1
FIZJOLOGIA WYSIŁKU FIZYCZNEGO 2
Źródła energii do pracy mięśni
Metabolizm wysiłkowy
� Procesy skurczu i rozkurczu mięśnia związane są z hydrolizą ATP poprzez układ ATP-az.
� Główną rolę odgrywa ATP-aza miozynowa aktywowana przez aktynę w momencie
interakcji białek kurczliwych - 70% całkowitej energii uwalnianej w czasie cyklu
skurczowo-rozkurczowego związane jest z działaniem tego enzymu.
� Pozostałe 30% energii zużywane jest głównie na aktywny transport jonów Ca2+ do
siateczki śródplazmatycznej oraz na transport jonów przez błonę komórkową (pompy
jonowe)
Źródła energii
� Zapas ATP w komórkach mięśni szkieletowych wynoszący 3-8 mmol/kg wilgotnej masy
tkanki wystarcza na kilka maksymalnych skurczów (kilka sekund aktywności).
� Aby sprostać zapotrzebowaniu, natychmiast po rozpoczęciu wysiłku fizycznego muszą
być aktywowane procesy biochemiczne prowadzące do odtwarzania ATP.
Regeneracja ATP w mięśniach szkieletowych
� W pierwszej kolejności zostaje wykorzystana obecna w komórkach mięśniowych
fosfokreatyna (PCr).
� Przy udziale kinazy kreatynowej zostaje przeniesiona na ADP bogatoenergetyczna
grupa fosforanowa z fosfokreatyny i w efekcie dochodzi do regeneracji ATP.
� Produktem końcowym tej reakcji jest kreatyna.
� Zasoby fosfokreatyny w mięśniach są jednak, podobnie jak zasoby ATP, niewielkie i
także nie zapewniają właściwej ilości energii dla wysiłku fizycznego.
� Podstawowymi mechanizmami regeneracji ATP w pracujących mięśniach są glikoliza
beztlenowa i przemiany tlenowe w cyklu Krebs

2
Procesy beztlenowe
Glikoliza beztlenowa
� Bezpośrednim substratem glikozy beztlenowej jest glukozo-6-fosforan.
� Powstaje on z glukozy obecnej we krwi lub z rozpadu glikogenu.
� Glikogen jest w mięśniach podstawowym substratem dla glikolizy.
� Zasoby glikogenu są znaczne (ok. 100 mmol/kg wilgotnej tkanki), mięsień może
pracować jednak w warunkach beztlenowch zaledwie przez 1-2 min.
� W zmęczeniu powysiłkowym dużą rolę ma odgrywać zmniejszenie zasobów glikogenu.
� Ważne jest odnowienie jego zasobów w okresie międzywysiłkowym
� Maksymalne tempo resyntezy ATP na drodze beztlenowej przewyższa maksymalne
tempo fosforylacji oksydacyjnej.
� Metabolizm beztlenowy dominuje więc podczas bardzo intensywnych wysiłków, w czasie
których tempo rozkładu ATP przewyższa możliwość jego odtwarzania na drodze
tlenowej.
Procesy tlenowe
Przemiany tlenowe
� Wytwarzanie ATP w obecności tlenu zachodzi w mitochondriach w cyklu przemian
zwanych cyklem kwasów trikarboksylowych, cyklem Krebsa lub cyklem kwasu
cytrynowego.
� Cykl Krebsa jest ciągiem reakcji enzymatycznych, w wyniku których powstają
równoważniki wodorowe, które są następnie utleniane.
� W efekcie dochodzi do wytworzenia energii, magazynowanej w postaci ATP, a
produktem ubocznym jest woda.
� Substratem cyklu Krebsa jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA), będący estrem
koenzymu A.
� Istnieją trzy drogi jego powstawania:
1. z kwasu pirogronowego,
2. z wolnych kwasów tłuszczowych,

3
3. w wyniku katabolizmu niektórych aminokwasów (rzadko w czasie wysiłku
fizycznego).
� Aktywacja procesów utleniania zaczyna się w komórkach mięśniowych z opóźnieniem
około 10 s do momentu rozpoczęcia wysiłku.
� Maksymalne tempo utleniania osiągane jest dopiero po ok. 2 min, tyle czasu wymaga
przystosowanie funkcji układu krążenia do zapotrzebowania na tlen.
� Tempo tlenowych procesów energetycznych w mięśniach ograniczone jest przez tempo
transportu tlenu.
� Wykorzystanie substratów energetycznych w zależności of typu wysiłku
� W spoczynku 60% zapotrzebowania energetycznego komórek mięśniowych pokrywane
jest przez utlenianie FFA, a pozostałe 40% energii uzyskiwane jest w wyniku utleniania
glukozy.
� Udział węglowodanów (glikogenu i glukozy) i innych substratów w pokrywaniu
zapotrzebowania energetycznego podczas wysiłku zależy od intensywności i czasu jego
trwania.
� Im cięższy wysiłek, tym większy jest udział węglowodanów, zwłaszcza glikogenu.
� Przedłużenie czasu pracy sprzyja zwiększeniu udziału innych substratów, przede
wszystkim FFA
� W czasie intensywnych wysiłków w komórkach aktywnych jednostek ruchowych glikogen
może ulec całkowitemu wyczerpaniu, a w całym mięśniu jego zawartość zmniejsza się do
10-20% wartości początkowej.
� Wyczerpanie glikogenu powoduje drastyczne zmniejszenie zdolności do wysiłków o dużej
intensywności, ponieważ glukoza wychwytywana z krwi nie może zapewnić dostatecznie
dużego tempa glikolizy.
� W spoczynku zużycie glukozy przez mięśnie szkieletowe jest zależne od insuliny.
� W czasie wysiłków zwiększa się wychwytywanie glukozy przez komórki mięśniowe w
procesach niezależnych od insuliny.
� Glukoza znajdująca się we krwi zostaje przeniesiona do cytoplazmy komórki
mięśniowej, dzięki obecności w błonie komórkowej specyficznych białek nośnikowych.
� Zidentyfikowanych jest 6 takich białek - dla komórek mięśniowych charakterystyczny
jest transporter Glut-4.

4
� Odgrywa on szczególną rolę przy przenoszeniu glukozy do komórki podczas wysiłku
fizycznego.
� Wspoczynku Glut-4 znajduje się wewnątrz komórki.
� Jego translokację na powierzchnię błony komórkowej powoduje insulina, oraz skurcz
mięśni - zjawisko to umożliwia transport glukozy do komórki mięśniowej podczas
pracy.
� Czynnikiem modyfikującym udział węglowodanów i FFA w pokrywaniu zapotrzebowania
energetycznego organizmu jest dieta.
� Ludziom wykonującym ciężkie długotrwałe wysiłki zaleca się dietę
bogatowęglowodanową, a także spożywanie w czasie pracy łatwo przyswajalnych
węglowodanów.
� Pokrywanie zapotrzebowania energetycznego podczas wysiłku w zależności od
intensywności i czasu jego trwania.
Wysiłki trwające do 60 sekund
� Pierwsze sekundy wysiłku
o zawartość ATP i fosfokreatyny w komórkach mięśniowych szybko się zmniejsza.
o Rozkład fosfokreatyny, jest w tym czasie głównym procesem wykorzystywanym
do resyntezy ATP.
o Proces ten aktywowany jest natychmiast po rozpoczęciu pracy w wyniku
zwiększenia stężenia ADP i może w ciągu kilku sekund, jeśli intensywność
wysiłku jest bardzo duża, osiągnąć maksymalne nasilenie.
o W ciągu pierwszych 10 s wysiłku zwiększa się również istotnie nasilenie
aktywności glikolizy - nie osiąga ona jednak w tym czasie maksymalnego
nasilenia.
Wysiłki trwające od 60 sekund do 10-15 minut
� Główny substrat wykorzystywany w tym okresie - glikogen.
� Jeżeli intensywność wysiłku jest duża, zasoby komórkowe glikogenu szybko
zmniejszają się; w normalnych warunkach nie dochodzi jednak w tym okresie do
całkowitego ich wyczerpania.
� W miarę wydłużania się czasu pracy udział procesów tlenowych w pokrywaniu
zapotrzebowania metabolicznego systematycznie zwiększa się

5
� Po upływie 26 min pracy aktywność funkcji współdziałających w pokrywaniu
zapotrzebowania tlenowego osiąga poziom odpowiadający zapotrzebowaniu (lub
maksymalny), a procesy tlenowe zaczynają dominować w metabolizmie pracujących
mięśni.
� W miarę trwania wysiłku zwiększa się wykorzystywanie przez pracujące mięśnie
substratów energetycznych wychwytywanych z krwi: glukozy, FFA i ketokwasów
Wysiłki trwające od 15 do 60 minut
� Udział procesów beztlenowych w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego
zostaje ograniczony do wartości poniżej 10%.
Wysiłki trwające ponad 60 minut
� W czasie długotrwałej pracy mięśniowej, kontynuowanej w ciągu wielu godzin,
zapotrzebowanie energetyczne mięśni prawie w całości pokrywane jest przez procesy
tlenowe.
� Zwiększa się progresywnie udział FFA w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego
pracujących mięśni - po upływie 3 h pracy udział ten wynosi około 80%.
� Niewielka część zapotrzebowania energetycznego przez cały czas pokrywana jest przez
substraty węglowodanowe (glukozę i glikogen).
� Zapasy ustrojowe węglowodanów progresywnie sie wyczerpują
Wysiłki poniżej progu mleczanowego
o Po osiągnięciu stanu równowagi czynnościowej w wysiłku o umiarkowanej
intensywności (poniżej 60-70% intensywności maksymalnej, czyli poniżej progu
mleczanowego) procesy tlenowe pokrywają około 80% zapotrzebowania
energetycznego, a glikoliza około 20% .
o W tym czasie wysiłek fizyczny indukuje wzrost poziomu katecholamin w
organizmie
o Katecholaminy z wczesniej uwolnionym glukagonem zwiększają hydrolizę
triacylogliceroli � zwiekszaja poziom FFA we krwi, a tym samym ich udział w
puli substratów energetycznych w mięśniach (do tego przyczynia sie takze
wzrost przepływu krwi w mięśniach).
Wysiłki powyżej progu mleczanowego
o Podczas wysiłków fizycznych o intensywności około 60-70% obciążenia
maksymalnego i większej (powyżej progu mleczanowego lub progu metabolizmu

6
beztlenowego), ponownie rośnie znaczenie glikolizy beztlenowej w pokrywaniu
zapotrzebowania energetycznego pracujących mięśni.
o Zostaje osiągnięty tzw. próg metabolizmu beztlenowego.
o Przekroczenie progu metabolizmu beztlenowego ponownie powoduje wzrost
stężenia kwasu mlekowego w mięśniach, a następnie we krwi.
o W efekcie dochodzi do rozwoje kwasicy metabolicznej i uruchomienia
mechanizmów ją kompensujących.
Wysiłki o maksymalnej intensywności
o W wysiłku fizycznym o maksymalnej intensywności energia wytwarzana jest
przede wszystkim na drodze glikolizy beztlenowej, a substratem jest glukozo-6-
fosforan pochodzący z glikogenu mięśniowego i glukozy krwi
o Wysiłek taki może być kontynuowany tylko do 5 minut - zbyt krótki okres, aby
doszło do zwiększonego dowozu tlenu wskutek adaptacji układu krążenia i
oddechowego oraz zwiększonej mobilizacji i utylizacji kwasów tłuszczowych.
o Nie dochodzi do hamowania glikolizy beztlenowej.
Wysiłki statyczne
� Podczas skurczów izometrycznych dodatkowym czynnikiem oddziałującym na
metabolizm jest niedokrwienie pracujących mięśni, związane z uciskiem napiętych
mięśni na naczynia krwionośne.
� Przy dużej sile skurczu może dojść do całkowitego zatrzymania dopływu krwi tętniczej
i odpływu krwi żylnej z pracującego mięśnia.
� Hamuje to dostarczanie tlenu i substratów energetycznych, oraz wypłukiwanie
produktów przemiany materii.
� W pokrywaniu zapotrzebowania metabolicznego mięśni podczas wysiłków
statycznych, wykonywanych w sposób ciągły i z użyciem dużej siły, przeważają więc
procesy beztlenowe.
� Podstawowymi substratami wykorzystywanymi do resyntezy ATP podczas tego rodzaju
wysiłku jest fosfokreatyna i glikogen mięśniowy.
� Dochodzi do dużego zakwaszenia pracujących mięśni, co hamuje glikolizę.
� W czasie wysiłków z przewagą skurczów izometrycznych nagromadzenie produktów
beztlenowej przemiany materii wpływa dodatkowo na przyspieszenie wystąpienia
zjawiska zmęczenia w pracujących mięśniach

7
Wydolność fizyczna organizmu
� Miarą wydolności fizycznej jest maksymalna zdolność organizmu do pokrywania
zwiększonego zapotrzebowania energetycznego.
� Pojęcie to obejmuje także zdolność do likwidowania skutków zmienionej podczas wysiłku
homeostazy wewnątrzustrojowej oraz skutków ewentualnego zmęczenia.
� Przez pojęcie wydolności fizycznej najczęściej rozumiemy wydolność tlenową, która
oznacza zdolność do długotrwałego wysiłku o umiarkowanym nasileniu z zachowaniem
ciągłości metabolizmu tlenowego.
� Możemy też oceniać tzw. wydolność beztlenową (anaerobową), szczególnie w sporcie
wyczynowym, ponieważ bardzo często mamy tu do czynienia z wysiłkami
krótkotrwałymi, ale o bardzo intensywnym nasileniu.
� Zapotrzebowanie na tlen jest ściśle proporcjonalne do intensywności wysiłku.
� Różnica między zapotrzebowaniem na tlen a jego pobieraniem nosi nazwę deficytu
tlenowego.
� Jest on pokrywany przez procesy beztlenowe.
� Podczas wysiłków submaksymalnych deficyt O2 występuje tylko w początkowym
okresie pracy, natomiast podczas wysiłków supramaksymalnych utrzymuje się przez
cały czas ich trwania.
� Pobieranie tlenu zwiększa się liniowo wraz ze wzrostem zapotrzebowania na tlen aż do
osiągnięcia
maksymalnej wartości określanej jako pułap tlenowy (VO2max).
Pułap tlenowy
� W przypadku wysiłków długotrwałych o umiarkowanej intensywności, miarą wydolności
fizycznej jest pułap tlenowy (VO2max).
� Pułap tlenowy oznacza maksymalną ilość tlenu, jaką może pobrać organizm w czasie
jednej minuty.
� Wartość pułapu tlenowego określa wydolność tlenową (aerobową).
� Maksymalnemu poborowi tlenu odpowiada maksymalny wysiłek fizyczny.
� Wielkość VO2max zależy od:
o pojemności tlenowej mięśni (masy mięśni)
o w mniejszym stopniu aktywności enzymów mitochondrialnych
o pojemności i sprawności układów współdziałających w transporcie tlenu:
o zdolności zwiększania wentylacji płuc

8
o pojemności dyfuzyjnej płuc,
o maksymalnej objętości minutowej serca,
o maksymalnego przepływu krwi przez pracujące mięśnie
o objętości i pojemności tlenowej krwi (zawartości hemoglobiny).
� Pułap tlenowy wyraża się w jednostkach bezwzględnych (L/min) albo w przeliczeniu na
jednostkę masy ciała (mL/kg/min).
� Jest on uważany za dobry wskaźnik wydolności fizycznej, ponieważ określa zakres
obciążeń, przy którym możliwe jest pełne pokrycie zapotrzebowania na tlen.
� Tolerancja wysiłku zależy w znacznym stopniu od tego, jaki procent VO2max jest
wykorzystywany podczas pracy.
� Pułap tlenowy
o U mężczyzn w wieku 1830 lat, o przeciętnej aktywności ruchowej, VO2max
wynosi 40-50 mL /kg/min, a u kobiet 30-40 mL/kg/min.
o Różnica wielkości pułapu tlenowego kobiet i mężczyzn związana jest m.in. z
większą zawartością tłuszczu w składzie ciała i mniejszą zawartością hemoglobiny
we krwi u kobiet.
� Możliwość oceny wydolności tlenowej pozwala przewidzieć reakcje organizmu na
wysiłek fizyczny.
� Oznaczanie pułapu tlenowego ma zastosowanie w medycynie pracy, w badaniach
klinicznych i w sporcie wyczynowym natomiast w przypadku rehabilitacji większe
znaczenie ma ocena tolerancji wysiłkowej.
� Wielkość pułapu tlenowego jest uwarunkowana sprawnością narządów i mechanizmów
zaangażowanych w dostarczanie tlenu do tkanek, skutecznością mechanizmów
prowadzących do wykorzystania tlenu w procesach energetycznych oraz masą ciała.
� W zależności od zapotrzebowania na tlen wysiłki fizyczne można podzielić na:
o wysiłki maksymalne, przy których zapotrzebowanie na tlen jest równe pułapowi
tlenowemu;
o wysiłki supramaksymalne, przy których zapotrzebowanie na tlen przekracza
pułap tlenowy, a organizm zaciąga "dług tlenowy";
o wysiłki submaksymalne, przy których zapotrzebowanie na tlen jest mniejsze niż
wynosi pułap tlenowy.
� Zwiększenie zapotrzebowania na tlen po wysiłku jest spowodowane:
o koniecznością uzupełnienia zapasów tlenu (w hemoglobinie i mioglobinie),
o odbudowy zużytych w czasie wysiłku zasobów ATP, fosfokreatyny i glikogenu w
mięśniach,
o wypłukania z tkanek i krwi kwasu mlekowego
o wzmożoną wentylacją płuc (usuwanie z tkanek nadmiaru CO2)

9
o utrzymywaniem się przez dłuższy czas podwyższonej temperatury ciała i
niektórych zmian hormonalnych
� Tempo pobierania tlenu zwiększa się już w pierwszych sekundach wysiłku, a po 2-5 min
osiąga wielkość odpowiadającą pułapowi tlenowemu.
� Podczas wysiłków submaksymalnych, o zapotrzebowaniu na tlen < 75% VO2max, osiągany
jest stan równowagi czynnościowej (steady state) charakteryzujący się stabilizacją VO2.
� Po zakończeniu wysiłku VO2 stopniowo zmniejsza się, pozostaje ono jednak większe niż w
spoczynku przed wysiłkiem przez okres od kilku do kilkunastu godzin.
� Nadwyżka VO2 po zakończeniu pracy w stosunku do wartości przedwysiłkowych nosi
nazwę długu tlenowego.
Prógmleczanowy
� Wzrost intensywności wysiłku fizycznego do poziomu około 60-70% pułapu tlenowego
(poziom tzw. progu metabolizmu beztlenowego) powoduje ponowny wzrost udziału
glikolizy beztlenowej w pokrywaniu zapotrzebowania energetycznego mięśni, a co za
tym idzie znaczny wzrost poziomu mleczanów w mięśniach i we krwi (pomimo że
organizm nadal ma możliwości zwiększenia wykorzystania tlenu).
� Wydolność fizyczną można wyznaczać poprzez określenie intensywności wysiłku, przy
którym zostaje osiągnięty próg metabolizmu beztlenowego, czyli tzw. próg mleczanowy
(próg mleczanowy pokrywa się również z progiem wentylacyjnym).
� W praktyce oznacza to gwałtowny wzrost stężenia mleczanów we krwi.
� W zależności od progu mleczanowego wysiłki fizyczne dzieli się na:
o wysiłki podprogowe, przy których intensywność wysiłku nie powoduje
przekroczenia progu mleczanowego,
o wysiłki ponadprogowe, których intensywność powoduje przekroczenie progu
mleczanowego.
Stan równowagi czynnościowej (steady state)
o Podczas wysiłków podprogowych o stałej mocy pobór tlenu początkowo rośnie,
a po 2-3 minutach stabilizuje się na poziomie odpowiadającym
zapotrzebowaniu organizmu na ten pierwiastek.
o Okres stabilizacji nazywany jest stanem równowagi czynnościowej.

10
Deficyt tlenowy
� Deficyt tlenowy to różnica pomiędzy spodziewanym poborem tlenu, szacowanym na
podstawie równowagi funkcjonalnej (steady state), a wielkością VO2 w pierwszych
minutach wysiłku
Dług tlenowy
� Długiem tlenowym nazywamy nadwyżkę w poborze tlenu ponad wartość spoczynkową,
jaka występuje po zakończeniu wysiłku.
o Wielkość długu tlenowego możemy określić zarówno po wysiłkach
podprogowych, jak i ponadprogowych.
� W przebiegu długu tlenowego wyróżniamy trzy fazy:
1.fazę szybką, trwającą kilka minut,
2.fazę wolną, trwającą do kilkudziesięciu minut,
3.fazę ultrawolną, trwającą do kilku godzin.
� Po wysiłkach krótkotrwałych o intensywności podprogowej występuje jedynie faza
szybka.
� Pozostałe dwie fazy długu tlenowego są obecne jedynie po wysiłkach intensywnych
(ponadprogowycłi) oraz o przedłużonym czasie trwania.
� W wysiłkach ponadprogowych o stałej intensywności stan równowagi czynnościowej
nie występuje, a pobór tlenu stale rośnie.
� Wzrost zużycia tlenu w wysiłku o stałej intensywności nazywany jest "wolną
komponentą kinetyki VO2max".
� Podczas wysiłków o wzrastającej intensywności, pobór tlenu rośnie liniowo z
przyrostem intensywności wysiłku do poziomu progu mleczanowego.
� Po przekroczeniu progu mleczanowego obserwuje się szybszy pobór tlenu niż
wynikałoby to z przyrostu intensywności wysiłku.
� Podczas wysiłków fizycznych ponadprogowych, których intensywność rośnie, pobór
tlenu stabilizuje się ponownie po osiągnięciu poziomu wysiłku maksymalnego.
� Pewnym kryterium osiągnięcia wysiłku maksymalnego jest brak zwiększania się
poboru tlenu, mimo narastania intensywności wysiłku.

11
Wskaźnik PWC170
(PhysicalWork Capacity
� W okresie równowagi czynnościowej podczas wysiłków podprogowych częstość
skurczów serca wykazuje liniową zależność od wielkości obciążenia wysiłkowego przy
zastosowaniu wysiłków dynamicznych, a zatem także od ilości pobieranego tlenu.
� Kąt nachylenia prostej zależy od stopnia wydolności fizycznej oraz od tego, które grupy
mięśniowe są zaangażowane w wysiłek (kończyny dolne czy górne).
� PWC170 oznacza wielkość obciążenia, przy którym HR stabilizuje się na poziomie
170/minutę.
� PWC170 odpowiada ok. 80% obciążenia maksymalnego.
� W przypadku osób o przewidywanej mniejszej wydolności fizycznej, można zastosować
wskaźniki PWC150 lub PWC130.
� Wskaźnik PWC170 wykazuje wysoką korelację z maksymalnym poborem tlenu.
MVC i MPO
� W wypadku krótkotrwałych wysiłków fizycznych o supramaksymalnym nasileniu (jak w
niektórych dyscyplinach sportowych) właściwe jest oznaczanie maksymalnej siły
izometrycznej (MVC - maximal voluntary contraction) danej grupy mięśniowej i mocy
maksymalnej (MPO - maximal power output).
� Wartości te wyznaczają tzw. wydolność beztlenową (anaerobową).
Moc maksymalna
� Mocy maksymalna - największą moc, którą może osiągać dana grupa mięśniowa
podczas wysiłków dynamicznych.
� Moc maksymalną wyrażamy w watach.
� Jest pochodną siły mięśniowej i szybkości skracania włókna mięśniowego.
� Siła izometryczna rozwijana w mięśniach zależy od:
o przekroju poprzecznego mięśnia,
o zawartości jednostek motorycznych wolnych i szybkich,
o częstotliwości pobudzeń w motoneuronach
o wyjściowej długości włókien mięśniowych
� Największa moc maksymalna dla danego mięśnia jest osiągana wówczas, gdy mięsień
ten skraca się z szybkością równą około 30% swojej maksymalnej szybkości skracania
(tzw. optymalna szybkość skracania).

12
� Im większa jest maksymalna szybkość skracania danego mięśnia, tym większą może on
osiągnąć moc maksymalną.
� Szybkość skracania mięśnia podczas danej próby wysiłkowej zależy przede wszystkim
od zastosowanego obciążenia zewnętrznego.
� Jeśli obciążenie to zostanie dobrane tak, aby mięsień skracał się z szybkością
optymalną, zostanie osiągnięta moc maksymalna.
� Wielkość mocy maksymalnej mięśnia zależy także od temperatury
wewnątrzmięśniowej i zasobów substratów
Tolerancja wysiłkowa
� W przypadku osób chorych często określenie maksymalnej wydolności fizycznej często
nie jest możliwe (objawy choroby, które mogą pojawić się lub nasilić już podczas
bardzo umiarkowanego wysiłku fizycznego).
� U takich osób określa się tolerancję wysiłkową.
� Tolerancja wysiłkowa - zdolność do wykonywania określonych wysiłków bez zaburzeń
funkcjonowania narządów wewnętrznych, a szczególnie układu krążenia i
oddechowego.
� Na wielkość tolerancji wysiłkowej, oprócz zmian patologicznych, wpływają także
zmiany fizjologiczne, które powstają w organizmie podczas wysiłków fizycznych.
� Zmiany fizjologiczne zależą w dużym stopniu od wielkości obciążenia względnego, a
zatem od wydolności fizycznej.
� Zwiększenie wydolności fizycznej, np. w wyniku rehabilitacji, powoduje także
zwiększenie tolerancji wysiłkowej.
Metody pomiaru wydolności fizycznej i tolerancji wysiłkowej
Próby wysiłkowe
� Wybór rodzaju próby wysiłkowej
o Cel badania
o Możliwości osoby badanej
� W zalezności od celu badań i możliwości osoby badanej określamy też :

13
� obciążenie zewnętrzne (intensywność wysiłku fizycznego)
� czas trwania próby.
Czas trwania próby
� Zależeć przede wszystkim od tego, jakiej informacji próba ta ma dostarczyć.
� Jeśli celem jest określenie maksymalnego poboru tlenu, to przy zastosowaniu
maksymalnego obciążenia, próba wysiłkowa nie powinna być krótsza niż 3 do 7 minut,
(tyle czasu zwykle upływa zanim zostanie osiągnięty poziom maksymalnego pobierania
tlenu przez organizm).
� Przy zastosowaniu wysiłków podprogowych w próbach wysiłkowych, musi zostać
osiągnięty stan równowagi czynnościowej, co wymaga od 3 do 7 minut; zaleca się
nawet przedłużenie próby wysiłkowej o kolejne 2 minuty.
� Do oceny tolerancji wysiłkowej czas trwania próby jest dłuższy.
� Moment zakończenia próby wyznacza najczęściej wystąpienie objawów patologicznych
� Podczas wysiłków supramaksymalnych, przy ocenie wydolności anaerobowej, czas
próby wynosi kilka do kilkudziesięciu sekund.
� Moc maksymalna mięśnia jest osiągana już po pierwszej sekundzie, a przedłużanie
próby służy ocenie spadku mocy maksymalnej w wyniku zmęczenia mięśni.
Obciążenie zewnętrzne
� Obciążenie zewnętrzne - intensywność wysiłku fizycznego
� W zależności od obciążenia zewnętrznego wyróżnia się próby wysiłkowe z
zastosowaniem obciążenia submaksymalnego, maksymalnego i supramaksymalnego.
� Obciążenie zewnętrzne - intensywność wysiłku fizycznego
� Wysiłek o danej intensywności powoduje powstanie w organizmie określonego wydatku
(kosztu) energetycznego.
� Koszt energetyczny wysiłku fizycznego ocenia się najczęściej mnożąc przewidywany lub
faktyczny pobór tlenu potrzebnego do wykonywania tego wysiłku przez wartość
równoważnika energetycznego.
� Bardzo istotne jest w związku z tym określenie podczas ustalania programu testu
wysiłkowego przewidywanego zapotrzebowania na tlen.

14
� Przy ustalaniu obciążenia zewnętrznego w próbie wysiłkowej bierze się pod uwagę
współczynnik pracy użytecznej.
� Określa on wydajność (sprawność mechaniczną) mięśni.
� Jest to stosunek wykonanej przez mięśnie pracy mechanicznej do wydatkowanej
energii.
� Współczynnik pracy użytecznej określa, jaka część energii wytworzonej w organizmie
podczas wysiłku fizycznego o danej intensywności zostaje zużyta na pokonanie
obciążenia zewnętrznego.
� Całkowity koszt energetyczny wysiłku fizycznego o danej intensywności zależy od pracy
wykonanej przez mięśnie, związanej z pokonywaniem obciążenia zewnętrznego lub
przemieszczeniem masy ciała w płaszczyźnie poziomej albo pionowej oraz od
współczynnika pracy użytecznej.
� Np, podczas wchodzenia na stopień koszt energetyczny zależy od masy ciała,
wysokości stopnia i częstości wchodzenia.
� Współczynnik pracy użytecznej wynosi w takim wysiłku około 16%.
� Można stosować różne warianty obciążenia zewnętrznego:
o stałe,
o wzrastające z przerwami na odpoczynek,
o wzrastające po osiągnięciu równowagi czynnościowej przy danym obciążeniu,
o wzrastające ciągle.
� Optymalne dla prób z obciążeniem submaksymalnym i maksymalnym jest
zastosowanie obciążenia wzrastającego, po osiągnięciu równowagi czynnościowej przy
obciążeniu poprzedzającym.
� Daje możliwość ustalenia kolejnych obciążeń na podstawie reakcji na obciążenia
poprzedzające.
� Zastosowanie obciążeń wzrastających ciągłych pozwala na szybkie osiągnięcie
obciążenia maksymalnego
� Cechą wspólną testów jest stosowanie prostych form wysiłków o dozowanej
intensywności i określonym czasie trwania.
� Warunkom tym odpowiadają wysiłki dynamiczne, takie jak "jazda" na cykloergometrze
rowerowym, bieg lub chód na bieżni elektrycznej o regulowanej prędkości ruchu i kącie
nachylenia oraz wchodzenie na stopień o określonej wysokości (step test) lub na
schody.

15
� Do oceny wydolności fizycznej może być wykorzystywany prosty test chodzenia w
którym wysiłek testowy stanowi przejście z różną prędkością określonego dystansu po
powierzchni płaskiej.
Cykloergometr rowerowy
� Zalety
o Zaletami zastosowania w badaniach wysiłkowych cykloergometru rowerowego
w porównaniu z innymi formami wysiłków dynamicznych są:
o łatwość dozowania obciążenia i przewidywania wielkości zapotrzebowania
tlenowego,
o możliwość wykonywania w razie potrzeby wysiłków w pozycji leżącej,
o mała ruchomość górnej części ciała, ułatwiająca przeprowadzenie badań (np.
częstości skurczów serca metodą osłuchiwania, mierzenia ciśnienia tętniczego,
uzyskiwania dobrych zapisów EKG, pobierania krwi)
o możliwość bezpiecznego, natychmiastowego przerwania wysiłku.
� Wady
o Wadą wysiłków wykonywanych na cykloergometrze jest sama forma ruchu, w
porównaniu z marszem lub biegiem trudniejsza, zwłaszcza dla ludzi w starszym
wieku, rzadko lub nigdy nie jeżdżących na rowerze.
o Podczas wysiłku wykonywanego na cykloergometrze ból i zmęczenie mięśni
pojawia się zwykle przy mniejszym obciążeniu niż podczas biegu lub marszu.
o związane głównie z zaangażowaniem mniejszej masy mięśni podczas marszu lub
biegu.
o Z tego też powodu wielkość maksymalnego pobierania tlenu mierzona
bezpośrednio podczas wysiłku wykonywanego na cykloergometrze, jest
mniejsza niż podczas biegu na bieżni.
Badanie wysiłkowe na bieżni ruchomej
� Bieg, marsz, wchodzenie na stopień lub schody - bardziej naturalne, a więc zwykle
łatwiejsze formy ruchu.
� Dozowanie obciążenia jest przy zastosowaniu tych wysiłków trudniejsze niż przy
zastosowaniu cykloergometru.
� Trudniejsze jest także wykonywanie badań w czasie wysiłku ze względu na ruchy
całego ciała.
� Przy dużej intensywności wysiłku, zwłaszcza na bieżni elektrycznej, natychmiastowe
przerwanie wysiłku jest połączone z niebezpieczeństwem urazu.

16
� Dla mało sprawnych ludzi w starszym wieku najodpowiedniejszą formą wysiłków jest
marsz w terenie, po powierzchni płaskiej.
Wysiłek statyczny
� Spośród wysiłków statycznych w badaniach klinicznych najczęściej jest stosowany
wysiłek polegający na zaciśnięciu ręki na uchwycie dynamometru ręcznego (handgrip).
� Wysiłek ten jest łatwy do wykonania w pozycji siedzącej i leżącej, a zastosowanie
dynamometru umożliwia stałą kontrolę siły skurczu.
� Udział jedynie małej grupy mięśni zginaczy palców i prostota wysiłku przy jednocześnie
dużej reakcji układu krążenia stwarzają szczególnie dogodne warunki do badania
czynności układu krążenia
Metody pomiaru wydolności fizycznej
� Metody pomiaru wydolności fizycznej
o Najczęściej stosowanym wyznacznikiem wydolności fizycznej jest wartość
maksymalnego pobierania tlenu przez organizm.
o Pozwala ona na określenie obciążeń względnych, wyrażonych jako % VO2max,
dopuszczalnych w pracy, oraz w czasie rehabilitacji i treningu sportowego
� Pomiarmaksymalnego poboru tlenu przez organizm
� Metody pomiaru VO2max można podzielić na:
o bezpośrednie
o pośrednie.
Metoda bezpośrednia
� Oblicza się ilość tlenu pochłoniętego w czasie oddychania podczas wysiłku fizycznego.
� Do pomiarów można zastosować:
o metodę z otwartym lub
o zamkniętym obiegiem gazów.

17
Metoda z zamkniętym obiegiem gazów
� W metodzie o zamkniętym obiegu gazów osoba badana oddycha czystym tlenem ze
specjalnego zbiornika.
� Powietrze wydychane kierowane jest do tego samego zbiornika przez pochłaniacz CO2.
� Ilość zużytego podczas oddychania tlenu oblicza się mierząc, o ile zmniejszyła się
objętość tlenu w zbiorniku.
Metoda z otwartymobiegiem gazów
� W metodzie o otwartym obiegu gazów, badany oddycha powietrzem atmosferycznym
o znanym składzie, natomiast powietrze wydychane zbierane jest do specjalnych
pojemników, tzw. worków Douglasa.
� Umożliwia to pomiar objętości powietrza wydychanego oraz jego analizę w zakresie
zawartości O2 i CO2.
� Znajomość wentylacji minutowej, odsetka gazów w powietrzu atmosferycznym i
wydychanym oraz objętości powietrza wydychanego w czasie jednej minuty pozwala
obliczyć ilość tlenu zużytego przez organizm w czasie jednej minuty.
� Objętości badanych gazów zależą od temperatury, ciśnienia atmosferycznego oraz
nasycenia gazu parą wodną;
o objętości używane do obliczenia VO2max należy sprowadzić do wartości
objętości gazów w warunkach standardowych:
o ciśnienie atmosferyczne = 760 mmHg (1013 hPa),
o temperatura = 273� K (0� C),
o gaz suchy, bez zawartości pary wodnej).
o Tak przeliczone wartości oznacza się symbolem STPD (standard temperaturę,
pressure, dry).
Metody pośrednie
� Pośrednie metody oceny pułapu tlenowego opierają się na liniowej zależności pomiędzy
poborem tlenu a częstością rytmu serca.
� Zależność ta występuje podczas wysiłków dynamicznych, podczas których pochłanianie
tlenu wynosi od 20 do niemal 100% pułapu tlenowego.
� Zasada oceny pułapu tlenowego metodą pośrednią polega na pomiarze częstości tętna
podczas prób z zastosowaniem wysiłków podprogowych.

18
� Pomiar tętna przeprowadza się w okresie równowagi czynnościowej, czyli w momencie
stabilizacji tętna.
� Zwykle wykonuje się trzy pomiary z zastosowaniem różnych obciążeń podprogowych.
� Maksymalny rytm serca (HRmax) dla danego wieku i dla osób zdrowych jest wartością
stałą, można więc oszacować pobór tlenu odpowiadającywartości HRmax, który w
przybliżeniu jest równy pułapowi tlenowemu.
� Nie zawsze przeciętna wartość HRmax dla danego wieku jest zgodna z maksymalną
częstością tętna u konkretnej osoby.
� Zależność pomiędzy częstością tętna a poborem tlenu dla wartości bliskich HRmax traci
swój prostoliniowy charakter.
� Minusy tej metody można wyeliminować np. podczas wyznaczania pułapu tlenowego
normogramami Astranda-Ryhming.
� Nomogramy te opracowano empirycznie, dokonując pomiarów poboru tlenu
odpowiadających określonym wartościom częstości tętna, osiąganych przy różnych
obciążeniach wysiłkowych.
Test Astranda-Ryhminga
� Wykonanie testu:
� Wysiłek 5-8 min na cykloergometrze do wartości tętna 130-150 HR (do osiągnięcia
stanu równowagi czynnościowej - steady-state)
� wyliczenie średniej wartości tętna z 3 min
� określenie obciążenia pracą podczas stabilizacji tętna
� określenie wartości VO2max z nomogramu łącząc linie wartości tętna O2 wysiłkowego
z wartością wykonanej pracy i masą ciała.
� Test Astranda-Ryhminga
� Na osi numer 1 wielkość aktualnego poboru tlenu
� na osi numer 2 częstość tętna osiągniętą w próbie wysiłkowej
� na osi numer 3 wartość pułapu tlenowego.
� na osi a zaznaczono wielkość obciążenia w watach w przypadku zastosowania do
próby wysiłkowej cykloergometru
� na osi b masę ciała osoby badanej.

19
� Parametr ten odgrywa rolę, jeśli w próbie wysiłkowej zastosowano step-test
(wchodzenie na stopień).
� Aby odczytać wartość pułapu tlenowego należy połączyć linią prostą punkt na osi 2
odpowiadający wartości tętna uzyskanej w próbie wysiłkowej z punktem na osi 1
odpowiadającym aktualnemu poborowi tlenu.
� Przecięcie tej prostej z osią 3 wyznaczy maksymalny pobór tlenu.
� Punkt na osi 1 odpowiadający aktualnemu poborowi tlenu przy danej częstości
tętna znajduje się na przecięciu się tej osi z linią prostopadłą do osi a,
poprowadzoną przez punkt odpowiadający wartości obciążenia w watach w
przypadku zastosowania cykloergometru.
� W przypadku zastosowania step-testu prowadzi się linię prostopadłą do osi b,
przechodzącą przez punkt odpowiadający masie ciała badanej osoby. Przecięcie tej
prostej z osią 1 wyznacza aktualny pobór tlenu.
� Wartość VO2max odczytaną z tablic należy pomnożyć przez współczynnik korekcyjny
dla wieku (wydolność fizyczna zmniejsza się z wiekiem - wartości współczynników
podane są w odpowiednich tablicach).
� Np. dla wieku 25 lat współczynnik korekcyjny wynosi 1,0, dla wieku 50 lat - 0,75, a
dla wieku 60 lat-0,68.
� Pośrednie metody pomiaru pułapu tlenowego są obarczone są błędem sięgającym
10-15%.
� Błąd ten jest jednak powtarzalny dla danej osoby, dlatego nie zmniejsza wartości
badania stosowanego do oceny postępów treningu czy rehabilitacji.
� Metoda pośrednia pozwala na zastosowanie w próbie wysiłkowej mniejszych,
podprogowych obciążeń, co zwiększa bezpieczeństwo jej stosowania.
Test Coopera
� 12 minutowy test biegu
� Założeniem testu jest określenie maksymalnej wydolności tlenowej mierzonej
wynikiem biegu z maksymalną szybkością przez 12-minut.
� Badania laboratoryjne Coopera wykazały, że właśnie taki wysiłek biegu z maksymalną
szybkością koreluje bardzo wysoko z bezpośrednim pomiarem VO2max dokonanym na
bieżni mechanicznej.

20
Oznaczanie progu mleczanowego
� Próg mleczanowy wyznacza się badając stężenie mleczanów we krwi w trakcie próby
wysiłkowej o stopniowo wzrastającej intensywności.
� Badania dokonuje się przy każdej intensywności wysiłku i wyznacza się krzywą
zależności pomiędzy obciążeniem wyrażonym w watach a stężeniem mleczanów we
krwi.
� Obciążenie, przy którym obserwuje się gwałtowny wzrost stężenia mleczanów we
krwi, uważa się za próg mleczanowy.
� Jego wartość może być także wyrażona w % pułapu tlenowego, częstości rytmu serca
oraz w ilości pobieranego tlenu.
Nieinwazyjny pomiar progu mleczanowego
� Metoda oparta jest na pomiarach wentylacji minutowej i ilości wydychanego
dwutlenku węgla.
� Podczas wysiłków, przy których pojawia się progowe stężenie mleczanów we krwi,
wentylacja minutowa traci swą liniową zależność od intensywności wysiłku fizycznego
i dochodzi do jej gwałtownego zwiększenia.
� Towarzyszy temu wzrost wydalania CO2.
� Zjawisko to określane jest mianem progu wentylacyjnego.
Wyznaczanie PWC170, PWC150 , PWC130
� Wskaźnik PWC170 jest określony przez intensywność wysiłku wyrażoną w watach, przy
której badany osiąga częstość tętna 170 uderzeń na minutę.
� Zwykle stosuje się próbę z zastosowaniem dwóch lub trzech wysiłków
submaksymalnych.
� Pomiarów tętna dokonuje się w momencie osiągnięcia równowagi czynnościowej.
� Wyniki nanosi się na układ współrzędnych, gdzie na osi X zaznacza się moc, a na osi Y -
częstość tętna.
� Ponieważ pomiędzy częstością tętna a intensywnością wysiłku istnieje zależność
prostoliniowa, wskaźnik PWC170 odczytuje się z układu współrzędnych.
� U osób z mniejszą wydolnością fizyczna określa się PWC150 lub PWC130.

21
Test PWC170 (PhysicalWorking Capacity)
� Wykonanie testu:
o 9 minutowy wysiłek o wzrastającym obciążeniu
o pomiar HR po 3 min i po 6 min wysiłku
o określenie obciążenia pracą przy którym częstość skurczów osiągnie wartość
170 HR
o u osób słabo wytrenowanych oraz w rehabilitacji leczniczej stosuje się
modyfikację testu PWC170, czyli PWC150 lub PWC130 znacznie obniżające
obciążenie badanego wysiłkiem testowym
� Przykład:
� Miarą wydolności tlenowej w teście jest wartość pracy fizycznej, którą badany
może wykonać przy częstości skurczów serca 170 ud./min.
� Wartość testu PWC170określić też można w oparciu o następujący wzór obciążenie
w watach podczas dwóch kolejnych obciążeń, częstość skurczów
� Wartość testu PWC170określić też można w oparciu o następujący wzór obciążenie
w watach podczas dwóch kolejnych obciążeń, częstość skurczów
� Im wyższa jest wartość pracy wykonana przy intensywności 170 HR, tym lepsza
wydolność badanego, bo posiada on większą rezerwę funkcjonalną.
Wyznaczanie maksymalnej siły izometrycznej i mocy maksymalnej
� Moc maksymalną kończyn dolnych bada się stosując między innymi test Margarii-
Kalamena.
o Polega on na pomiarze czasu, w jakim badany wbiega na stopnie o znanej
wysokości.
o Praca wykonana podczas tego ćwiczenia jest iloczynem siły (wyrażonej w N,
będącej iloczynem masy ciała badanego i przyspieszenia ziemskiego) i łącznej
wysokości pokonanych stopni.
o Moc jest pracą wykonaną w czasie 1 sekundy, a zatem wynik iloczynu należy
podzielić przez wyrażony w sekundach czas potrzebny na pokonanie stopni.
� Test Margarii-Kalamena
o Test wykorzystywany jest do oznaczania mocy beztlenowej (anaerobowej)
bezmleczanowej.
� Wykonanie testu:
o badany staje przed schodami o wysokości stopnia 17.5 cm, długości 31 cm,
stopnie 3, 6 i 9 podłączone są do miernika czasu i fotokomórki pozwalającej
zmierzyć czas zbiegnięcia pomiędzy 3 a 9 stopniem
o po sygnale badany wbiega na stopnie 3, 6 � 9 z maksymalną szybkością

22
Test 30 sWingate
o Test służy do oceny mocy beztlenowej zarówno bezmleczanowej, jak i
mleczanowej.
� Wykonanie testu:
o 5 min rozgrzewki na cykloergometrze o obciążeniu 100W
o obciążenie pracą w kpm według wzoru: 0.075 x masa ciała (kg)
o badany wykonuje wysiłek przez 30 s
o maksymalny wysiłek na cykloergometrze (częstość pedałowania jak
najszybsza).
o Wielkość pracy mierzona ilością obrotów oraz zadanym obciążeniem według
wzoru:
o L = n � L1
o n = liczba obrotów; L = praca jednego obrotu pedałem w J (dżulach).
o Maksymalną moc w watach osiągamy w momencie największej częstości
pedałowania według wzoru:
o Nmax(W)=L1/tm
o L1 - praca jednego obrotu w J, tm - czas trwania najszybszego obrotu w s.
Test pulsacyjny - wydolność beztlenowa w pracy interwałowej
� Test pulsacyjny
o W wielu dyscyplinach sportu wymagana jest u zawodnika zdolność do
wykonania serii niezwykle intensywnych wysiłków (praca supramaksymalna),
przedzielonych krótkimi przerwami wypoczynkowymi.
o Ocenie tej zdolności wysiłkowej służy test pulsacyjny
� Wykonanie testu:
� 5 min rozgrzewki na cykloergometrze o obciążeniu 150, 175 lub 200 Wat - w
zależności od masy ciała zawodnika
� wysiłek 30 s z szybkością pedałowania 80 RPM./min (130% VO2max), przy l obciążeniu
400W*
� wysiłek 30 s z szybkością pedałowania 60 RPM/min (50% VO2max) tzw. wypoczynek
czynny, przy obciążeniu 150W i 175W odpowiednio .
� Zakończenie testu następuje w momencie, gdy zawodnik odmawia dalszego
wysiłku lub w kolejnych dwóch obciążeniach nie utrzymuje zalecanego rytmu
pedałowania.

23
o Podczas wykonywania testu mierzymy wskaźniki krążeniowo-oddechowy, zaś
po zakończeniu próby obserwujemy dynamikę powrotu do normy reakcji
fizjologicznych oraz zmian równowagi kwasowo-zasadowej.
Ocena tolerancji wysiłkowej
� Próby wysiłkowe stosuje się także w celu oceny tolerancji wysiłkowej.
� Ocena tolerancji wysiłkowej
� Pozwala to nam ocenić:
o maksymalny wysiłek fizyczny tolerowany przez daną osobę
o ocena przydatności do wykonywania zawodu, jak również przy wydaniu decyzji
powrocie do pracy po chorobie
o maksymalny wysiłek fizyczny, który nie powoduje jeszcze wystąpienia u osoby
badanej objawów patologicznych (np. duszności związanej z chorobą wieńcową
lub spowodowanej chorobami układu oddechowego)
o W rehabilitacji - ocenę maksymalnego obciążenia wyjściowego, określenia celu
rehabilitacji, a następnie oceny jej postępów.
� Maksymalną tolerancję wysiłkową podaje się zwykle w ilości pobieranego tlenu,
częstości tętna lub % PWC170.
� Próbę wysiłkową oceniającą tolerancję wysiłkową kończy się w momencie, gdy:
o pacjent stwierdzi, że kontynuowanie wysiłku fizycznego przekracza jego
możliwości;
o w badaniu EKG pojawią się cechy niedokrwienia lub zaburzeń rytmu serca;
o ciśnienie skurczowe obniży się lub wzrośnie ciśnienie rozkurczowe w czasie
zwiększania obciążenia;
o u osoby badanej wystąpi sinica i uczucie duszności;
o w badaniach laboratoryjnych wysycenie krwi tlenem u osoby badanej spadnie
poniżej 75%.
� Moment zakończenia próby oznacza maksymalną tolerancję wysiłkową.
KLINICZNE ZASADYPROWADZENIA PRÓB WYSIŁKOWYCH
� Próbę wysiłkową wykonuje się, aby ocenić jeden lub kilka elementów sprawności
fizycznej, takich jak:
o Siła, moc i wytrzymałość mięśniowa

24
o Szybkość
o Wdolność fizyczna (tlenowa, aerobowa)
o Gibkość Zręczność
o Zwinność
� Niektórzy autorzy, do szeroko rozumianej sprawności fizycznej zaliczają również
wybrane wskaźniki budowy i składu ciała
� W praktyce najczęściej wykonuje się próbę wysiłkową oceniającą wydolność tlenową.
� Taki test wysiłkowy wykonujemy aby ocenić dwa elementy:
� WYDOLNOŚĆ FIZYCZNĄ (TLENOWĄ)
jest to zdolność organizmu do wykonywania
ciężkiej i długotrwałej pracy fizycznej, angażującej duże grupy mięśniowe
� TOLERANCJĘ WYSIŁKOWĄ
jest zdolność do wykonania wysiłku bez istotnych
zaburzeń homeostazy lub zmian w czynności narządów wewnętrznych
� Miarą wydolności fizycznej może być:
o a) maksymalne pochłanianie tlenu (VO2max)
o b) równoważnik metaboliczny (1 MET = 3.5 ml O2/kg masy ciała/min)
o c) wskaźnik physical working capacity (PWC) wyrażony w watach i określający
moc przy obciążeniu odpowiadającym najczęściej 85% maksymalnej wiekowej
częstości skurczów serca (HRmax) - PWC85%HRmax (najczęściej przy tętnie
170/min - PWC170 dla osób do 25 roku życia).
� Wskaźnik wyliczamy z liniowej zależności pomiędzy częstością skurczów serca a
obciążeniem dla dwóch lub j trzech obciążeń submaksymalnych w przedziale tętna
120-170/min
o docena wykonanej pracy (czas wysiłku, iloczyn obciążenia i czasu trwania
wysiłku)
o dystans przebyty w czasie 12 minutowego testu marszowo-biegowego Coopera
� TOLERANCJA WYSIŁKOWA
o Nieprawidłowa tolerancja to np.:
o ból wieńcowy,
o duszność,
o sinica,
o zaburzenia równowagi,
o zawroty głowy,
o zmiany w EKG,
o zaburzenia rytmu,
o hipertonia wysiłkowa.
o W medycynie sportowej (u osób młodych i zdrowych) interesuje nas w
większym stopniu wydolność fizyczna,
o w medycynie klinicznej (np. w kardiologii) ważniejsza jest ocena tolerancji
wysiłkowej.

25
� METODY POMIARU PUŁAPU TLENOWEGO
� BEZPOŚREDNIA
� Badany oddycha w układzie półzamkniętym, a wydychane powietrze jest gromadzone
w tzw. worku Douglasa i analizowane przy pomocy specjalnych gazowych analizatorów
(lub wydychane powietrze jest bezpośrednio analizowane przez aparaturę sprzężoną z
komputerem).
� Na podstawie składu powietrza oraz wielkości wentylacji oblicza się wielkość VO2max.
� POŚREDNIA
� Oparta na istnieniu zależności liniowej między częstością skurczów serca a wielkością
obciążenia wysiłkowego i ilością pochłanianego tlenu.
� Zależność ta występuje w czasie wysiłków submaksymalnych wywołujących
przyśpieszenie tętna w przedziale 120-170/min.
� Odczytu wielkości VO2max dokonujemy z nomogramu Astrand-Rhyming.
� RODZAJE STOSOWANYCH TESTÓW WYSIŁKOWYCH
� Test maksymalny - wysiłek do odmowy, ograniczony objawami (symptom-limited)
� Kryteria osiągnięcia wysiłku maksymalnego: plateau krzywej pochłaniania tlenu,
poziom kwasu mlekowego (>8.0 mmol/l), współczynnik oddechowy (>1.1)
� Test submaksymalny
� do osiągnięcia 70-85% maksymalnej wiekowej częstości skurczów serca (220-wiek)
� Najdokładniej wydolność fizyczną możemy ocenić stosując maksymalną próbę
wysiłkową z bezpośrednim pomiarem poboru tlenu.
� W praktyce częściej stosujemy próby submaksymalne (klasycznie do osiągnięcia 85%
maksymalnej wiekowej częstości skurczów serca), a wielkość VO2max obliczamy metodą
pośrednią.
� METODYKA TESTU WYSIŁKOWEGO
� Stopniowy wzrost obciążenia np.:
� na cykloergometrze - o 30 Wco 3 min przy obrotach 60/min

26
� na bieżni ruchomej
wg zmodyfikowanego lub typowego protokołu Bruceła,
Naughtonła lub innych
� bieżąca obserwacja elektrokardiograficzna
� pomiar i rejestracja tętna (minimum co 2-3 minuty)
� pomiar ciśnienia co 2-3 minuty
� obserwacja i kontrola samopoczucia pacjenta
� zakończenie wysiłku przy wystąpieniu kryteriów przerwania testu
� obserwacja pacjenta (EKG, ciśnienie tętnicze do 10 minut po zakończeniu wysiłku).
� U młodych, zdrowych sportowców, gdy jedynym celem próby jest ustalenie wydolności
fizycznej można stosować 6 minutowy wysiłek na poziomie submaksymalnym (w
przedziale tętna 120-170/min) z oceną VO2max na podstawie nomogramu Astrand-
Rhyming.
� W praktyce klinicznej obciążenie zwiększa się stopniowo, co umożliwia pełną ocenę
tolerancji wysiłkowej i zwiększa bezpieczeństwo próby.
WARUNKI DO WYKONANIA TESTU WYSIŁKOWEGO
� Przygotowanie osoby badanej:
o lekki posiłek około 2 godziny przed badaniem
o zakaz picia kawy, mocnej herbaty i palenia tytoniu przed badaniem
o ubranie sportowe
o badania lekarskie (wywiad, badanie przedmiotowe, pomiar ciśnienia
tętniczego, zapis EKG)
o wyjaśnienie pacjentowi procedury badania i uzyskanie zgody na wykonanie
badania
� Organizacja pracowni
o nadzór lekarski w czasie badania
o przeszkolony personel wykonujący badanie
o pomieszczenie dobrze wietrzone, o temperaturze 20-23oC
� wyposażenie: cykloergometr lub bieżnia, monitor i aparat EKG, aparat do mierzenia
ciśnienia, leki i sprzęt pomocy doraźnej, defibrylator (przy próbach klinicznych)

27
PRZECIWWSKAZANIA BEZWZGLĘDNE DO WYKONYWANIA PRÓB WYSIŁKOWYCH:
o Świeżo przebyty zawał mięśnia sercowego
o Spoczynkowe bóle dławicowe w dniu badania (niestabilna choroba wieńcowa)
o Istotne obniżenie lub uniesienie odcinka ST w spoczynkowym EKG jako wyraz
ostrego niedokrwienia (nie stwierdzane w poprzednich zapisach)
o Jawna niewydolność krążenia
o Zaburzenia rytmu nasilające się w czasie wysiłku
o Zwężenie zastawki aorty znacznego stopnia
o Zakrzepowe zapalenie żył lub inne świeże procesy zakrzepowe
o Niedawno przebyty zator tętniczy
o Ostre choroby zakaźne
o Tętniak rozwarstwiający aorty
o Ciężkie choroby narządowe i układowe.
PRZECIWWSKAZANIA WZGLĘDNE DO WYKONYWANIA PRÓB WYSIŁKOWYCH:
o Ciężkie nadciśnienie tętnicze (>200/110)
o Świeży zawał serca (10-21 dzień po zawale)
o Niewydolność krążenia
o Nadciśnienie płucne
o Tętniak serca
o Tachyarytmie lub bradyarytmie
o Zaburzenia przewodzenia
o Wady przeciekowe i zastawkowe (szczególnie stenoza aortalna)
o Kardiomiopatia przerostowa i inne formy zawężenia drogi odpływu
o Niedokrwistość znacznego stopnia
o Niewyrównane choroby metaboliczne (m.in. cukrzyca i nadczynność tarczycy)
o Zaburzenia elektrolitowe
o Choroby i zaburzenia uniemożliwiające prawidłowy kontakt z badanym lub
wykonanie odpowiedniego wysiłku
KRYTERIA DO PRZERWANIA PRÓBY WYSIŁKOWEJ:
o Limit tętna w próbie submaksymalnej lub kryteria osiągnięcia wysiłku
maksymalnego
o Ból w klatce piersiowej
o Silne bóle mięśni lub bardzo silne zmęczenie
o Uczucie omdlenia, duszności, trudności w oddychaniu
o Nagła bladość lub sinica
o Zaburzenia równowagi
o Nieprawidłowości w zapisie EKG (obniżenie odcinka ST poniżej 2 mm,
uniesienie odcinka ST powyżej 2 mm, wystąpienie bloku odnogi lub bloku p-k
IIo i IIIo, zaburzenia rytmu nasilające się w czasie wysiłku)
o Brak wzrostu tętna mimo wzrostu obciążenia lub gwałtowny wzrost tętna przy
niewielkim obciążeniu
o Brak wzrostu ciśnienia krwi w czasie wysiłku lub spadek ciśnienia podczas próby

28
o Górna granica RR do której można prowadzić próbę to ok. 240/120
o Odmowa pacjenta lub brak współpracy z chorym
Pytania
1. Wydolność fizyczna organizmu
2. Zdefiniuj i przedstaw graficznie pojęcia: stanu równowagi czynnościowej
(steady state), długu tlenowego i deficytu tlenowego.
3. Pułap tlenowy i czynniki go determinujące
4. Pojęcie tolerancji wysiłkowej, czynniki na nie wpływające i jego znaczenie