpočet ukazatelů HRV K měření může být použit např. systém VariaPulse TF-3 nebo VariaCardio TF4 SimaMedia Olomouc (Obr. 25): Snímač má na elastickém páse dvě integrované elektrody a infračervený vysílač s dosahem 6 metrů. Přijímač je současně PC interface. Příslušný software umožňuje zobrazení a archivaci průběhu srdeční frekvence (HR) v čase, provedení spektrální analýzy rychlou Fourierovou transformací a výpočet základní statistické charakteristiky zvolených úseků záznamu – průměry a směrodatné odchylky spektrálního výkonu pro pásma velmi nízké frekvence (VLF: 0,01-0,05 Hz), nízké frekvence (LF: 0,05-0,15 Hz) a vysoké frekvence (HF: 0,15-0,5 Hz). Seznam sledovaných ukazatelů HRV je uveden v tabulce č. 16. Vzorkovací Str.70 / 82 OBR.25 SYSTÉM PRO MĚŘENÍ A A NA LÝZU R-R INTERVA LŮ VA RIA CA RDIO TF4 Zdroj: archiv autora frekvence snímání dat byla 500 Hz. Str.71 / 82 Použitá literatura Akselrod, S. (1995). Components of heart rate variability. In: M. Malik, A.J. Camm (Eds.). . New York, NY: Futura Publishing. Åstrand, P. O. (2003). (4th ed.). Champaign, IL: Human Kinetics. Borer, K. T. (2003). Champaign, IL: Human Kinetics. Borg, G. (2012). Gleerup, Sweden: Lund. Bourdon P. (2000). Blood lactate transition thresholds: Concepts and controversies. In: C. J. Gore (ed.). . Champaign, IL: Human Kinetics. Botek M. (2007). (Disertation thesis). Olomouc, Czech Republic: Fakulta tělesné kultury Univerzity Palackého. Brunetto A. F. (2005). Effect of gender and aerobic fitness on cardiac autonomic response to head-up tilt in healthy adolescents. , 418-424. Burr, J. F. (2012). Systemic arterial compliance following ultra–marathon. (3), 224–229. Coumel, P. (1990). Heart rate variability. In: C. Lentner, (ed.). . New Jersey, NJ: CIBA-GEIGY. Fejfar, Z. (1994). Variabilita srdeční frekvence a riziko náhlé srdeční smrti. , 299–309. Farrel, P.A. (2012). ACSM´s Advanced exercise physiology. Foster, C. (1996). Athletic performance in relation to training load. (6), 370-374. Finley, J. P., Nugent, S. T., & Hellebrandt, W. (1987). Heart-rate variability in children. Spectral analysis of development changes between 5 and 24 years. 2048–2052. Fox, E. L., &Mathews, D. K. (1974). Orlando, FL: Saunders College Publishing. Ganong, W. F. (1999). Praha, Czech Republic: H&H. Str.72 / 82 Hamar, D. (2005). Výskoková ergometria. In: Meško, D., Komadel, L. (eds.). Bratislava, Slovakia: Slovenská spoločnosť telovýchovného lekárstva, 205–206. Hargreaves, M. (2006). Champaign, IL: Human Kinetics. Heymsfield, S. B. (2005). Champaign, IL: Human Kinetics. Hoffman, J. (2002). Champaign, IL: Human Kinetics. Honzíková, N. (1995). Circadian changes of heart rate variability after myocardial infarction. Suppl 2, 81–84. Hrstková, H., Novotný, J., & Pejchlová, M. (1996). Závěrečná zpráva o řešení IGA Mzd ČR 2165–3, 12–17. Iwasa, Y. (2005). The relationship between autonomic activity and physical activity in children. 361–371. Javorka, K. (2008). Martin, Slovakia: Osveta. Jones, A. M. (2007). Middle-and long-distance running. In: E. M. Winter (ed.). Abingdon, United Kingdom: Routledge, 147–154. Juujärvi, P. (2006). Effects of physical provocations on reactivity and reactive aggression in children. 99–109. Kang, J. (2008). Champaign, IL: Human Kinetics. Kenny, W. L. (2012). Champaign, IL: Human Kinetics. Kjaer, M. (2003). Champaign, IL: Human Kinetics. Klener, P. (2001). (2nd ed.). Praha, Czech Republic: Galén. Kraemer, W.J. (2012). Baltimore, MD: Wolters Kluwer. Krivickas, L. S. (2006). Recurrent rhabdomyolysis in a collegiate athlete: A case report. (3), 407–410. Kučera, M. (1999). Praha, Czech Republic: Grada/Avicenum. Kučera, M. (2011). . Praha, Czech Republic: Galén. Str.73 / 82 Laforgia, J. (2006). Effects of exercise intensity and duration on the excess post-exercise oxygen consumption. (12), 1247–1264. Lentner, C., Lentner, Ch., & Wink, A. (eds.) (1982). New Jersey, NJ: Ciba–Geigy. Lin, C. M., Wang, T. L., & Leu, J. G. (2005). Rhabdomyolysis in 119 students after repetitive exercise. e3. MacAuley, D. (2007). Oxford Handbook of Sport and Exercise Medicine. Oxford, United Kingdom: Oxford University Press. MacLaren, D., & Morton, J. (2012). Oxford, United Kingdom: Wiley– Blackwell. Malliani, A. (1995). Association of heart rate variability components with physiological regulatory mechanisms. In: M. Malik, A. J. Camm (eds.). . New York, NY: Futura Publishing, 173– 188. Máček, M. (2001). Praha, Czech Republic: Galén. McArdle, V. D., Katch, F. I., & Katch, V. L. (2007 Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins. Mooren, F. C. (2005). Champaign, IL: Human Kinetics. Murray, R. K. (2002). Praha, Czech Republic: H&H. Na Du (2005). Heart rate recovery after exercise and neural regulation of heart rate variability in 30–40 year old female marathon runners. 9–17. Nagai, N. (2004). Moderate physical exercise increas cardiac autonomic nervous system activity in children with low heart rate activity. 209-214. Noakes, T. (2003). Champaign, IL: Human Kinetics. Novotný, J. (1998). Variabilita srdeční frekvence u zdravých dětí vleže. 35–40. Novotný, J. (1999). Energetická náročnost různých pohybových činností (MET). In: Z. Placheta. . Praha, Czech Republic: Grada. Novotný, J., Hrstková, H., & Novotná, M. (2003). Heart rate variability analysis and toxic cardiomyopathy Str.74 / 82 screening in population after oncological treatment. In: J. Salinger (ed.). . Olomouc, Czech Republic: Faculty of Physical Culture, Palacky University, 70–74. Olosová, A. (1999). Spektrálna analýza variability frekvencie akcie srdca u juvenilných hypertonikov. 340-343. Petersen, K. (2007). Muscle mechanical characteristics in fatige and recovery from a marathon race in highly trained runners. 385–396. Placheta, Z. (1988). Submaximal exercise testing. 268. Placheta, Z. (1999). Praha, Czech Republic: Grada/Avicenum. Placheta, Z. (2001). Brno, Czech Republic: Masarykova univerzita. Powers, S. K., & Howley, E.T. (2007). (6th ed.). New York, NY: McGraw–Hill International Edition. Randall, C. R. (2003). Validation of Senswear pro Armband calorimeter to assess energy expedinture during various mode of activity. , 284. Raven, P. B. (2013). . Wadsworth, United Kingdom: Cengage Learning. Rekawek, J. (2003). Heart rate variability in healthy children. 203-211. Saka, T. (2007). Exertional rhabdomyolysis of the bilateral adductor magnus. 568–571. Salinger, J. (1994). Programové vybavení měřícího systému, typ TF–2, určené pro spektrální analýzu variací R-R intervalů v kardiologii. 58–62. Seiler, K. S., & Kjerland, G.O. (2006). Quantifying training intensity distribution in elite endurance athletes: is there evidence for an „optimal“ distribution? 49–56. Sharkey, B. J., & Gaskill, S. E. (2006). Champaign, IL: Human Kinetics. Siegelová, J. (1995). Circaseptan rhythm in blood pressure and heart rate in newborns. 63–70. Str.75 / 82 Smith, D. (2000). Protocols for the physiological assessment of high-performance runners. In: C. J. Gore (ed.). . Champaign, IL: Human Kinetics, 334–344. Solberg, G. (2005). Respiratory gas exchange indices for estimating the anaerobic threshold. 29–36. ( ) Srinivasan, K. (2002). Effect of standing on short term heart rate variability across age. 404–408. Stella, J. J., & Shariff, A.H. (2012). Rhabdomyolysis in a recreational swimmer. . Stejskal, P., & Salinger, J. (1996). Spektrální analýza variability srdeční frekvence. 33–42. Stejskal, P. (2003). In: J. Salinger (ed.). Olomouc: Fakulta tělesné kultury UP, 105–116. Stejskal, P. (2004). Vliv osmihodinového časového posunu po přeletu přes poledníky na východ na spektrální analýzu variability srdeční frekvence u vrcholového sportovce. (1), 2– 10. Štejfa, M. (1998). Praha, Czech Republic: Grada/Avicenum. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. (1996). 1043-1065. Telford, R. D. (1991). Physiological assessment of the runner. In: Draper et al. (eds.) . Canberra, Australia: National Sports Research Centre. Tonhajzerová, I. (1998). Náležité hodnoty parametrov variability frekvencie srdca u mladých ľudí vo veku 15-19 rokov. 530–532. Van Ravenswaaij-Arts. (1993). Heart rate variablity. 436–447. Vuksanovic, V. (2005). Effect of posture on heart rate variability spectral measures in children and young adults with heart disease. 273-278. Wawryk, A. M., Bates, D.J., & Couper, J. J. (1997). Power spectral analysis of heart rate variablity in children and adolescents with IDDM. , 1416–1421. Str.76 / 82 Wilmore, J. H., & Costil, D. L. (2004). Champain,IL: Human Kinetics. Winter, E. M. (2007). London, United Kingdom: Routledge. Zygmunt, A., & Stanczyk, J. (2004). Heart rate variability in children with neurocardiogenic syncope. 99–106. Literatura zakoupená vrámci inovace předmětu Draper, N., & Marshall, H. (2012). New York. NY: Pearson Education. Str.77 / 82 Vladimír Jůva, evaluace v rámci projektu IMPACT e-mail: Eva Valkounová, administrace dotazníků projektu IMPACT e-mail: Anketa Vážená studentko, vážený studente, FSpS MU v procesu svého hodnocení a sebehodnocení (auto/evaluace) a za využití projektu IMPACT – Inovace a modernizace studijních oborů FSpS – potřebuje analyzovat a vyhodnotit kvalitu a efektivitu výuky jednotlivých předmětů. Proto se na Vás obracíme s žádostí o vyplnění anonymního elektronického hodnotícího formuláře – . Jeho vyplnění by nemělo zabrat více než 15 minut Vašeho času. Toto Studentské hodnocení předmětu je Vám současně dostupné po přihlášení do ISu u příslušného předmětu. Děkujeme za Váš čas a za důležité připomínky a podněty pro práci naší fakulty. d017: Anketa byla ukončena k 31.12.2014. Pro vyjádření názorů a reakcí na materiály projektu mohou studenti využít , které je funkční i v době po ukončení projektu. Tým projektu IMPACT Str.78 / 82 Diskusní fórum Vážení studenti, pro vyjádření Vašich názorů k výstupům projektu IMPACT máte možnost využít projektu. Str.79 / 82 Otestujte se... Online verze tohoto materiálu, kterou najdete na obsahuje navíc interaktivní test, kde můžete zjistit, nakolik jste vstřebali probíraná témata. Str.80 / 82 Materiál ve čtečce pro Váš tablet Tato elektronická studijní opora je studentům k dispozici ve čtečce, připravené pro platformu iOS a Android. Vhodnou verzi čtečky si můžete nainstalovat použitím tlačítek, která najdete v menu v online verzi materiálu na adrese . Materiály, které si z nabídky ve čtečce stáhnete do vašeho zařízení, budete moci studovat i offline, tedy bez nutnosti stálého internetového připojení. Str.81 / 82 Autoři Hlavní autor (autoři) prof. MUDr. Jan Novotný, CSc. Technické zpracování Jakub Doležal, Mgr. Aneta Fedrová, David Jindra, DiS., Mgr. Olga Krčmařová, Jiří Matoušek, Mgr. Milan Mojžíš, Mgr. Martin Novotný, Mgr. Jindřich Pavlík, Ing. Jiří Voldán, Mgr. Petr Zaoral ISBN 978-80-210-7295-4 Tato online aplikace pro elektronické studijní materiály byla vyvinuta na míru pro účely projektu vývojovými pracovníky projektu. Neustále jsou doplňovány další funkcionality a rozšíření. používají formát MP4 v kódování h264,25fps. Videozáznamy pořízené pracovníky projektu jsou vystaveny v rozlišení 960 x 540 px. Přehrávač používá technologii HTML5 Video MediaElement API nebo Flash,příp. Silverlight podle toho,jakou technologii daný prohlížeč podporuje. Existuje též varianta přehrávače s ,která šetří místo,pokud je v dané kapitole mnoho souvisejících videozáznamů zároveň. Vpravo nahoře najdou uživatelé aplikace ,aby si mohli zvolit světlé či tmavé provedení pro pohodlné čtení materiálu. Systém používá s pochopitelným obsahem – URL obsahuje názvovou cestu stromu kategorií. Je implementováno funkční v materiálu a zvýraznění nalezených slov na stránce. Mezi možnostmi systému nechybí ,které mohou obsahovat pozitivní/negativní verzi podle zvoleného barevného schématu,mohou obsahovat . Systém podporuje vložení a aktivních . Stroj pro samotestování řeší náhodný výběr z repositáře otázek pro daný studijní materiál, sestavení testu pro danou kapitolu i sestavení závěrečného testu,umožňuje vložení voleb odpovědí do proudu textu otázky,umožňuje též přiložení obrázku k otázce. Texty materiálů mohou doplňovat rozbalovací seznamy,speciální boxy pedagoga,je zabudována podpora pro ve standardním zápisu LaTeX. Online aplikace je kompatibilní se všemi běžně používanými prohlížeči v jejich aktuálních verzích. Vývoj aplikace se testuje ve Firefoxu, aktuální verzi,Internet Exploreru 7,8,9,10,Safari v aktuální verzi,Chrome v aktuální verzi,Opera v aktuální verzi,Opera Next v aktuální verzi. Tento výtisk zachycuje stav online materiálu, dostupného na adrese ve stavu ze dne 22. 02. 2015. Str.82 / 82