Transcript Biomedicinské aspekty sportu

Fyziologické aspekty pohybu – nMgr.
PhDr. Michal Botek, Ph.D.
Fakulta Tělesné kultury, Univerzity Palackého
POHYB = STRESOR
STRESOR a STRES – narušení homeostázy
Akutní odpověď organismu
AKTIVACE STRESOVÉ OSY
snížení aktivity PARASYMPATIKU a zvýšení SYMPATIKU
+ vyplavení KATECHOLAMINŮ / Adrenalin + Noradrenalin /
ADRENERGNÍ RECEPTORY
α1; α2; β1; β2
REDISTRIBUCE KRVE
↑↑↑ METABOLISMU
REDISTRIBUCE KRVE
Rozšíření svalových tepen (účinek A – β adrenergní)
+
zúžení útrobních tepen kombinace NA (α adrenergní)
aA
REDISTRIBUCE krve z útrob do svalů při zátěži
KLID
ZATÍŽENÍ
KLID
ZÁTĚŽ
Zesílení vlivu katecholaminů
Cévy břicha
Cévy svalů
Cévy břicha
Adrenalin/Noradrenalin
Cévy svalů
ŘÍZENÍ METABOLISMU
o neurohumorální regulace (ANS + hormonální systém)
o odpověď závisí : DÉLKA + INTENZITA (50 % VO2max změny v ANS)
: TRÉNOVANOST + VNĚJŠÍ PODMÍNKY
NADH
FADH
Schéma převzato z Máček & Radvanský (2011)
HORMONÁLNÍ ŘÍZENÍ METABOLISMU
o sekrece hormonů se odvíjí od INTENZITY ZATÍŽENÍ
o > 50 VO2max = odpovědˇ jako POPLACHOVÁ REAKCE (SY+A-NA)
!!! ZATÍŽENÍ = KATABOLICKÉ LADĚNÍ METABOLISMU !!!
ZVÝŠENÁ POTŘEBA ENERGIE PRO PRACUJÍCÍ SVALY
o ↑↑ SEKRECE HORMONŮ:
Adrenalin (glykogenolýza + lipolýza)
Somatotropin (lipolýza)
Glukagon (glykogenolýza)
ACTH – Kortizol (lipolýza, proteolýza)
ZISK ATP
??? SMYSL LIPOLÝZY + UTILIZACE LAKTÁTU ???
o ↓ SEKRECE HORMONŮ:
Inzulín (nejsilnější anabolický hormon)
Typy svalových vláken
 TYP I. – pomalá (slow oxidative)
: vyšší obsah myoglobinu
: větší počet mitochondrií, enzymy aerobního metabolismu
: odolávají únavě, vysoce kapilarizované
 TYP II. A – rychlá oxidativní (fast oxidative)
: snižuje se obsah myoglobinu
: vyšší počet glykolytických enzymů než v I.
: méně kapilarizovaná
 TYP II. B – rychlá glykolytická (fast glycolitic)
: vysoká koncentrace a aktivita glykolytických enzymů
: rychle unavitelná
: vysoká schopnost generovat svalovou sílu
Mechanizmus svalové kontrakce
Interakce
Ca2+ s troponinem
a soustavy
tropomyosinem: zrušení
Impuls
z
centrální
nervové
Vybuzení elektrického potenciálu
Pohyb tropmyosinového
filament
troponin,
komplexu
VSF – ADAPTABILITA
SF=71
62
69
75
79
o VSF – změny v SF na úrovni po sobě jdoucích tepů – RR intervalů
o VSF– reflektuje regulační funkci ANS
– výsledek zejména respiračně vázané aktivity vagu
– fyziol. fenomén – respirační sinusová arytmie (RSA)
– RSA = cyklický útlum aktivity vagu (VA) při dýchání
– nádech = ↓VA + ↑ SF; výdech = ↑ VA + ↓SF
SF [tep.min-1]
markantní RSA
Vysoká adaptabilita
A
(změny v SF mezi sousedními RR)
nádech
výdech
redukovaná RSA
(změny v SF mezi sousedními RR)
B
Redukovaná
adaptabilita
Účinky aerobního tréninku
o Zvyšuje aktivitu oxidativních enzymů a neovlivňuje aktivitu
enzymů ATP-cyklu a aktivitu glykolytických enzymů.
Anaerobní trénink
Zvyšuje aktivitu ATP-cyklu
zvyšuje aktivitu glykolytických enzymů
MÁ pouze minimální vliv na oxidativní enzymy
Čili fyziologické změny vzniklé v důsledku tréninku
jsou vysoce specifické a závislé na typu tréninku!
,,Anaerobní“ práh (ANP) - Laktátový práh (LP)
Hraniční intenzita, při které je udržována dynamická
rovnováha mezi tvorbou a spotřebou laktátu.
Úroveň ANP lze tréninkem ovlivnit (společně s VO2max)
IZ odpovídající ANP
laktát
87–90 % SFmax
82–85 % VO2max
VO2
2-8 mmol/l
IZ
Vliv vytrvalostního tréninku
na laktátový práh (LT)
(Wasserman, 1999)
O2
O2
ATP
CO2
? VO2max – maximální aerobní kapacita ?
CO2
SPOTŘEBA KYSLÍKU VO2
VO2 = Q * a-vD (Fickova rovnice)
MAXIMÁLNÍ SPOTŘEBA KYSLÍKU
VO2max – aerobní kapacita (s věkem klesá)
průměrně (20 let):
ženy 35 ml/kg/min
muži 45 ml/kg/min
trénovaní: až 90ml/kg/min (běh na lyžích)
: elitní plavci kolem 6 l (80 kg plavec – 75 ml/kg/min)
 plavci dosahují o 10 % nižší hodnoty VO2max ve vodě než
na bicyklovém ergometru
Maximální spotřeba kyslíku - VO2max
: běh na lyžích
: cyklistika silniční
: plavání
: fotbal
80-90 ml.kg.-1min-1
70-80 ml.kg.-1min-1
60-70 ml.kg.-1min-1
: judo
60-65 ml.kg.-1min-1
~ 60 ml.kg.-1min-1
: házená
: basketbal
55-65 ml.kg.-1min-1
51-63 ml.kg.-1min-1
: netrénovaní
???? ml.kg.-1min-1
ADAPTACE – VYTRVALOST
KARDIOVASKULÁRNÍ
SYSTÉM
 Zvýšení objemu krve
 Zvýšení systolického objemu
 Pokles SF v klidu i během submaximálního zatížení
 Regulativní dilatace bez výraznější hypertrofie LK
 Zvýšená kontraktilita myokardu
PULMONÁLNÍ
SYSTÉM
 zvyšuje se síla a celková výkonnost dýchacích svalů
 zlepšuje se propustnost membrány sklípků a kapilár pro O2
 v mladším věku se zvyšuje i VC
 zlepšená ekonomika dýchání
 zvýšená extrakce O2 z alveolárního vzduchu
ZMĚNY
V PERIFERNÍ
OBLASTI
 Zvětšení a zmnožení buněčných orgánů aerobního metabolismu
 Zvýšená aktivita oxidativních enzymů a koncentrace myoglobinu
 Zlepšená kapilarizace a prokrvení svalových vláken
 Zlepšená extrakce O2
DIAGNOSTIKA
Stanovení VO2max u sportovců
Stanovení VO2max u plavců
protiproudové plavecké tunely - ,,the flume“
Metody hodnocení ANP a jeho využití
Metody hodnocení ANP a jeho využití
ADAPTACE SVALOVÉHO
APARÁTU NA SILOVÉ PODNĚTY
ADAPTACE PROBÍHÁ VE TŘECH ETAPÁCH:
1. ETAPA: Období rychlého zlepšení „zvedací“ schopnosti proces učení (CNS).
Malé nebo žádné zlepšení síly jednotlivých svalů, ale pocit
zvýšené síly.
: efektivnější zapojování jednotlivých motorických jednotek
čili zlepšování techniky ne síly
: neuromuskulární adaptace po
2 týdnech !
Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training. Br Med Bull 48: 592-604.
Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.
2. ETAPA: Zvýšení síly jednotlivých svalových vláken bez zvětšení
průřezu (bez hypertrofie).
: zlepšování intra- a intermuskulární koordinace
: efektivnější zapojování jednotlivých motorických jednotek
Neurální adaptace za 6 až 8 týdnů
Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training. Br Med Bull 48: 592-604.
Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.
3. ETAPA: Pomalý ale stálý vzestup objemu a síly trénovaných svalů
: svalová hypertrofie
10 až 12 týdnů
Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training. Br Med Bull 48: 592-604.
Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.
METABOLICKÝ EFEKT POSILOVÁNÍ
o zvýšení koncentrace svalového C, CP, ATP a glykogenu
o zvýšení aktivity glykolytických enzymů (PFK, LDH).
(Máček & Radvanský, 2011)
Co je to únava ???
signalizátor funkčních změn
v organismu
obranný mechanismus, projevující
se ochranným útlumem CNS při
překročení kritické úrovně zatížení
komplexní děj týkající se všech
funkčních systémů v organismu
ÚNAVA
FYZIOLOGICKÁ
PATOLOGICKÁ
Fyziologické příčiny únavy:
ENERGIE - HOMEOSTÁZA
↓ energetických
substrátů (ATP, CP, GLu,
GLy)
anaerob. vznik ATP
↑H+
↓pH
↓ enzymatické
činnosti
kumulace katabolitů
a INT hydrolýza ATP
ve svalové b.
porušená acidobazická a
iontová rovnováha
(Na+,K+, Ca2+ Mg2+,Cl-, La-, Pyr- )
SID, hyponatrémie
Radvanský & Vančura (2007)
Zvýšená koncentrace volných H+ vyvolává:
a) snížení pH
b) snížení aktivity klíčových enzymů (např. PFK)
c) v mozku stimuluje receptory bolesti, nauzea, dezorientace
d) vytěsňuje vápníkové ionty z vazby na troponin
e) vyvolává pocit bolesti svalů (,,pálení“)
f) inhibuje přenos akčního potenciálu
PATOLOGICKÁ ÚNAVA
přepětí, přetížení, schvácení, krátkodobé přetrénování
Syndrom přetrénování
SYNDROM
PŘETRÉNOVÁNÍ
Sympatikotonická forma
Silově – rychlostní sporty
o narušený spánek
o snížená chuť k jídlu
o pokles hmotnosti
o klidová tachykardie
o vyšší bazální metabolismus
o zpomalení regenerace
o deprese
o svalový třes
Parasympatikotonická forma
Vytrvalostní sporty
• abnormální únava
• klidová bradykardie
• flegmatičnost
• snížená citlivost na A+NA
• zpomalená reakční doba
• snížená hladina glukózy během
zatížení
Pokles výkonnosti a ztráta sportovní formy !!!
Zotavení - superkompenzace
: je proces, při kterém dochází k přechodnému zvýšení energetických substrátů nad výchozí úroveň
Fyziologické aspekty cyklických sportů:
SILNIČNÍ CYKLISTIKA
PhDr. Michal Botek, Ph.D.
Fakulta tělesné kultury, UP Olomouc
Somatické determinanty výkonu
% TUKU
HMOTNOST
PLOCHA TĚLA
BMI
VÝŠKA
FRONTÁLNÍ
PLOCHA
(Lucia et al., 2001)
Somatotyp cyklistů
o sprinteři ~ 180 cm/80-85 kg
o kratší nohy - akcelerace
o inklinace k mezomorfii
o cyklisti na 1 km
o ~185cm/90 kg
o delší nohy než sprinter
o cyklisti na 4 km
o ~180-190cm/75-85 kg
o štíhlí + dlouhé nohy
zastoupení tělesného tuku 3 – 8 %
NEJVÍCE ZATĚŽOVANÉ SVALOVÉ SKUPINY
+ ZRANĚNÍ
o PÁDY
o odřeniny
o zlomeniny
(klíční kost, zápěstí, prstů)
o poranění hlavy
o bolesti zad
o chronické záněty
(šourek, varlata, nadvarlata)
http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/fsps/ps10/fyziol/web/sport/
Distribuce svalových vláken
podíl II.B vláken (%)
Specifikace a nároky závodních etap
Rovina
Horská etapa
Časovka
(Lucia et al., 2001)
ROVINATÁ ETAPA
o délka ~200 km nebo 4 až 5 hodin
o většinu času jízda v pelotonu ,,v balíku“ (150 -200 cyklistů)
o snížení odporu vzduchu – jízda ve vzduchovém pytli
o úspora energie až o 30 %
o prům. intenzita mírná – střední
: 70 % <70 % VO2max
: 25 % 70 – 90 % VO2max
: 5 % > 90 % VO2max
o kadence: 90 rpm
o průměrná rychlost: 45 km.h-1
o technika jízdy + vyhnutí se nehodě
o délka etapy + těžký převod (53 x 12-11)
o ↑↑ svalové únavy
Zdroje energetického krytí při zvyšující se intenzitě
RQ sacharidů = 1
RQ =
CO2
1 g = 4,1 kcal
O2
RQ tuku = 0,7
1 g = 9,3 kcal
(Hamar & Lipková, 2001)
aerobní práh
anaerobní práh
Tuky
Triglyceridy (TG) jsou sloučeniny
glycerolu a tři MK
(nerozpustné ve vodě, ideální zásobárna energie)
TG jsou rozkládány v
•
•
tukových, svalových nebo jaterních buňkách
v tenkém střevě
enzymem LIPÁZOU
na glycerol a tři MK
Tuky
MK jsou transportovány pomocí albuminu krví
Před vstupem do buňky se
MK přeměňují na acyly
po prostoupení buněčnou membránou
se dostávají
pomocí L-karnitinu do mitochondrií
VZNIK acyl-CoA
energie
MK + ATP + CoA
acyl CoA syntetáza
Mg2+
Acyl-CoA + AMP + PPi
Vnitřní membrána
Cytoplazma
acyl-CoA
Karnitin
I
CoA
Karnitin
Acyl karnitin
transferáza
acylkarnitin
Matrix
acylkarnitin
acyl-CoA
II
CoA
Tuky
V mitochondriích jsou MK
dekarboxylovány a dehydrogenovány
ß-OXIDACE
acetylkoenzym-A
a vstupují do Krebsova cyklu
HORSKÉ ETAPY
o délka ~200 km a celková doba 5 – 6 hodin
o 3 – 5x stoupání (5-10 %) trvající 30 – 60 minut
o výkon je ovlivněn hmotností sportovce + kola
o >6 W.kg je nezbytný výkon pro elitní vrchaře
o valivý odpor roste při nižších rychlostech + nerovném terénu
o šlapání ve stoje – méně ekonomické
o kadence 70 rpm + IZ ~90 % VO2max (ANP)
o negativní vliv hypoxie (>1600 m.n.m) na aerobní výkon !!!
VYŠŠÍ NADMOŘSKÁ VÝŠKA A
VYTRVALOSTNÍ VÝKON
: klesá
VO2max - snížen i vytrvalostní výkon od 1200 m.n.m.
: Mexico 1968 (2300 m.n.m.): běhy >400 m horší výkony
: 1500 m o 3 %
: 5 a 10 km o 8 %
: VO2max – pokles o 15 %
: snížení parciálního tlaku O2
: iniciace zvýšení produkce EPO
: trénink ve vyšší nadmořské výšce – hypobarická hypoxie
ČASOVKA
o rovinatý terén
o krátká, 5-10 km nebo 40 - 60 km
o největší úskalí – odpor vzduchu – důraz na aerodynamiku
o zaujmutí ideálního posedu + redukce frontální plochy
o prům. rychlost 50 km.h-1 po dobu 60 minut !!!
: extrémní nároky na metabolismus IZ = 90 % VO2max
: IZ >ANP více jak 50 % času
o kadence 90 rpm při těžkém převodu 53 x 12-11
o prům. zatížení během 40 - 60 km ~350 W (nejlepší >400W)
ANAEROBNÍ ZISK – ATP
300 – 500 g
GLYKOGEN A GLUKÓZA
PFK
3 ATP
Pyruvát
2 ATP
LDH
ATP + LAKTÁT + H+
: RYCHLÁ, ale NEHOSPODÁRNÁ cesta k získání ATP
Cesta Laktátu
o může být ve svalové tkáni, kde byl vytvořen (většinou bílá
svalová vlákna) nebo ve tkáni, do které se dostal krví
A) buď zpátky oxidován na pyruvát a rozložen v mitochondriích
(Krebsově cyklu) a CO2, H2O a energii,
B) nebo se z něj může zpětně vytvořit ZÁSOBNÍ GLYKOGEN
(tzv. glukoneogeneze, tj. tvorba glykogenu z nesacharidových zdrojů)
Spiroergometrické vyšetření
o sledované parametry: ventilační – VT; V; DF; CO2; RQ; V/VO2,
: kardiovaskulární – SF, TK
: VO2, La
: AP; ANP
Ventilační odpověď při stupňované
práci do maxima
Dynamika VT
Ventilační odpověď při stupňované
práci do maxima
Bod zlomu CO2
PUFROVACÍ (NÁRAZNÍKOVÝ) SYSTÉM
La - H+
pH
H+ + HCO3
H2CO3
CO2
+
H2O
pCO2 v KRVI vede ke stimulaci dýchání
(hyperventilaci) a zvýšení CO2
ve vydechovaném vzduchu!
RQ > 1 !!!
Ventilační odpověď při stupňované
práci do maxima
V-slope metoda - ANP
Výsledek testu do vita maxima
u elitního cyklisty
ANP: 169-174 tep/min
Fyziologické parametry
o Vitální kapacita (pro výšku 175 – 180 cm) je 6 L
o V = 180 – 190 L.min-1
o Anaerobní práh (ANP) odpovídá 90 % VO2max
(Lucia et al., 2001)
Conconiho test: Deflekční bod
ANPc (cirkulační): 85 % SFmax
Fyziologické parametry
o maximální výkon podle druhu protokolu:
: 400 – 450 W (6.0 – 6.5 W.kg) při zvyšování co 4 minuty
: 450 – 500 W (6.5 – 7.5 W.kg) při zvyšování o 25 W.min-1
o maximální aerobní kapacita (VO2max):
: 5 – 6 L.min-1 nebo 70 – 80 ml.min-1kg-1
: nejvyšší hodnoty zjištěny u vrchařů (<70 kg)
o mechanická účinnost (40 - 100 rpm): 19,6 – 28,8 % (Åstrand, 2003)
Konstrukce laktátové křivky
o 4 až 8 stupňů
: délka trvání každého stupně: 4-8 min
: determinace AP (1.5-2.0 mmol/L)
: determinace ANP (3.5-6.0 mmol/L) – exponenciální vzestup La
ANP
AP
Termoregulace
Termoregulace je schopnost organismu udržovat
stálou optimální teplotu (kolísání 35,8o C - 37o C).
Tvorba tepla zejména v játrech a ve svalech, většinou jako
vedlejší produkt při látkové výměně.
Výdej tepla
• sáláním (v podobě infračervených paprsků)
• vedením (voda odvádí teplo lépe než vzduch)
• prouděním (vítr)
• odpařováním (pot)
2. Pocení snižuje plazmatický objem;
výsledkem je zvýšení koncentrace krve
a zvýšení krevní osmolality
3. Zvýšení osmolality krve
stimuluje hypotalamus
4. Hypotalamus stimuluje
zadní lalok hypofýzy
1. Pohybová aktivita
podporuje pocení
5. Zadní lalok hypofýzy
produkuje ADH.
6. ADH působí na ledviny,
zvyšuje prostupnost renálních
tubulů a sběrných kanálků
pro vodu; výsledek =
zvýšená reabsorpce vody.
7. Objem plazmy se zvyšuje
a osmolalita krve klesá.
Mechanismus, kterým ADH chrání organismus před ztrátou vody.
2. Pocení redukuje objem plazmy
a průtok krve ledvinami
1. Svalová aktivita
podporuje pocení
3. Redukovaný objem krve v
ledvinách stimuluje uvolňování
reninu z ledvin. Renin napomáhá
tvorbě angiotenzinu I, který
je konvertován na angiotenzin II
4. Angiotenzin II stimuluje
uvolňování aldosteronu z kůry
nadledvin
5. Aldosteron zvyšuje resorpci
Na a H20 z renálních tubulů
6. Plazmatický objem se zvyšuje
Mechanismus působení Renin-Angiotenzin-Aldosteronového systému
Zotavení po tělesném zatížení
Působení aldosteronu a ADH
přetrvává 12 až 48 hodin po zátěži =
= redukce produkce moči
a ochrana organismu před další dehydratací
Prolongované působení aldosteronu na reabsorpci sodíku
zvyšuje jeho koncentraci nad normální hladinu =
= zvýšená spotřeba vody
ZMĚNY HEMOGLOBINU A HEMATOKRITU
: hemoglobin (muži 135-174, ženy 116-163 g/L)
: Hematokrit – objem formovaných krevních elementů (erytrocytů) vyjádřený
v procentech celkového množství krve (upraveno podle: Wilmore J. H., 2004)
: muži 40 – 54 %; ženy 36 – 48 % (Billet, 1990)
(Neumann et al., 2005)
• Opakované cvičení a dehydratace
významně zvyšují plazmatický volum,
který stoupá po celou dobu pohybové
aktivity.
• Po ukončení se nadbytek sodíku a vody
vyloučí močí.
Rapidní pokles plazmatického objemu po ukončení zátěže.
Změny plazmatického objemu během opakovaného zatížení a
dehydratace v průběhu 3 dnů.
SPECIFICKÉ ADAPTACE
o Dráhová cyklistika – sprinty
o ↑ glykogenu, ATP, CP, hypertrofie vláken II.A a II.B,
o ↑ anaerobní kapacity, fc. pufrů , akt. anaerobních enzymů
o Silniční cyklistika
o ↑ glykogenu, aerobního metabolismu (enzymy, mitochondrie),
o ↑ úrovně ANP a VO2max, ekonomiky pohybu
o ↑ kapilarizace sv. vláken typu I.
o ↓ SFklid (bradykardie) + SFsubmax, DFklid (bradypnoe)
o excentrická hypertrofie srdce
o zvýšení ejekční frakce
o zvýšení aktivity vagu a pokles aktivity sympatiku (A + NA)
FYZIOLOGICKÉ ASPEKTY
SPORTOVNÍCH HER:
LEDNÍ HOKEJ
PhDr. Michal Botek, Ph.D.
Fakulta tělesné kultury, UP Olomouc
1. Somatická charakteristika – dynamika BMI a % tuku
1. Somatotyp
NEJVÍCE ZATĚŽOVANÉ SVALOVÉ SKUPINY
+ ZRANĚNÍ a příčiny vzniku
o vysoká frekvence zranění P-P aparátu
o otřes mozku, naraženiny, …
o distorze ramenního kloubu, kolene
o zranění obličeje, vyražené zuby,
o zlomeniny klíční kosti, prstů a zápěstí,
o kolize se soupeřem, s vlastním hráčem,
m. vastus lateralis
o naražení na mantinel, nerovnost v ledu,
o zranění - pukem, bruslí, hokejkou
http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/fsps/ps10/fyziol/web/index.html
o při pěstním souboji
Distribuce svalových vláken
podíl II.B vláken (%)
o vlákna I. : okolo 50 % (CAN) bez rozdílů v postech, 61 % (FIN)
o hypertrofie IIa a IIb o 20 a 22 %; žádná změna u I.
(Green et al., 1979)
(specifická adaptace na silově-vytrvalostní trénink)
(Kučera & Dylevský, 1999)
1. Analýza kondiční složky herního výkonu
2. Objem + intenzita
 intermitentní povaha zatížení, krátké sprinty, rychlost až 40 km/h
 doba zatížení každých 3 – 5 min
 (ice time 30-90 s při průměr. intenzitě 80-95% VO2max)
ANP
 zatížení : zotavení 1 : 3
 vedle aerobního metabolismu – významná role ANAEROBNÍHO
metabolismu
 HRprům za 60 min 120 – 130 tep.min-1
: na ledě 180-200 tep.min-1 / na střídačce <100 tep.min-1
 za zápas nabrusleno 5 až 7,5 km
 počet střídání za zápas 15x až 18x (ice time 6 – 20 min)
Aerobní kapacita
Aerobní kapacita
Aerobní kapacita a její vývoj
VO2max: 54–63 ml.min-1.kg-1
Čím vyšší hodnota VO2max, tím rychleji
dochází k utilizaci Laktátu a obnově ATP
= vyšší odolnost vůči únavě !!!
Intenzita zatížení – tvorba laktátu
o nejvyšší koncentrace LA 1.-2. třetina 8.7 a 7.3 mmol/L
o ve třetí pokles na 4.9 mmol/L
o útočníci 5.5 mmol/L vs obránci 2.9 mmol/L
o do 2 min. resyntéza 60-65 % ATP (Green, 1979), do 5 min 100%
o intermitentní zátěž 10x (1 min : 5 min) IZ 120 % VO2max
o deplece glykogenových zásob o 60 % (m. vastus lateralis)
vs
o 2x zvýšená hladina FFT v plazmě (šetření glykogenu)
kontinuální zátěž 60 min; IZ 50-60 % VO2max
o 70 % ↓ glykogenu z vláken II. + LA 26.7 mmol/L (INTM)
o 29 % ↓ glykogenu, především vlákna I. + LA 2.7 mmol/L (KNT)
Green et al., 1978
Optimální strategie hrací doby
o během hry vysoká intenzita zatížení = tvorba La + H+
o prodloužení ice time vede k vzestupu La + H+, snížení recyklace ATP
a poklesu výkonu
OPTIMÁLNÍ ,,ICE TIME“ je 30 - 45 s
o během zotavení dochází k obnovení O2 v myoglobinu, resyntéze ATP
o kratší ice time umožňuje větší příspěvek CP a oxidativní fosfor.
při recyklaci ATP (Montgomery et al., 1988)
Anaerobní výkon
WINGATE TEST:
30 s all out test
Anaerobní trénink
Zvyšuje aktivitu ATP-cyklu
zvyšuje aktivitu glykolytických enzymů
MÁ pouze minimální vliv na oxidativní enzymy
Čili fyziologické změny vzniklé v důsledku tréninku
jsou vysoce specifické a závislé na typu tréninku!
FYZIOLOGICKÉ ASPEKTY PLAVÁNÍ
PhDr. Michal Botek, Ph.D.
Fakulta tělesné kultury, UP Olomouc
Základní charakteristika
• individuální sport ve vodním prostředí
• cyklická činnost v horizontální poloze = zlepšený žilní návrat
= plnění srdce = nižší SF než při chůzi nebo na kole (10 - 25%)
• na sportovce ve vodě působí hydrostatický tlak (dýchání)
vztlak a zvýšená tepelná vodivost (termoregulace, teplota vody)
• Diving reflex: bradykardie vyvolaná reflexně přes n. vagus
: apnoická pauza, expozice obličeje chladu a tlaku
: redistribuce krve do mozku a srdce - potápění
• plavecké způsoby: kraul, motýlek, prsa a znak
• charakter zatížení: kontinuální
• vodní prostředí - ideální pro lidí trpící obezitou (aqua-aerobic)
Disciplíny a distance
Distance v 50 m bazénu:
• 50 m, 100 m, 200 m, 400m, 800m a 1500m (volný způsob)
• 50 m, 100 m a 200 m (motýlek)
• 50 m, 100 m a 200 m (znak)
• 50 m, 100 m a 200 m (prsa)
• 4x100 a 4x200 (volný způsob)
•
4x100 polohový závod (znak, prsa, motýlek, kraul)
Somatická charakteristika
• vyšší postava
•široká ramena
• dlouhé paže
♂
♀
• větší noha (12-16)
• % tuku
♂ 5-10 %
♀ 14 – 19%
Somatická charakteristika
(Grasbruber-Cacek 2008**, Ústav sportovní medicíny 2010****, Genadijus 2000*****)
http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/fsps/ps10/fyziol/web/sport/plavani.html
DISTRIBUCE SVALOVÝCH VLÁKEN:
POPULACE vs SPORTOVCI
podíl II.B vláken (%)
GENETICKÁ PODMÍNĚNOST JAK RYCHLOSTI TAK VYTRVALOSTI !
NEJVÍCE ZATĚŽOVANÉ SVALOVÉ SKUPINY
+ ZRANĚNÍ a příčiny vzniku
o přetěžování určitých sv. skupin + kloubů (rotace – motýlek, kraul, znak)
o problémy se zánětem spojivek, nachlazením, plísněmi, dermatologické
obtíže
o chronické problémy s ramenním kloubem, kolenními vazy (menisky)
http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/fsps/ps10/fyziol/web/sport/plavani.html
(Kučera & Dylevský, 1999)
DETERMINANTY výkonnosti u plavání:
GENETICKÉ DISPOZICE
typ svalových vláken
tělesná stavba - somatotyp
akční – reakční rychlost
EKONOMIKA POHYBU
produkce energie – ATP
TRÉNOVATELNOST
ZAPOJENÍ METABOLICKÝCH SYSTÉMŮ
PŘI MAXIMÁLNÍ PRÁCI
PŘÍSPĚVĚK METABOLICKÝ SYSTÉMŮ U STŘEDOTRAŤAŘŮ
N - nevýznamné
(převzato od Neuls, 2010, výukové materiály FTK)
VZTAH MEZI RYCHLOSTÍ PLAVÁNÍ A DISTANCÍ
(Neumann et al., 2005)
Energetická náročnost různých plaveckých způsobů (Havlíčková)
METABOLICKÝ OBRAT PŘI RŮZNÝCH RYCHLOSTECH
Trať (m)
Kraul
100
200
400
1500
Znak
100
200
Motýlek
100
200
Prsa
100
200
(Havlíčková, 1993)
Výdej energie
Rychlost (m/s)
kJ/min
Nejekonomičtější
185
151
131
65
Nejrychlejší
1,67
1,56
1,49
1,18
201
155
1,51
1,39
186
143
1,53
1,38
139
117
1,20
1,10
FYZIOLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY
(Neumann et al., 2005)
Maximální spotřeba kyslíku - VO2max
: běh na lyžích
: cyklistika silniční
: plavání
: fotbal
80-90 ml.kg.-1min-1
70-80 ml.kg.-1min-1
60-70 ml.kg.-1min-1
~ 6 L. min-1
: judo
60-65 ml.kg.-1min-1
~ 60 ml.kg.-1min-1
: házená
: basketbal
55-65 ml.kg.-1min-1
42-63 ml.kg.-1min-1
: netrénovaní
45-47 ml.kg.-1min-1
Stanovení VO2max u plavců
vs.
92,5 % hodnoty VO2max na kole/běhu (Astrand et al., 2003)
Mechanická účinnost 6-7 % kraul a 4-6 % prsa
(Astrand et al., 2003)
Protokol testu do vita maxima
• VE/VO2 – ventilační ekvivalent sig. nižší při plavání než na kole 27,0 vs 35,5
: podmínky relativní hypoventilace při shodném arteriálním pO2
• odlišná mechanika dýchání (tlak vody), která se synchronizuje s plav. způsobem
(Astrand et al., 2003)
SPECIFITA VODNÍHO PROSTŘEDÍ – HYDRO. VZTLAK
• ženy mají nižší VO2 při dané rychlosti (z. prsa) než muži (ekonom. pohybu)
• důvodem je vyšší zastoupení % tuku u žen usnadňující splívání
(Astrand et al., 2003)
ÚNAVA jako limitující faktor
DISTANCE 25 M – 50 m
: limitujícím faktorem je aktuální koncentrace ATP
ve svalové buňce a jeho novotvorba z CP a AN-GLy
: mírný pokles pH zhoršuje sv. kontrakci (vyplavování Ca2+)
DISTANCE 100 – 200 m
: maximální rychlostí lze plavat kolem 40 s (elitní plavci)
: tvorba ATP dominantně z AN-Gly a nadprodukce laktátu (20 mmol/l)
a H+, pokles pH a lokální acidóza, redukce resyntézy ATP inhibice PFK
: v 2.1/2 závodu na 200 m na produkci ATP a utilizaci LA = AE systém !!!
STŘEDNÍ A DLOUHÉ DISTANCE (400 – 1500 m)
: limitující faktor je nedostatečný přísun kyslíku, AN-Gly,
INT hydrolýza ATP, pokles pH a lokální acidóza
: záleží na rychlosti AE metabolizovat LA a pufrů neutralizovat H+
PLAVECKÝ TRÉNINK
• vrcholový plavci trénují zpravidla 2 x denně (ráno a odpoledne),
dávkování se liší dle periodizace
• sprinter
cca. 5-6 km/trénink doba 1.5-2.5 hod (vyšší intenzita)
+ suchá příprava (expandéry)
ročně absolvují 423-517 TJ (Garcia, 2005)
• Vytrvalec až 6-7 km/trénink doba 2.0-2.5 hod (nižší intenzita)
+ suchá příprava (silová vytrvalost)
ročně absolvují 950-1200 TJ (Garcia, 2005)
TÝDENNÍ DÁVKA 80 – 100 km
ROČNĚ AŽ 3000-3500 km
• technická cvičení, strategii závodů, psychologický trénink