Wydolność fizyczna

Anna Czajkowska

Definicja wydolności

Zdolność do wykonania długotrwałego lub ciężkiego wysiłku,

z udziałem dużych grup mięśniowych,

bez większych zmian homeostazy,

po zakończeniu którego następuje szybki powrót do wartości spoczynkowych.

Czynniki kształtujące wydolność fizyczną

• Cechy wrodzone organizmu np.:płeć, budowa ciała, skład ciała, budowa i rodzaj mięśni, wielkość serca i płuc, koordynacja ruchowa. (80%)

• Czynniki środowiskowe np.: wiek, styl życia, trening, dieta. (20%)

Odpowiedz fizjologiczna organizmu na wysiłek zależy od wzrostu zapotrzebowania na energię

Ilość energii powstającej w czasie przemian biochemicznych jest proporcjonalna do:

Ilości ciepła wytworzonego w czasie procesów.

Ilości tlenu zużytego w czasie przemian.

Najlepszym wskaźnikiem wydolności jest maksymalne zużycie tlenu -
Vo₂ max

Jest to ilość tlenu zużywana przez organizm w czasie maksymalnego wysiłku o charakterze ogólnym w czasie jednej minuty.

Wartości średnie u dorosłych

1,5L/min. - 6L/min.

15 ml/kg/min - 85 ml/kg/min

(osoby z chorobami układu krążenia i oddechowego - wytrenowani sportowcy)

Maksymalny pobór tlenu jest wartością stałą dla danej jednostki.

Może ulegać odchyleniu pod wpływem różnych czynników np.: treningu, unieruchomienia, innych zmian patologicznych.

Wielkość Vo_{2 max} zależy od_:

• Maksymalnej wentylacji i pojemności dyfuzyjnej płuc,

• Objętości i pojemności tlenowej krwi,

• Maksymalnej pojemności minutowej serca,

• Różnicy tętniczo-żylnej zawartości tlenu we krwi,

• Wykorzystania źródeł energetycznych,

• Utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego

Ocena wydolności

• Jednym z podstawowych zadań fizjologii wysiłku jest ocena wydolności fizycznej.

• Narzędziami stosowanymi w tym celu są testy czynnościowe

Wydolność fizyczną ocenia się w celu:

• Oceny wydolności w sporcie,

• Oceny przydatności do wykonywania zawodu,

• Oceny postępów w wyniku treningu,

• oceny intensywności wysiłku przy którym nie występują zaburzenia w działaniu układu krążenia i oddychania,

• W diagnostyce lekarskiej (ocena postępów w rehabilitacji).

Stosowane testy muszą charakteryzować się :

• Trafnością,

• Rzetelnością,

• Specyficznością,

• Obiektywnością,

• Standaryzacją.

Przy zastosowaniu testów wymaga się aby nie występowały żadne przeciwwskazania

Metody oceny wydolności

• Metoda bezpośrednia - polega na pomiarze poboru tlenu w czasie pracy dynamicznej o wzrastającym obciążeniu, w momencie osiągnięcia pracy maksymalnej występuje maksymalny pobór tlenu Vo₂ max.

• Metody pośrednie - polegają na pomiarze częstości skurczów serca ze stanu równowagi czynnościowej i prognozowaniu wartości Vo₂ max z odpowiednich nomogramów lub wzorów.

Pomiar bezpośredni Vo_{2 max}

• Polega na analizie wydychanego powietrza podczas wysiłku o maksymalnej intensywności.

• Zastosowany wysiłek musi pozwolić na stopniową i pełną adaptację organizmu do maksymalnej intensywności.

Schemat doświadczenia przy pomiarze bezpośrednim Vo_{2 max}

Pośrednie metody oceny wydolności

• Polegają na wykonaniu wysiłku submaskymalnego.

• Opierają się na obserwacji częstości skurczów serca w stanie równowagi fizjologicznej.

• Autorzy przy konstrukcji testu wykorzystali zależność pomiędzy częstością skurczów serca a intensywnością wysiłku.

Test Astranda- Ryhming

• Próba polega na wykonaniu wysiłku fizycznego na cykloergometrze lub stopniu.

• Czas trwania wysiłku 5-7 minut, do uzyskania stanu równowagi fizjologicznej.

• Obciążenie należy dobrać tak, aby HR w stanie równowagi czynnościowej było w przedziale 130-150 ud/min.

Nomogram
Astranda-
Ryhming

Klasyfikacja wydolności fizycznej wg Astranda

Test Margarii

• Test wykonuje się na stopniu

• Polega na wykonaniu dwóch wysiłków o różnej intensywności do uzyskania stanu równowagi fizjologicznej (5 min.)

• Rejestrujemy wartość tętna w 5 minucie każdego wysiłku.

• Wartość Vo_{2 max} odczytujemy z nomogramu

Nomogram
Margarii

Test PWC₁₇₀

• Próba polega na wykonaniu dwóch wysiłków o różnej intensywności na cykloergometrze rowerowym

• Rejestrujemy częstość skurczów serca po 5 minutach wysiłku ( w stanie równowagi fizjologicznej)

• Wykreślamy zależność pomiędzy HR ze stanu równowagi czynnościowej a zastosowanym obciążeniem

Graficzne wyznaczenie wskaźnika PWC₁₇₀

Testy wysiłkowe polegające na ocenie zmian powysiłkowych

• Polegają na obserwacji zmian tętna lub ciśnienia tętniczego po zakończeniu wysiłku lub ocenie czasu restytucji powysiłkowej.

• Czynnościowe próby powysiłkowe:

• Ruffiera

• Martineta

• Harwardzka

Test Ruffiera

• Jeden z najprostszych testów,

• Polega na obliczeniu wskaźnika z wartości tętna po wykonaniu 30 przysiadów w czasie 1 minuty,

• Pomiary tętna w pozycji siedzacej:

P1 - w spoczynku,

P2 - natychmiast po wysiłku,

P3 - po pierwszej minucie wypoczynku,

• Uzyskane wyniki podstawiamy do wzoru,

Test Ruffiera cd..

Test Harwardzki

• Próba prosta do wykonania, ale charakteryzująca się znacznym stopniem obciążenia wysiłkiem

• Polega na wchodzeniu na stopień (51 cm dla mężczyzn i 46 cm dla kobiet) w rytmie 30 wejść na minutę

• Po zakończeniu wysiłku trzy razy w odstępach minutowych mierzymy tętno po 30 sekund.

• Uzyskane wyniki podstawiamy do wzoru

Test Harwardzki cd..

Test Martineta

• Próba oceniająca czas restytucji i charakter reakcji na wysiłek,

• Na początku próby po 10 min leżeniu pomiar tętna i ciśnienia tętniczego,

• Wysiłek polega na wykonaniu 40 przysiadów w minutę

• Po wysiłku badany przyjmuje pozycje leżącą i mierzone jest tętno i ciśnienie tętnicze co 30 sekund

Próba Martineta cd.

• W reakcji normotonicznej czas restytucji nie powinien przekroczyć 3 min.Zmiana tętna powinna być w granicach 20-30 ud/min a ciśnienia skurczowego 10-20 mm Hg

• W reakcji hipertonicznej obserwuje się większy wzrost ciśnienia i tętna niż w reakcji normotonicznej

• W reakcji hypotonicznej obserwuje się dużo wyższy wzrost tętna przy nieznacznym wzroście ciśnienia skurczowego

Wskaźniki wydolności

• Vo₂ max,

• HR ze stanu równowagi fizjologicznej,

• Wartość PWC_170,

• Zmiany HR obserwowane po wysiłku,

• Czas powrotu do wartości spoczynkowych po wysiłku.

Czynnikami kształtującymi wydolność są przede wszystkim czynniki warunkujące transport tlenu i metabolizm

• Sprawne funkcjonowanie układu krążenia (pojemność wyrzutowa serca),

• Pojemność tlenowa krwi i wielkość przepływu przez tkanki,

• Liczba kapilar w tkance mięśniowej,

• Rodzaj tkanki mięśniowej (ilość mioglobiny, aktywność enzymów zasoby glikogenu),

• Sprawność mechanizmów buforujących organizmu,

• Termoregulacja.

Wiek jako czynnik determinujący wydolność, przyczynia się do zmian masy i siły mięśniowej

• W dzieciństwie i wczesnej młodości ilość masy mięśniowej zwiększa się wraz ze wzrostem organizmu,

• W wieku 25-50 lat zachodzące stale procesy degradacji i syntezy białek mięśniowych pozostają w równowadze, masa mięśniowa nie zmienia się,

• Powyżej 50 roku życia obserwowany jest stały ubytek masy mięśniowej około 1-2% rocznie.

Sarkopenia -. zmniejszanie się ilości włókien, zwłaszcza szybkich, zmniejszanie się przekroju poprzecznego włókien mięśniowych, obniżanie się poboru tlenu.

Przyczyny obniżenia się maksymalnego poboru tlenu:

• Zmniejszenie wydolności układu krążenia,

• Zmniejszenie masy mięśniowej,

• Zmniejszenie aktywności enzymów mitochondrialnych.

Czynniki odgrywające rolę w mechanizmach prowadzące do zmniejszenia masy i siły mięśniowej:

• Brak regularnej aktywności fizycznej,

• Zmiany w metabolizmie białek mięśniowych,

• Zmiany w układzie hormonalnym,

• Zmiany w układzie nerwowym,

• Stres oksydacyjny.

Zmiany w metabolizmie białek mięśniowych

• Tkanka mięśniowa ulega stałej przebudowie, codziennie 8-12% ulega degradacji a następnie resyntezie.

• Do resyntezy białek mięśniowych 20-30% aminokwasów pochodzi z diety.

• Gdy zachwiana równowaga między degradacją a syntezą, zmniejsza się przede wszystkim liczba jednostek szybkich,

a w ramach kompensacji dochodzi do przerostu jednostek wolnych.

Zmiany w układzie hormonalnym

• Insulina,

• Testosteron,

• Hormon wzrostu,

• Insulinopodobny czynnik wzrostu.

Wszystkie wymienione czynniki nasilają syntezę białek mięśniowych, spadek ich poziomu wpływa na występowanie sarkopenii.

Zmiany w układzie nerwowym
Stres oksydacyjny

U osób starszych obserwuje się zmniejszenie ilości motoneuronów w rogu przednim rdzenia kręgowego.

Z wiekiem zwiększa się wytwarzanie wolnych rodników tlenowych, które odpowiadają między innymi za oksydację białek. Białka oksydowane tracą zdolności kurczliwe.

Wydolność dzieci

• Wydolność fizyczna zwiększa się w okresie od 6 roku życia do osiągnięcia dojrzałości

• Wzrost wydolności nie jest liniowy i zależy od nierównomiernego przebiegu rozwoju różnych układów

• Przyczyny mniejszej wydolności dzieci: mniejsza kurczliwość mięśnia sercowego, mniejsza objętość krwi krążącej, typowy dla wieku dziecięcego metabolizm.

Koszt energetyczny wysiłków

• W jakim celu określamy koszt:

• Określenie zapotrzebowania energetycznego

• Określenie objętości wysiłku

• Dopasowanie spożycia kalorii do trybu życia

Koszt energetyczny wysiłków

Wyliczenie ilości energii zużywanej podczas pracy

KE = Σ VO₂ wys. + Σ VO₂ wyp. - VO₂ sp.

gdzie:

KE - koszt energetyczny

Σ VO₂ wys. - zużycie tlenu w czasie pracy

Σ VO₂ wyp. - zużycie tlenu w czasie wypoczynku

VO₂ sp. - spoczynkowe zużycie tlenu

Wydatek energetyczny podczas różnych czynności ruchowych

Wydatek energetyczny w różnych dyscyplinach sportowych

---