Wprowadzenie do

fizjologii wysiłku.



Wydolność fizyczna jest to zdolność do realizowania

ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych,

wykonywanych z udziałem dużych grup mięśniowych,

bez szybko narastającego zmęczenia i warunkujących

jego rozwój zmian w środowisku wewnętrznym

organizmu.



Cechę tę warunkują:



sprawność funkcji zaopatrywania tlenowego mięśni i

aktywizacja procesów biochemicznych decydujących o

wykorzystywaniu tlenowych źródeł energii,



wielkość zasobów substratów energetycznych w mięśniach i

innych tkankach oraz sprawność ich mobilizacji,



sprawność procesów wyrównujących zmiany w środowisku

wewnętrznym organizmu spowodowane przez wysiłek

(usuwanie katabolitów),



sprawność procesów termoregulacji,



tolerancja zmian zmęczeniowych.

Pojęcia podstawowe.



Tolerancja wysiłku jest to zdolność realizacji pracy

fizycznej, od momentu pojawienia się niekorzystnych

zmian o charakterze psychicznym:



niechęci do realizacji wysiłku,



strachu, obawy przed wysiłkiem,

lub fizycznym:



bólu,



duszności,



kołatania serca,



nadmiernej potliwości,

do momentu konieczności zaprzestania wysiłku.



Tolerancja wysiłku osoby niepełnosprawnej jest to

zdolność realizacji wysiłku do momentu wystąpienia

niekorzystnych reakcji ze strony narządów lub

układów zajętych schorzeniem.

Pojęcia podstawowe c.d..

Czynniki warunkujące wydolność

fizyczną.



Sprawność funkcji zaopatrywania tlenowego.
O jakości tlenowego zaopatrywania mięśni decydują:



wielkość ciśnienia parcjalnego O

2

w powietrzu atmosferycznym,



prawidłowe parametry wentylacyjne płuc,



niezaburzona dyfuzja w płucach,



właściwe: wiązanie i transport tlenu z krwią,



wysoka różnica tętniczo-żylna (AVd).



Wielkość zasobów energetycznych
w mięśniach i innych tkankach:



ATP,



PCr,



mioglobina,



FFA,



glukoza,



tłuszcze,



białka.

Czynniki warunkujące wydolność

fizyczną c.d..

Energia przeznaczana jest głównie na utrzymanie

podstawowej przemiany materii i aktywność fizyczną.

Wielkość każdego z głównych elementów składnikowych

zapotrzebowania człowieka na energię zależy od wielu

czynników, w tym przede wszystkim od wieku, płci, stanu

fizjologicznego, wymiarów (masy i wielkości) oraz składu ciała

(proporcji pomiędzy beztłuszczową i tłuszczową masą ciała) i

w mniejszym stopniu od warunków klimatycznych.



Sprawność usuwania produktów przemiany materii, przede

wszystkim:



H

2

O,



CO

2

,



LA.



Sprawność procesów termoregulacji – usuwanie nadmiaru

ciepła z organizmu,



Tolerancja zmian zmęczeniowych.

Czynniki warunkujące wydolność

fizyczną

c.d..



Najważniejszym wyznacznikiem wydolności fizycznej w
zakresie przemian tlenowych jest zdolność do
maksymalnego pochłaniania tlenu – VO

2max.

Czynniki warunkujące wydolność

fizyczną.

c.d..

VO2max

(mL/min/kg)

Poziom wydolności fizycznej

80-60

doskonała

59-40

b. dobra

39-30

dobra

29-21

słaba

20-16

b. słaba

16-10

umiarkowana niewydolność krążenia

10-6

ostra niewydolność krążenia

poniżej 6

krytycznie ostra niewydolność

krążenia

Klasyfikacja wydolności ogólnej, w zależności od
maksymalnego pochłaniania tlenu.

Fazy wysiłku fizycznego, deficyt i dług tlenowy.



Każdy wysiłek fizyczny, niezależnie od przebiegu jego

realizacji, można podzielić na trzy etapy:



adaptacja do realizacji wysiłku,



stan równowagi czynnościowej,



okres restytucji powysiłkowej.

Fazy wysiłku fizycznego, deficyt i dług tlenowy
c.d..



Adaptacja do realizacji wysiłku – pierwszy okres po podjęciu pracy

fizycznej; charakteryzuje się niedostatecznym dostarczaniem tlenu w

stosunku do zwiększonych potrzeb, głównie ze strony pracujących

mięśni. Przy obciążeniach submaksymalnych trwa do kilku minut,

organizm pracuje w warunkach deficytu tlenowego. Służy

przystosowaniu struktury i funkcji organizmu do optymalnego zużycia

substratów energetycznych i tlenu w warunkach wysiłku fizycznego.



Stan równowagi czynnościowej, określanej również jako stan

równowagi fizjologicznej (steady state). W tym okresie następuje

ustalenie się równowagi pomiędzy zapotrzebowaniem na tlen a

możliwościami jego dostarczania. Stabilizują się parametry

krążeniowo – oddechowe; możliwość kontynuowania pracy w tym

okresie zależy od intensywności wysiłku.



Okres restytucji powysiłkowej. Jest to czas od zakończenia wysiłku do

momentu powrotu parametrów hemodynamicznych i wentylacyjnych

do wartości spoczynkowych (wyjściowych). Czas trwania jest zależny

od długości adaptacji i poziomu ustalenia się równowagi

czynnościowej. W tym okresie następuje „spłata” długu tlenowego,

zaciągniętego w czasie adaptacji.

Wydatkowanie energii w
organizmie.



Procesy metaboliczne

Procesy metaboliczne

(przemiany materii i energii z

(przemiany materii i energii z

wykorzystaniem tlenu)

wykorzystaniem tlenu)

są regulowane przez układ

są regulowane przez układ

dokrewny i

dokrewny i

nerwowy. Te układy powiązane ze sobą

nerwowy. Te układy powiązane ze sobą

czynnościowo zapewniają właściwe współdziałanie różnych

czynnościowo zapewniają właściwe współdziałanie różnych

tkanek i narządów oraz dostosowują aktywność wszystkich

tkanek i narządów oraz dostosowują aktywność wszystkich

narządów organizmu do wymagań środowiska

narządów organizmu do wymagań środowiska

wewnętrznego i zewnętrznego.

wewnętrznego i zewnętrznego.



Żywe komórki organizmu wykazują pełną aktywność tylko

Żywe komórki organizmu wykazują pełną aktywność tylko

w warunkach stałego zaopatrzenia w materiały budulcowe

w warunkach stałego zaopatrzenia w materiały budulcowe

i energetyczne, a mianowicie w białka, węglowodany, i

i energetyczne, a mianowicie w białka, węglowodany, i

tłuszcze oraz w takie substancje jak witaminy

tłuszcze oraz w takie substancje jak witaminy

i

i

składniki

składniki

.

.

Wydatkowanie energii w organizmie
c.d..

Reakcje metaboliczne dzieli się na anabolizm i katabolizm.



Utlenianie biologiczne, czyli spalanie substancji energetycznych

w organizmie, jest zespołem procesów biochemicznych, w

przebiegu których energia zawarta w substancjach pokarmowych

jest uwalniana w ilościach, które mogą być łatwo wykorzystane

przez organizm. Wszystkie reakcje chemiczne zachodzące w

organizmie, a związane z rozkładem ciał organicznych, są

połączone z wyzwalaniem energii i nazywane katabolizmem.



Katabolizm jest jedną stroną metabolizmu, którego drugą stronę

stanowi anabolizm, czyli syntetyzowanie przez organizm

skomplikowanych cząstek materii ze składników własnych i

dostarczanych z zewnątrz. Anabolizm jest konieczny do

rozbudowy organizmu i do odtwarzania starzejących się struktur

tkankowych.



Obejmuje on również tworzenie związków

wysokoenergetycznych. Wszystkie procesy anaboliczne, czyli

reakcje związane z tworzeniem substancji organicznych, są
połączone z pobieraniem energii.

Wydatkowanie energii w organizmie
c.d..



W zależności od typu reakcji, mających na celu
odtwarzanie ATP, wysiłki realizowane są w warunkach
tlenowych (aerobowych) lub beztlenowych
(anaerobowych).

Wydatkowanie energii w organizmie
c.d..



Udział poszczególnych źródeł energetycznych w
realizacji wysiłku zależy od intensywności i czasu
trwania obciążenia. Ich wykorzystanie związane jest z
rodzajem włókien mięśniowych, realizujących wysiłek
(białe beztlenowe, czerwone tlenowe).

Wydatkowanie energii w organizmie
c.d..

Klasyfikacja wysiłków fizycznych oraz ich zaopatrzenia energetycznego.

Czas

trwania

Rodzaj wysiłku

Energetyka

Kierunek

zmian

1- 4 sek.

beztlenowy

bezmleczanowy

ATP

spadek

poziomu ATP

4 - 20

sek.

beztlenowy

bezmleczanowy

ATP + CP

spadek

poziomu CP

20 - 45

sek.

beztlenowy

początek LA

ATP + CP glikog.

mięśni

spadek

poziomu ATP

45 - 120

sek.

beztlenowy - LA

glikog. mięśni

120 -

140 sek.

tlenowo

beztlenowy

glikog. mięśni

spadek

produkcji LA

240 - 600

sek.

tlenowy

glikog. mięśni +

tłuszcze

wzrost zużycia

WKT

wiele

godzin

tlenowy

zużycie WKT

Próg przemian beztlenowych.



U większości ludzi przemiany beztlenowe zaczynają istotnie się
nasilać (po pewnym czasie dominować) w trakcie wysiłków
powodujących wzrost częstości skurczów serca powyżej 170
ud./min..



Dzieje się tak w czasie podejmowania bardzo intensywnych
wysiłków, kiedy produkcja kwasu mlekowego (energetyczne
przemiany beztlenowe) powoduje wzrost jego koncentracji we
krwi powyżej 3,5-4 mM/L.

Fizjologiczne mechanizmy podnoszenia
wydolności fizycznej.



Zmiany potreningowe są korzystniejsze, jeżeli ćwiczenia
wykonują

grupy

mięśniowe

lepiej

wytrenowane

i

przygotowane do wysiłku.



W

treningu

osób

dorosłych

stosujemy

obciążenia

submaksymalne, testy o wzrastającym obciążeniu.
Kryterium granicznym są:



bóle mięśni,



obniżenie HR i BP,



potliwość,



zaczerwienienie skóry,



zmiany EKG (powyżej 40 lat kontrola EKG).



Trening statyczny nie zwiększa VO2max:



długotrwałe ćwiczenia statyczne poprawa 10%-15%,



kilkuminutowe ćwiczenia poprawa 30%,



duża intensywność ćwiczeń poprawa pow. 60%

Fizjologiczne mechanizmy podnoszenia
wydolności fizycznej c.d..



Trening dynamiczny kończyn górnych poprawia wydolność
do 60%-80% w stosunku do treningu izotonicznego kończyn
dolnych.



Ćwiczenia powinny angażować jak największą grupę mięśni.



Poprawa

VO

2

max

o

10

mL0

2

/kg/min

odpowiada

fizjologicznemu odmłodzeniu o kilka lat.



Zasady treningu:



w pierwszej kolejności doskonalimy wydolność, potem siłę
mięśni,



małe obciążenia - większa częstotliwość,



utrata wydolności w przebiegu hipokinezji jest szybsza niż jej
pozyskiwanie,



Efekt treningu: w pierwszej kolejności doskonalone są
mechanizmy obwodowe (mięśnie), w następnej mechanizmy
centralne (narządowe).

Fizjologiczne skutki obniżonej aktywności
fizycznej.



Osoby wytrenowane odbudowują wydolność w dłuższym okresie

czasu w porównaniu z osobami niewytrenowanymi. Skutki

hipokinezji są dla wytrenowanych bardziej dotkliwe niż dla

niewytrenowanych.



Najwyższy spadek wydolności obserwujemy w okresie pomiędzy

12 a 20 dniem hipokinezji; po 50 dniach unieruchomienia

wydolność fizyczna osiąga najniższy osobniczy poziom. 4-12

tygodni hipokinezji obniża V02max o 50%.



Spadek wydolności spowodowany jest głównie ograniczeniem

pojemności wyrzutowej serca, a w dalszej kolejności różnicą

tętniczo-żylną wysycenia krwi tlenem.



W procesie zapobiegania skutkom hipokinezji najistotniejsze

jest utrzymanie odpowiedniej intensywności ćwiczeń. Mniejsze

znaczenie mają czas i częstotliwość wykonywanego wysiłku.



Dolegliwą konsekwencją hipokinezji są zaburzenia

ortostatyczne związane z utratą wydolności i przemieszczaniem

się płynów. wewnątrzustrojowych.

Fizjologiczne skutki obniżonej aktywności
fizycznej c.d..

Wpływ 20-dniowej hipokinezji na stan wydolności fizycznej.

Wskaźniki

Kontrola

Hipokinezja

20dni

Ćwiczenia

60 dni

VO2max

(mL/kg/min)

43.00

31,8

51,1

HR

(ud./min.)

192.00

196.00

190.00

Q

(L/min).

20.00

14,8

22,8

SV

(mL)

104.00

74,2

120.00

Objęt. serca

(mL)

860.00

770.00

895.00

Specyfika wysiłków realizowanych poprzez
kończyny dolne i górne.



Praca kończyn górnych angażuje mniejszą masę mięśni, niż praca

kończyn dolnych. Wysiłek fizyczny w ćwiczeniu na ergometrze

ręcznym charakteryzuje się większym kosztem fizjologicznym w

porównaniu z pracą kończyn dolnych na ergometrze.



Porównanie pracy o takim samym obciążeniu, wykonanej prze

kończyny górne i kończyny dolne, wskazuje na wyższą względną

intensywność obciążenia kończyn górnych.



Podczas wykonywania za pomocą rąk pracy o takim samym

obciążeniu, jak za pomocą kończyn dolnych, na jednostkę masy

pracujących mięśni przypada większe obciążenie. Większe jest

pochłanianie tlenu wyrażone na 1 kg pracujących mięśni (VO2l/kg

pracujących mięśni).



Podczas wysiłków fizycznych wykonywanych przez kończyny

górne wzrost częstości skurczów serca (HR), ciśnienia tętniczego

krwi (BPI), wentylacji minutowej płuc (VE), stężenia mleczanu we

krwi (LA), są większe, a wzrost objętości wyrzutowej serca (SV)

jest mniejszy w porównaniu do wysiłków wykonywanych za

pomocą kończyn górnych.

Specyfika wysiłków realizowanych poprzez k.k.d. i
k.k.g. c.d..



Zagadnienie to ma ogromne znaczenie praktyczne -
wykonywanie wysiłków fizycznych o takim samym obciążeniu
przez różne grupy mięśniowe, w bardzo zróżnicowanym
stopniu obciąża organizm, a głównie układ krążenia.



To z kolei należy uwzględniać przy ustalaniu wskazań
dotyczących

pracy

zawodowej

i

innych

czynności

codziennych u ludzi z niewydolnością układu krążenia,
układu oddechowego, a także podczas zajęć rehabilitacyjnych
różnych grup mięśniowych.

Specyfika wysiłków realizowanych poprzez k.k.d. i
k.k.g. c.d..



Większy wzrost stężenia mleczanu we krwi, podczas pracy mniejszych grup mięśni, w

porównaniu do pracy wykonywanej przez większą grupę mięśni, wyzwala na drodze

odruchowej większe przyspieszenie czynności serca (wyższe HR) i powoduje większy

wzrost ciśnienia tętniczego krwi (BP) a mniejszą objętość wyrzutową serca (SV).



Na wielkość reakcji układu krążenia wpływa pozycja kończyn (rąk) podczas

wykonywania wysiłku fizycznego. Wykonywanie wysiłku fizycznego przy takim samym

obciążeniu, przy uniesieniu rąk powyżej poziomu ramion, obciąża układ krążenia w

większym stopniu niż wysiłek wykonywany bez unoszenia rąk (różnice w HR wynoszą

15-20/min.).



Większy wzrost stężenia mleczanów we krwi (LA) podczas pracy kończyn górnych

powoduje, że próg anaerobowy występuje przy niższych obciążeniach w porównaniu z

pracą kończyn dolnych. Natomiast osiągnięcie steady state wymaga dłuższego czasu

podczas pracy kończyn górnych (czasami wcale nie jest osiągane).

Specyfika wysiłków realizowanych poprzez k.k.d. i
k.k.g. c.d..

Reakcje fizjologiczne w pracy fizycznej kończyn górnych i dolnych podczas

takich samych obciążeń.

Parametry fizjologiczne

Kkg

Kkd

VO2max

niższe

wyższe

Próg mleczanowy (AT)

niższy

wyższy

Stężenie kwasu mlekowego

wyższe

niższe

Pojemność minutowa serca Q
L/min.

mniejs

za

większa

Objętość wyrzutowa serca (SV)

mniejs

za

większa

Stężenie katecholamin

wyższe

niższe

Poziom

częstości

skurczów

serca (HR)

wyższy

niższy

Wentylacja płuc (VE)

wyższ

a

niższa

Pochłanianie VO2 na 1 kg
mięśni

wyższe

niższe

Czas osiągnięcia steady-state

dłuższ

y

krótszy

Specyfika wysiłków realizowanych poprzez k.k.d. i
k.k.g. c.d..



Różnice w reakcjach fizjologicznych w pracy fizycznej
kończyn górnych i dolnych, podczas takich samych
obciążeń powodowane są przez:



różny skład włókien mięśniowych, reprezentowanych
w kończynach górnych i dolnych,



różny rodzaj pracy mięśniowej (rodzaj skurczów i
możliwości przerw w pracy),



różny typ reakcji energetycznych dla resyntezy ATP,



różnice w wentylacji płuc,



różnice w „napędzie” oddechowym (stabilizacja
obręczy kończyn),



różnice w dystrybucji i przepływie krwi,



różnice w wielkości parametrów hemodynamicznych.

Maksymalne zużycie tlenu w zależności od wieku.

Ocena reakcji organizmu na wysiłek
izometryczny.



Fizjologicznie, wysiłkami statycznymi są wysiłki angażujące

powyżej 70% siły mięśniowej. Takie zaangażowanie prowadzi do

pojawienia się zjawiska Valsalvy (próba wydechu przy zamkniętej

głośni), natomiast po wysiłku obserwujemy efekt Lindharda –

wzrost parametrów hemodynamicznych po zakończeniu pracy.



Wysiłki statyczne są częstą składową aktywności ruchowej

człowieka. Są to wysiłki o charakterze izometrycznym, gdzie

wzrastającemu napięciu zespołów mięśniowych nie towarzyszy, lub

w niewielkim zakresie pojawia się ruch.



Należą do nich najczęściej: utrzymywanie stabilizacji wymuszonej

postawy ciała, różnego rodzaju naciski nie powodujące

przesunięcia, przenoszenie lub podtrzymywanie ciężkich

przedmiotów itp..



Wraz ze wzrostem udziału komponenty statycznej, wzrasta

uciążliwość wykonywanej pracy oraz szybko pojawiają się objawy

zmęczenia. Wynika to przede wszystkim z utrudnienia przepływu

krwi przez pracujące zespoły dynamiczne (zwiększone napięcie

mięśni powodujące ucisk na naczynia krwionośne).

Ocena reakcji organizmu na wysiłek
izometryczny c.d..



Zaburzeniu ulega dowóz tlenu do pracujących
tkanek oraz usuwanie ciepła i produktów przemiany
materii (LA, CO

2

) czy jonów potasowych.



Powoduje to upośledzenie mechanizmu kurczliwości
mięśni oraz resyntezy energii. Wraz z wydłużaniem
czasu trwania wysiłku, pojawia się ból, co razem z
w/w wymusza zaprzestanie pracy.

Ocena reakcji organizmu na wysiłek
izometryczny c.d..



Możliwość kontynuowania wysiłku statycznego zależy od
procentowego zaangażowania mięśni w realizację
obciążenia, składu włókien mięśniowych (ST, FT) oraz od
możliwości siłowych zespołu dynamicznego.



Podczas

wysiłków

o

charakterze

izometrycznym

obserwuje się:



znaczne podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi (w tym
również

duży

wzrost

ciśnienia

rozkurczowego

spowodowany niezmienionym oporem naczyniowym),



wzrost częstości skurczów serca,

co w sumie daje większą objętość minutową serca.



Wzrost ten jest niewiele mniejszy w przypadku wysiłków
wykonywanych za pomocą niewielkich grup mięśniowych,
niż podczas wysiłków angażujących duże zespoły
dynamiczne.

Dystrybucja przepływu krwi w spoczynku i

wysiłku oraz różnica tętniczo –żylna (Avd).



W czasie wysiłków fizycznych anaerobowych przeważają
procesy energetyczne beztlenowe. Wysiłki aerobowe
charakteryzują się nasileniem przemian tlenowych,
natomiast w czasie wysiłków mieszanych występują okresy,
w których energia powstaje w czasie procesów
beztlenowych, i okresy, w których przeważają procesy
tlenowe lub jest jednoczesny udział obu tych procesów.



Podczas wysiłku fizycznego wzrasta zapotrzebowanie na
tlen. Poziom zużycie tlenu w czasie pracy zależy od jej
intensywności. W czasie wysiłków o maksymalnej mocy
aerobowej pochłanianie tlenu osiąga najwyższą
indywidualnie



Z chwilą rozpoczęcia pracy wzrasta pojemność minutowa
serca. Wzrost pojemności minutowej serca i częstości jego
skurczów jest wprost proporcjonalny do intensywności
wykonywanej pracy i pozioma zużycia tlenu.

Dystrybucja przepływu krwi w spoczynku i

wysiłku oraz różnica tętniczo –żylna (Avd).



Wraz ze wzrostem intensywności wysiłku wzrasta wykorzystanie tlenu z przepływającej przez mięśnie krwi, co powoduje wzrost różnicy tętniczo – żylnej wysycenia krwi

tlenem (Avd).

Przepływ krwi w czasie
wysiłku o różnej intensywności.
Zmiany AVd w zależności od wysiłkowego
pochłaniania tlenu.

Różnice fizjologiczne na wysiłek u kobiet i
mężczyzn.



W ostatnich czasach obserwujemy postępujące niwelowanie różnych

barier kulturowych, zawodowych i socjalnych, przejawiających się

dążeniem kobiet do pełnej emancypacji. Różnice dzielące obie płci

zostają powoli zacierane, również w sferze kultury fizycznej.



Wprowadzenie do sportu kobiecego boksu, kickboxingu, piłki nożnej,

podnoszenia ciężarów, skoku o tyczce, hokeja, triatlonu i innych

dyscyplin, które do tej pory były „zarezerwowane” dla mężczyzn,

stanowi problem natury fizjologicznej, w odniesieniu do wielkości

obciążeń i wydolności fizycznej.



Znane są różnice w zakresie wskaźników somatycznych i

morfologicznych między kobietami i mężczyznami. Różnice te odnoszą

się również do wieku rozwojowego, zachowując charakterystyczne dla

obu płci kierunki kształtowania poszczególnych cech fizycznych.



W odniesieniu do kobiet należy rozgraniczyć trzy etapy życia,

wpływające na poziom sprawności i wydolności fizycznej. Są to:



dziewczęta przed pokwitaniem i w okresie pokwitania,



kobiety w okresie dojrzałości płciowej,



kobiety w okresie przekwitania i menopauzy.

Różnice fizjologiczne na wysiłek u kobiet i
mężczyzn c.d..



W zakresie układu krążenia:



serce u kobiety jest przeciętnie o 10 – 15% mniejsze i lżejsze niż u

mężczyzny,



akcja serca w spoczynku (HR) jest o 10 – 15 uderzeń / min częstsza,



objętość wyrzutowa (SV) o 10 – 15 mL mniejsza,



pojemność minutowa (Q) o 0,3 – 0,5 L mniejsza,



przy wysiłku fizycznym pojemność minutowa serca kobiet wzrasta

przede wszystkim w wyniku przyspieszenia akcji serca, w

mniejszym zaś stopniu niż u mężczyzn w efekcie zwiększenia

objętości wyrzutowej.



W zakresie układu oddechowego:



rytm oddechowy kobiet w spoczynku jest większy niż u mężczyzn

(20 – 24/min),



pojemność życiowa płuc jest u kobiet o 1000 – 1500 mL mniejsza w

porównaniu z mężczyznami w tym samym wieku,



maksymalny pobór tlenu (VO2 max ) jest niższy u kobiet o ok. 500 –

1000 mL/min.

Różnice fizjologiczne na wysiłek u kobiet i
mężczyzn c.d..



Różnice te sprawiają, że podczas wysiłku fizycznego u kobiet

następuje większy wzrost rytmu oddechowego i HR, a w mniejszym

stopniu narasta ciśnienie tętnicze skurczowe i dłużej trwa proces

odnowy. Maksymalna wydolność aerobowa przeciętnej kobiety jest

mniejsza niż przeciętnego mężczyzny.



Korzystny wpływ treningu fizycznego na parametry krążeniowo-

oddechowe dotyczy obu płci - nie stwierdza się różnic między

kobietami a mężczyznami do tolerancji wysiłku fizycznego na dużych

wysokościach (hipoksja), a także w zakresie wysiłkowego wydatku

energetycznego. Kobiety charakteryzują się natomiast korzystniejszą

niż mężczyźni termoregulacją podczas obciążenia pracą w ciepłym

powietrzu.



Informacje na temat reakcji fizjologicznych kobiet na obciążenie

wysiłkiem fizycznym są znacznie skromniejsze, w porównaniu z

danymi dotyczącymi mężczyzn. Trudność stanowi fakt braku skali

odniesienia poziomu wydolności fizycznej kobiet w stosunku do

mężczyzn. Proponuje się porównywać zmienne fizjologiczne wyrażając

je w stosunku do: masy ciała, powierzchni ciała, beztłuszczowej masy

ciała, aktywnej masy mięśniowej.

Wydolnościowe testy fizjologiczne.

1. Testy bezpośrednie.



Są to testy, w przebiegu których uzyskujemy informacje o

parametrach - głównie krążeniowo oddechowych - w trakcie

trwania badania. W badaniach wysiłkowych najczęściej są to testy

o obciążeniach maksymalnych (realizowanych do odmowy osoby

badanej). Są to testy:



niebezpieczne,



drogie,



długotrwałe,



dokładne.

2. Testy pośrednie.



Są to testy, które na podstawie stosowania niewielkich obciążeń,

pozwalają z uzyskanych wyników wnioskować (przewidywać) o

wielkości parametrów maksymalnych. Są to testy:



bezpieczne,



tanie,



szybkie,



niedokładne.

Wydolnościowe testy fizjologiczne – bezpośrednie.

1. Ocena maksymalnego pochłaniania tlenu (VO

2max

).



Maksymalne zażycie tlenu jest jednym z najważniejszych kryteriów

przy badaniu wydolności fizycznej. Odzwierciedla ono w sposób

bardzo wiarygodny ogólną wydolność układu oddechowego, układu

krążenia oraz mięśni szkieletowych.



Za maksymalne zażycie tlenu przyjmuje się. największą ilość tlenu,

jaka zużywana jest w przeciągu minuty, przy największym wysiłku

fizycznym.



Maksymalne zużycie tlenu zależy od wieku, płci, czynników

konstytucjonalnych, a przede wszystkim od stanu wytrenowania.

Dlatego też badanie VO

2max

pozwala m.in. kontrolować skuteczność

stosowanych bodźców treningowych, a dalej oceniać stan.

wytrenowania. Dotyczy to szczególnie sterowania treningiem

wytrzymałościowym, gdzie w początkowym okresie stosowania

treningu uzyskuje się na ogół znaczny przyrost maksymalnego

pułapu tlenowego.



Metoda ta może być mało diagnostyczną w przypadku ludzi dobrze

wytrenowanych, osiągających dobre wyniki sportowe, kiedy w miarę

kontynuowania treningu przyrost wydolności ogólnej jest niewielki.

Wydolnościowe testy fizjologiczne – bezpośrednie
c.d..



Oznaczanie maksymalnego pułapu tlenowego metodą

bezpośrednią wymaga od osoby badanej rzetelnego wykonania

próby, a od zespołu badającego takiego zaprogramowania wysiłku,

aby było możliwe pełne rozwinięcie maksymalnych funkcji układu

krążenia i oddychania (osiągniecie zużycia O

2

o na maksymalnym

poziomie), przed wystąpieniem zmęczenia obwodowego

(niewydolności mięśniowej). Przyjmuje się, że czas wysiłku nie

może być krótszy niż 5-7 minut.



Praca może być wykonana na mechanicznej bieżni lub ergometrze

rowerowym (cykloergometrze). Właściwy wysiłek poprzedzony

powinien być 5-minutową rozgrzewką, wykonywaną w spokojnym

tempie.



W przypadku pracy na cykloergometrze osoba badana wykonuje

pracę fizyczną o stopniowo wzrastającej intensywności. Wielkość

obciążenia zwiększamy co 1 - 2 minuty, aż do momentu

indywidualnego wyczerpania - kiedy badany nie jest w stanie

kontynuować zadawanego wysiłku. Przy najwyższym obciążeniu

badany powinien kontynuować pracę przez pół, jedną, półtorej lub

dwie minuty.

Wydolnościowe testy fizjologiczne – bezpośrednie
c.d..



Jako wysiłek na bieżni mechanicznej można zastosować bieg ze stałą
prędkością , w którym obciążenie zwiększamy poprzez podniesienie
kąta nachylenia bieżni o 1° -2°, co 1 - 2 minuty, do momentu
przerwania pracy przez badanego. Prędkość przesuwu bieżni powinna
uwzględniać możliwości badanego i ogólnie przyjęte kryteria
rzetelności próby.



Zużycie tlenu ocenia się przy użyciu analizatorów gazowych.

Wydolnościowe testy fizjologiczne - pośrednie.

1. Test PWCx (130, 150, 170 ).



Stosowany od wielu lat test PWC

X

(Physical Working Capacity at

X

) pozwala określić hipotetyczną wartość mocy, która w czasie

wysiłku spowoduje ustalenie się równowagi fizjologicznej na

poziomie HR=X (130/min., 150/min., 170/min.). Należy on do

grupy testów pośrednich, gdzie wynik próby przewiduje się na

podstawie uzyskanych wartości submaksymalnych. W zakresie

przemian tlenowych wnioskowanie to oparte jest na ścisłej,

liniowej zależności pochłaniania tlenu i częstości skurczów

serca.



Wynik badania informuje o nieprzekraczalnej wartości

obciążenia (w watach), którą możemy zastosować w treningu.

Informacja uzyskana w wyniku badania PWC

X

daje możliwość

bezwzględnego określenia maksymalnej wartości obciążenia,

która nie spowoduje przekroczenia HR bezpiecznej.



Test składa się z dwóch wysiłków o charakterze wzrastającym,

prowadzących do uzyskania w wyniku próby steady state na

poziomie niższym niż 130/min.(150/min., 170/min.).

Wydolnościowe testy fizjologiczne – pośrednie
c.d..



Czas osiągnięcia równowagi czynnościowej może być

osobniczo zróżnicowany i powinien się zawierać w

przedziale 3-7 min.. W przypadku istotnego wydłużania się

tego czasu, test należy przerwać.

Wielkości obciążeń w

próbach stosowania testu PWC

170

, powinny być zbliżone do:



wartość pierwszego obciążenia 1W/kg masy ciała,



drugiego 1,5W/kg masy ciała.



Wartość PWC

X

wyliczana jest ze wzoru:

PWC

X

=N1+ (N2 – N1)/[(X1- f1)(f2-f1)]

, gdzie:

N1 - obciążenie pierwsze,
N2 - obciążenie drugie,
f1 - HR pierwsza,
f2 - HR druga,
X - poziom PWC.



Dla porównań międzyosobniczych, końcowy wynik PWCx dzielony jest przez należną masę ciała.
W przypadku stosowania testu PWC170 u dorosłych, istnieje możliwość estymowania wartości VO2max.

VO2max=1,7 PWC

170

+1240

Graficzne wyznaczanie wskaźnika PWC

X

Wydolnościowe testy fizjologiczne – pośrednie
c.d..

2. Test Ruffiera.



Próba Ruffiera jest jedną z najprostszych prób czynnościowych. Polega na ocenie wskaźnika,

obliczonego na podstawie częstości tętna, po wykonaniu 30 przysiadów. Zaletą jej jest to, że może być

przeprowadzona w każdych warunkach, nie wymaga skomplikowanego aparatorium, jest możliwa do

wykonania w krótkim czasie. Jednakże ocena czynności układu krążenia uzyskana za pomocą tej próby

nie jest w pełni obiektywna. Zmiany częstości skurczów serca pod wpływem czynników emocjonalnych

(szczególnie u dzieci) decydują w poważnym stopniu o wyniku próby, w której wysiłek jest krótki i

obejmuje wstępną fazę adaptacji układu krążenia do wysiłku.



Próba Ruffiera stosowana jest szeroko w badaniach selekcyjnych, przy naborze dzieci i młodzieży do

określonej dyscypliny lub do klas sportowych; jest dobrym wskaźnikiem informacyjnym w zakresie

tolerancji wysiłku w przypadku konieczności szybkiej oceny wydolności fizycznej dużej grupy osób.

Wydolnościowe testy fizjologiczne – pośrednie
c.d..



Jako wysiłek testowy badana osoba wykonuje 30 przysiadów

w ciągu 30 sekund. Pomiar częstości tętna odbywa się przez

15 sekund; uzyskany wynik przeliczamy na minutę.



Pomiary częstości tętna przeprowadzamy w pozycji siedzącej

w następującej kolejności:



w spoczynku,



bezpośrednio po zakończeniu wysiłku testowego,



po 1 minucie wypoczynku (od zakończenia przysiadów).



Na podstawie uzyskanych, wyników pomiarów obliczamy

wskaźnik Ruffiera wg wzoru:



gdzie:



P

1

- minutowa częstość tętna w spoczynku,



P

2

- minutowa częstość tętna bezpośrednio po próbie,



P3 - minutowa częstość tętna po 1 min wypoczynku.

Wydolnościowe testy fizjologiczne – pośrednie
c.d..



Uzyskane wyniki punktowe interpretuje się w następujący

sposób:

ocena bardzo dobra

- 0,0 pkt,

ocena dobra

- 0,1 - 5,0 pkt,

ocena średnia

- 5,1 - 10,0 pkt,

ocena słaba - 10,1 - 15,0 pkt.



Wartości wskaźnika tej próby u dzieci są nieco wyższe niż

przyjęte dla dorosłych ze względu na wyższe wartości HR w

spoczynku i w czasie wysiłków submaksymalnych. U dzieci

należy zwrócić uwagę na prawidłowe wykonanie

przysiadów, tzn., aby zgięcie i prostowanie w stawie

kolanowym odbywało się zawsze maksymalnie, a narzucone

tempo przysiadów (metronomem lub taktowanie głosem lub

trzymając za rękę) zostało bezwzględnie utrzymane.

Wydolnościowe testy fizjologiczne – pośrednie
c.d..

Koszt energetyczny wysiłku fizycznego.



W organizmie ludzkim trwa nieustająca przemiana i uwalnianie

energii, co razem nazywamy metabolizmem. Natężenie tych

procesów uzależnione jest od czynności mięśniowych i od

zespołu warunków, w jakich znajduje nie organizm.



Do pomiaru ilości energii zużywanej przez człowieka służą dwie

metody - metoda kalorymetrii bezpośredniej i pośredniej. Oparte

są one na następujących zasadach.



Całkowita energia zużywana przez ustrój na wykonanie pracy

mechanicznej i osmotycznej lub na syntezę chemiczną ulega

ostatecznej zamianie na ciepło. W ten sposób pomiar ciepła

wytwarzanego przez ciało jest miarą ogólnej przemiany

energetycznej człowieka (kalorymetria bezpośrednia).



Ponieważ energia dostarczana przez pokarmy jest

wykorzystywana w wyniku procesów utleniania, których

natężenie zależy od ilości tlenu dostarczanego z powietrza

atmosferycznego, stąd pomiar ilości tlenu z powietrza

zużywanego przez ustrój jest jednocześnie pomiarem przemiany

energetycznej ustroju (kalorymetria pośrednia).

Koszt energetyczny wysiłku fizycznego c.d..



Metoda analizy wymiany gazowej, to jest określenia zużycia tlenu

niezbędnego do utleniania pokarmów i wydalania CO

2,

, będącego

wraz z H

2

O końcowym produktem utleniania, stała sę podstawą

do badania kosztu energetycznego pracy.



Do pomiarów efektu kalorycznego tlenu wykorzystano tzw. iloraz

oddechowy - RQ (respiratory cuotient). Znaczenie ilorazu

oddechowego polega na tym, że na podstawia jego wielkości

możemy określić, w jakim stosunku biorą udział poszczególne

składniki pokarmowe w procesach oksydacyjnych. RQ umożliwia

również obliczenie ilości kalorii uwalnianych z 1 litra tlenu.



Wśród metod oceny wydatku energetycznego znane są metoda

kalorymetrii bezpośredniej i kalorymetrii pośredniej w układzie

zamkniętym i otwartym. W praktyce sportowej znalazła

zastosowanie przede wszystkim metoda badania zużycia tlenu

systemem otwartym.



Badanie polega na zbieraniu w czasie pracy fizycznej powietrza

wydechowego, co pozwala obliczyć ilość zużytego tlenu i

wydalanego CO

2

o, a dalej ilość zużycia energii w kaloriach.

Koszt energetyczny wysiłku fizycznego c.d..



Nasilenie procesów metabolicznych zależy od aktywności

organizmu, wielkość przemiany materii podczas pracy zależy

od jej charakteru, czasu, trwania i intensywności; od płci

osoby badanej, jej wieku oraz wytrenowania.



Ilość energii zużywanej podczas pracy nazywamy

czynnościowym wydatkiem energetycznym, który będzie

uwzględniał jednocześnie wielkość podstawowej przemiany

materii oraz wydatek energetyczny, powstający pod

wpływem obciążenia pracą fizyczną (wysiłkiem fizycznym).



Stwierdzenie dużej zależności fizjologicznych zmian w

organizmie podczas pracy, od intensywności tej pracy, stało

się podstawą zastosowania badań wydatku energetycznego

jako miernika "ciężkości" poszczególnych rodzajów wysiłku

fizycznego.



Może też obliczenie energetycznego kosztu wysiłku służyć

m.in. do określenia zapotrzebowania energetycznego, w

postaci podawanych pokarmów.

Teorie zmęczenia.



Zmęczenie definiowane jest jako zespół procesów powodujących

zmiany w metaboliźmie, które wymuszają zaprzestanie czynności

(dotyczy to zarówno wysiłków fizycznych jak i psychicznych).

Stanowi mechanizm zabezpieczający organizm przed

nadmiernym wysiłkiem a tym samym przed nadmiernym

zaburzeniem homeostazy ustroju. Podstawowa klasyfikacja dzieli

rodzaje zmęczenia na psychiczne i fizyczne.



Zmęczenie fizyczne jest stanem fizjologicznym objawiającym

się przejściowym zmniejszeniem sprawności ruchowej

organizmu, spowodowane jest intensywną pracą mięśni, w

następstwie której zachodzą określone zmiany biochemiczne.

Zmiany czynnościowe dotyczą także układu nerwowego i

humoralnego przez co zakłócona zostaje homeostaza.



Najczęściej spotykana klasyfikacja zmęczenia fizycznego

wyodrębnia następujący podział:



zmęczenie ostre i przewlekłe,



zmęczenie centralne i obwodowe,



zmęczenie lokalne i ogólne.

Teorie zmęczenia c.d..



Zmęczenie ostre pojawia się w trakcie wykonywania bardzo
intensywnego wysiłku w krótkim czasie (duża moc pracy).
Powoduje to ustalenie metabolizmu energetycznego w
zakresie przemian beztlenowych i intensywną produkcję i
kumulację kwasu mlekowego. Następuje istotne przesunięcie
równowagi kwasowo-zasadowej ustroju w kierunku obniżenia
pH (problemy z przewodnictwem synaptycznym), a skutkiem
ostrego niedotlenienia jest silny ból mięśniowy.



Zmęczenie przewlekłe jest powodowane zespołem procesów
prowadzących do zubażania zasobów energetycznych,
koniecznych do pracy mięśni. Prowadzi to do zespołów
wyczerpania, określanych jako przetrenowanie.



Zmęczenie centralne powodowane jest zaburzeniami funkcji
sterujących narządem ruchu (układ nerwowy). Może
pojawiać się w przebiegu zarówno zmęczenia ostrego jak i
przewlekłego.

Teorie zmęczenia c.d..



Zmęczenie obwodowe dotyczy tkanki mięśniowej. Przyczynami

warunkującymi ten stan są:



niedotlenienie pracujących tkanek,



gromadzenie się metabolitów beztlenowej przemiany materii,



wyczerpanie się zasobów glikogenu w mięśniach,



odwodnienie miocytów,



przesunięcia jonowe,



hipoglikemia.



Subiektywnym objawem zmęczenia jest znużenie. Stopień znużenia

najczęściej odpowiada rzeczywistemu obniżeniu zdolności do ruchu i

pracy fizycznej, jego natężenie warunkowane jest czynnikami

psychicznymi.



Przedstawione poniżej teorie nie wyjaśniają w pełni przyczyn

zmęczenia. Obecnie dominuje koncepcja syntetycznego podejścia do

procesu zmęczenia, tzn. wyjaśniania jego przyczyn za pomocą

wszystkich teorii. Wraz z rozwojem biologii molekularnej pojawiają

się kolejne teorie zmęczenia (teoria dehydratacji, elektrolitowa,

mediatorowa, łańcuchowa - wzajemnych powiązań), rozpatrujące ten

proces na poziomie cząsteczkowym.

Teorie zmęczenia c.d..



Teoria wyczerpania (Verworn`a i Schiff`a) : zmęczenie jest następstwem

zużycia materiałów energetycznych w pracującym mięśniu. Badania

wykazały, że zmęczenie mięśnia pojawia się przed wyczerpaniem się

substancji energiodajnych (glikogenu, glukozy).



Teoria zakwaszenia (Pflüger`a) – zmęczenie jest wynikiem nagromadzenia

się metabolitów przemian beztlenowych (kwasy, kreatyna, dwutlenek

węgla.



Teoria neurogenna (Pawłowa, Sjeczenowa, Orbelli`ego i Krestownikowa)

– zmęczenie jest efektem znużenia nerwowego i zahamowania

przekaźnictwa nerwowego oraz nerwowo-mięśniowego. Stan zmęczenia

jest wywołany zmianami głównie w układzie nerwowym. Duży udział w

rozwoju zmęczenia bierze kora mózgowa i wegetatywny układ nerwowy.



Teoria zatrucia – zmęczenie jest rezultatem nagromadzenia się w

pracującym mięśniu swoistych toksyn zmęczenia. Obecnie teoria ma

historyczne znaczenie, bowiem obok typowych i znanych metabolitów nie

wyodrębniono przewidywanych toksyn zmęczenia z mięśni intensywnie

pracujących.



Teoria niedotlenienia – zmęczenie mięśnia podczas pracy jest wywołane

narastającym niedotlenieniem (hipoksja w mięśniu) z powodu intensywnego

wykorzystywania tlenu do oddychania wewnątrzkomórkowego.

Objawy nietolerancji wysiłku.



Pojawiające się na pewnym etapie realizacji pracy fizycznej

objawy zmęczenia, w sposób obiektywny lub subiektywny

wymuszają zaprzestanie wysiłku. Określa się to mianem kresu

tolerancji wysiłku. Prawidłowe rozpoznanie tych objawów

pozwala na zachowanie bezpieczeństwa w trakcie ćwiczeń

fizycznych i badań wydolności.



Pojawienie się w trakcie obciążeń fizycznych objawy

nietolerancji wysiłku, często są wskazaniem do przerwania

pracy. Do podstawowych należą:



brak wzrostu lub spadek wartości częstości skurczów serca

(ciśnienia tętniczego) przy stałym lub rosnącym obciążeniu,



ból mięśniowy, ból w klatce piersiowej, sztywnienie mięśni,



blednięcie powłok skórnych powiązane z nadmierną potliwością

(tzw. „zimny” pot),



problemy z oddychaniem (duszność),



kołatanie serca,



problemy z kontaktem słownym.

Superkompensacja i przetrenowanie.



Na jakość treningu (podnoszenia wydolności fizycznej) bezpośredni
wpływ ma racjonalne stosowanie następujących po sobie okresów
obciążeń fizycznych (wysiłków) i przerw (restytucji).



Zbyt duże i częste obciążenia, z jednoczesnym skracaniem okresów
restytucji, powoduje powstawanie zespołów wyczerpania
(przetrenowania, zmęczenia przewlekłego).

Superkompensacj
a

Glikogen

czas

Przetrenowani
e

Dziękuję za
uwagę.