Transcript e-kniha Kondiční trénink - fyziologické aspekty

e-kniha Kondiční trénink - fyziologické aspekty
http://ftk.upol.cz/menu/struktura-ftk/katedry-a-instituty/katedra-prirodnich-ved-v-kinantropologii/studium-a-vyuka/studijni-materialy/
Skype: botasek1
Twitter: @mikebotek
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)
ZAPOJENÍ METABOLICKÝCH SYSTÉMŮ
PŘI MAXIMÁLNÍ PRÁCI
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
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!
Účinky aerobního tréninku
o Zvyšuje aktivitu oxidativních enzymů a neovlivňuje aktivitu
enzymů ATP-cyklu a aktivitu glykolytických enzymů.
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
Nervové řízení volní motoriky
(gyrus precentralis)
(motor cortex)
(pyramidové + extrapyramidové dráhy)
(mozeček – koordinace pohybu)
(koncový mozek, mozková kůra)
(dolní část prodloužené míchy)
(α-motoneurony - přední rohy míšní)
Motorická jednotka
: nervosvalové spojení, MJ od 5 do 1000 svalových vláken
: diferenciace přesnosti pohybu
0.004 – 0.01 s
Mechanizmus svalové kontrakce
Interakce
Ca2+ s troponinem
a soustavy
tropomyosinem: zrušení
Impuls
z
centrální
nervové
Vybuzení elektrického potenciálu
Pohyb tropmyosinového
filament
troponin,
komplexu
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
,,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 spotřeba kyslíku?
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“
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
Fyziologické parametry
Conconiho test: Deflekční bod
ANPc (cirkulační): 85 % SFmax
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
Zotavení – sacharidová superkompenzace
: je proces, při kterém dochází k přechodnému zvýšení energetických substrátů nad výchozí úroveň
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 !!!
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)
MECHANISMUS REGULACE VODNÍHO HOSPODÁŘSTVÍ
Účinky ADH + R-A-A-S
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.
Účinky R-A-A-S
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
• 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.
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)