Pracownia Diagnostyki Czynnościowej
Zakład Fizjologii, Katedra Biologicznych Podstaw Rehabilitacji
Wydział Rehabilitacji
Akademia Wychowania Fizycznego Józefa Piłsudskiego w Warszawie
Badanie wpływu wysiłku fizycznego na parametry
czynnościowe układu krążenia za pomocą próby Martineta.
Martyna Sawicka
studia I-go stopnia
II rok gr. 2b
opiekun dr Andrzej Magiera
Adaptacje układu krwionośnego stanowią szereg zmian przystosowujących organizm do funkcjonowania w określonych warunkach. Zauważalne jest to zarówno w czasie spoczynku jak i w momencie wzmożonego wysiłku, przy czym intuicyjnie można przewidzieć że w czasie treningu procesy adaptacyjne ulegną wzmocnieniu, a oznacza to wzrost zapotrzebowania metabolicznego, przede wszystkim w mięśniach szkieletowych. Wzmożone zapotrzebowanie na ATP stymuluje działanie centralnej pompy i wpływa na wartości parametrów hemodynamicznych do których należą: częstość akcji serca (HR) – liczb skurczów na minutę, objętość wyrzutowa (SV) – objętość krwi wyrzucona podczas jednego uderzenia serca, ciśnienie krwi o dwóch składowych (ciśnienie skurczowe, ciśnienie rozkurczowe), pojemność minutowa serca.
Najłatwiejszy do zmierzenia wskaźnik HR wzrasta niemal natychmiast po rozpoczęcie pracy i stabilizuje się na poziomie odpowiadającym intensywności pracy lub osiąga maksymalną wielkość. Ciśnienie tętnicze skurczowe zwiększa się w czasie wysiłków dynamicznych, natomiast ciśnienie rozkurczowe wykazuje tylko nieznaczne zmiany. Reakcje są podyktowane zmianami aktywności autonomicznego układu nerwowego serca i naczyń krwionośnych, działaniem hormonów (aminy katecholowe, kortyzol, wazopresyna), pompy mięśniowej, pompy oddechowej, oddziaływaniem czynników na naczynia krwionośne narządów.
Analiza parametrów pozwala określić poziom wydolności organizmu oraz możliwości zastosowania obciążeń treningowych. Próba Martineta jest jednym z po wysiłkowych badań, zaliczanym do badań masowych, w którym za pomocą łatwo dostępnych środków można określić wartości podstawowych parametrów hemodynamicznych (HR, BPs, BPd) a następnie analizować ich zachowanie podczas okresu odpoczynku po wykonanym wysiłku.
Cel
Celem badania jest określenie typu reakcji krążenia w przebiegu zastosowanej próby oraz czasu powrotu wartości HR oraz BPs BPd do wartości spoczynkowych.
Jeśli chodzi o typy reakcji to można się spodziewać reakcji zarówno prawidłowych (normotonicznych) tzn.:
•
częstość skurczów serca nie wzrośnie więcej niż 20 – 30 uderzeń/min,
•
ciśnienie skurczowe wzrasta o 10 – 20 mmHg,
•
ciśnienie rozkurczowe pozostanie bez zmian lub zmiana będzie nieznaczna,
•
parametry hemodynamiczne wrócą do wartości spoczynkowych w ciągu 3 min,
jak i reakcji niekorzystnych:
DYSTONICZNA – wzrost HR, BPs, spadek BPd
HIPERTONICZNA – wzrost HR, BPs
ASTENICZNA – wzrost HR, nieznaczna zmiana BPs, BPd.
Przedłużenie czasu powrotu do wartości spoczynkowych zdarza się w stanach patologicznych i może być wynikiem nadczynności tarczycy, przetrenowania lub określonymi stanami emocjonalnymi.
Materiał i metody.
Do próby przystąpiły dwie osoby, kobieta (M.S.) oraz mężczyzna (W.S.) , z którymi został
przeprowadzony wywiad dotyczący parametrów antropometrycznych (informacje umieszczono w Tabeli1.), stanu zdrowia, aktywności fizycznej w ostatnim czasie, stopniu zmęczenia oraz stanu emocjonalnego. Wstępny wywiad nie wskazywał na istnienie przeciwwskazań do podjęcia wykonania próby zaplanowanej na 8.03.2011 pomiędzy godziną 11:30 a 13:00.
Do badania przygotowano metronom, za pomocą którego nadawane jest tempo wykonywanego ćwiczenia, dwa zegarki do pomiaru czasu, automatyczny aparat (ciśnieniomierz) do pomiaru parametrów hemodynamicznych, dwie leżanki. Grupę studentów podzielono na dwa zespoły w których wyznaczono osobę do pomiaru czasu, do odczytywania parametrów hemodynamicznych, do zapisywania pomiarów, do pomocy i asekuracji osobie badanej.
1. Osoba badana wchodzi do sali i natychmiast układa się na leżance pozostając 10 min w pozycji spoczynkowej, leżenie tyłem (czas ten może być dłuższy), w tym czasie badany otrzymuje wskazówki dotyczące próby. Ma wykonać 40 głębokich przysiadów (nie odrywając stóp od podłoża, maksymalnie zgięte kolana- ruch w dół, maksymalny wyprost kolan ruch w górę) w tempie 1 przysiad na sekundę. Metronom ustawiony na 120 uderzeń w ciągu minuty. Osobie badanej zakłada się aparat do pomiaru ciśnienia z zastrzeżeniem iż wykonuje ona próbę bez zdejmowania mankietu, trzymając aparat w ręce ( skraca to czas wykonania pierwszego pomiaru po wykonaniu zadania).
2. Dokonujemy pomiaru parametrów hemodynamicznych w spoczynku przed wykonaniem zadania co pozwala podjąć ostateczną decyzję o dopuszczeniu osoby badanej do wykonania próby (wyniki umieszczono w Tabeli2.) oraz uzyskać dane porównawcze do analizy zmiany tychże parametrów.
3. Osoba badana wykonuje zadanie dopingowana i kontrolowana przez wyznaczonego pomocnika, który głośno odlicza liczbę przysiadów. W momencie rozpoczęcia ćwiczenia zostaje uruchomiony stoper.
4. Natychmiast po wykonaniu zadania osoba badana przyjmuje pozycję spoczynkową, dokonywany jest pomiar parametrów hemodynamicznych. Pomiar musi być wykonany natychmiast ponieważ zmiany parametrów zachodzą bardzo szybko. Osoba wyznaczona włącza aparat pomiarowy.
5. W kolejnych odstępach czasu przeprowadzane są pomiary aż do momentu gdy parametry hemodynamiczne osoby badanej osiągną wartość parametrów spoczynkowych. Należy zanotować wartość parametru oraz czas pomiaru (wyniki zestawiono w Tabeli3. ).
Tabela1. Parametry antropometryczne, informacje o stanie zdrowia i aktywności osób badanych.
Osoba Płeć
Wiek
Masa ciała Wysokość ciała Aktywność fizyczna
Stan
badana (K/M)
(lata)
(kg)
(cm)
zdrowia
M.S.
K
21
58
166
Aktywny tryb życia, biegi, b. dobry
taniec, siłownia
W.S.
M
24
81
190
Były koszykarz, student b.dobry
Wydziału W-F AWF
W-wa
Wyniki badania.
Podczas pomiaru parametrów w pozycji spoczynkowej stan kobiety uczestniczącej w badaniu nie wywoływał obaw, osoba mogła podejść do próby. Natomiast stan parametrów mężczyzny zdecydowanie odbiegał od reguł bezpiecznego przeprowadzania próby wysiłkowej. W
związku z tym decyzją grupy wyznaczono dłuższy czas leżenia i dalsze monitorowanie parametrów, a po ustaleniu odpowiedniej wartości zdecydowano o podejściu badanego do próby.
Kobieta wykonywała ćwiczenie zgodnie z tempem metronomu, dynamicznie, nie pojawiły się niepokojące objawy natomiast u mężczyzno tempo było trochę wolniejsze od dyktowanego przez metronom, ale próba przebiegła bez niepokojących epizodów. W obu przypadkach wartość HR nie powróciła do wartości zanotowanej w stanie spoczynkowym przed wykonaną próbą. Zanotowano znaczne obniżenie parametru BPd, który teoretycznie powinien pozostać bez zmian lub ewentualna zmiana powinna być nieznaczna.
Rejestrowano kolejno parametry spoczynkowe, parametry tuż po prowokacji wysiłkowej oraz parametry w czasie restytucji aż do momentu powrotu parametrów do wartości spoczynkowych.
Wyniki umieszczono w Tabeli3 oraz sporządzono wykresy zmian parametrów w czasie.
Tabela2. Parametry hemodynamiczne spoczynkowe, tuż po wykonaniu próby oraz czas restytucji.
Osoba
BPs/BPd
HR
Bps/BPd
HR
Czas
HR
dla
badana
spoczynkow spoczynkow po wysiłku
tuż
po restytucji
czasu
e
e
(mmHg)
wysiłku
(min)
restytucji
(mmHg)
(ud/min)
(ud/min)
(ud/min)
M.S.
118/69
72
154/89
127
7,2
82
W.S.
127/76
86
159/82
139
7,18
110
Tabela3.Zarejestrowane parametry hemodynamiczne po wykonanej próbie badanych M.S. oraz W.S.
czas(min) HR(ud/min)M.S. BPs (mmHg)M.S.
BPd(mmHg)M.S.
czas(min) HR(ud/min)W.S. Bps(mmHg)W.S.
Bpd(mmHg)W.S
0,39
127
154
89
0,48
129
159
82
0,58
101
153
85
1,29
118
129
70
1,51
90
148
74
2,21
115
148
70
2,36
82
134
65
3,07
112
142
69
3,28
82
134
69
3,53
109
116
64
4,13
89
130
72
4,45
108
113
60
5,02
82
123
65
5,42
110
135
64
5,5
85
122
65
6,31
110
112
63
6,34
82
120
67
7,18
110
127
69
7,2
82
116
66
8,04
111
125
65
8,04
80
117
66
8,53
110
121
62
8,5
81
119
66
9,38
108
125
65
9,36
80
121
66
10,4
107
128
67
10,27
81
121
63
11,21
105
124
67
11,14
89
125
49
12,11
104
123
69
Zmiany HR w jednostce czasu (M.S. W.S.)
140
130
120
110
]in
/m
100
HR (M.S.)
d
HR (W.S.)
[uR 90
H
80
70
60
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
czas [min]
Zmiana BPd oraz BPs w jednostce czasu (M.S.)
160
140
]g 120
Hm
100
BPs (M.S.)
[msP
Bpd(M.S.)
/B
80
dPB
60
40
0
1
2
3
4
5
6
7
8
czas [min]
Zmiana BPd oraz BPs w jednostce czasu (W.S.)
180
160
140
]gHm 120
Bps(W.S.)
[ms 100
P
Bpd(W.S.)
/BdP 80
B
60
40
0
2
4
6
8
10
12
14
czas [min]
M.S.
Na podstawie zmierzonych parametrów stwierdzono że osoba badana wykazała się reakcją hipertoniczną na zadany wysiłek. Znaczna różnica HR w spoczynku i tuż po wysiłku (55 ud/min) oraz towarzyszący mu duży wzrost ciśnienia skurczowego (36 mmHg) przekraczają normy, które podaje literatura, przypisane typowi normotonicznemu. Dodatkowo zaobserwowano długi czas restytucji (7,2 min) oraz wzrost ciśnienia rozkurczowego (20 mmHg).
W.S
Na podstawie zmierzonych parametrów stwierdzono, że druga osoba badana wykazała reakcję asteniczą (hypotoniczną) na zadany wysiłek. Zanotowano wzrost częstości skurczów serca (53 ud/min) oraz nieznaczne zmiany ciśnienia rozkurczowego (1 mmHg) oraz trochę powyżej normy wzrost ciśnienia skurczowego (24 mmHg). Jest to reakcja, która ze względu na dużą różnicę HR spoczynkowego i mierzonego po wysiłku nie może być opisana jako normotoniczna.
Dodatkowo wpływa na to długi czas restytucji, który trudno określić jednoznacznie na podstawie stale zmieniających się parametrów, ale ocenia się że częstość skurczów serca nie powróciło do wartości spoczynkowej wahając się w granicach 111 – 108 ud/min by w ostatnim pomiarze osiągnąć wartość 104 ud/min, natomiast ciśnienie rozkurczowe znacznie zmalało osiągając nawet wartość 60 mmHg. Wartość ciśnienia skurczowego osiągnęła wartość spoczynkową w 7,12 min.
Dyskusja.
Badane osoby to młodzi, aktywni studenci cieszący się dobrym zdrowiem, czynnie uprawiający sport. Przedstawione powyżej parametry wskazują, że mimo to zdolności przystosowawcze ich układów krążenia do zastosowanych wysiłków są niewystarczające.
Należy wziąć pod uwagę, że badani nie mają doświadczenia w udziale w podobnych próbach i przeprowadzona była dla nich pierwszą, w związku z tym nie można wykluczyć czynnika emocjonalnego. Zastrzeżenia budzi pomiar HR spoczynkowego u M.S. Które jest o 10 mmHg niższe od wartości osiągniętej po długim czasie wypoczynku. Może to sugerować np. błędne ustawienie mankietu urządzenia pomiarowego, po wykonaniu próby element ten był poprawiony.
Dodatkowo warto podkreślić, że normy na podstawie których ustalono reakcję na zastosowany wysiłek fizyczny, pochodzą z lat 60 XX wieku i uległy znacznym zmianom od tego czasu.
Podyktowane jest to odmiennym trybem życia, postępem cywilizacyjnym oraz nawykami żywieniowych.
Wnioski.
1. Badana kobieta M.S. wykazała reakcję hipertoniczną, a badany mężczyzna W.S.
wykazał reakcję asteniczną, na zadany wysiłek o niewielkim obciążeniu.
2. Czas restytucji obu osób przekracza próg 3 min co świadczy o niskim stopniu przystosowania układu krążenia do zastosowanego wysiłku fizycznego.
Piśmiennictwo.
1. Halicka-Ambroziak H., Jusiak R., Martyn A., Opaszowski B., Szarska I., Tyszkiewicz M., Wit B., „Wskazówki do ćwiczeń z fizjologii dla studentów wychowania fizycznego”,
wyd. AWF, Warszawa 2007
2. Górski J., „Fizjologiczne podstawy wysiłku fizycznego”, wyd. PZWL, Warszawa 2006
3. Kozłowski Stanisław „Granice przystosowania” Warszawa 1986
4. Birsch K., MacLaren D., George K., „Krótkie wykłady FIZJOLOGIA SPORTU”
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008