1. Podział grup krwi

U człowieka występują cztery główne grupy krwi. Jest to grupa: O,A,B,AB. Różnią je antygeny A i B występujące na powierzchni krwinek czerwonych zwane

( aglutynogenami) oraz przeciwciała występujące w osoczu krwi (agutyniny) Anty a (alfa) i anty b (beta). W zależności od grupy krwi rozkład antygenów w erytrocytach i aglutyniny w osoczu wygląda następująco :

Grupa „O” - w krwinkach czerwonych nie ma antygenu, natomiast w surowicy występują przeciwciała A i B

Grupa „A” - w błonie komórkowej występuje antygen A, a w surowicy przeciwciała anty B

Grupa „B” - w błonie komórkowej występują antygeny B, natomiast surowica zawiera przeciwciała anty A

Grupa „ AB” - w błonie komórkowej występują antygeny A i B, natomiast surowica nie zawiera przeciwciał.

Żeby oznaczyć grupę krwi, należy posiadać surowicę wzorcową z oznaczeniami przeciwciał anty A, anty B oraz anty AB. Oznaczenie to bazuje na zjawisku aglutynacji krwinek, inaczej mówiąc na ich zlepianiu. Zlepianie krwinek występuje jedynie wtedy, kiedy jednoimienny antygen spotka się z jednoimiennym przeciwciałem np. antygen A z przeciwciałem anty A.

Postępowanie w przypadku oznaczenia grupy krwi wygląda następująco:

Do oznaczonej płytki z nazwą surowicy, dodajemy krople krwi z opuszka palca. Mieszamy ją następnie z surowicą. Podobnie postępujemy z pozostałymi płytkami. Po 5 minutach obserwujemy przez szkło powiększające, w której płytce nastąpiło zlepianie. Oznaczamy znakiem + aglutenację a znakiem _ jej brak

Np.:

Badany	Surowica krwi			Grupa krwi
	Anty A	Anty B	Anty A i B
1	+	-	+	„A”
2	-	-	-	„O”
3	-	+	+	„B”
4	+	+	+	„AB”

W krwinkach człowieka, poza antygenami warunkującymi grupę krwi, może występować jeszcze jeden warunkowany dziedzicznie antygen - (antygen D, inaczej czynnik RH. Występuje on we krwi u większości ludzi. Mają oni wtedy krew Rh +. Stosunkowo mniejszy procent populacji nie posiada tego czynnika , wtedy mają oni krew Rh -.

Do oznaczenia tego czynnika potrzebna jest surowica wzorcowa anty D. Po zmieszaniu oznaczonej surowicy z kroplą krwi badanego, po 30 min. W tem. 37C , może wystąpić aglutenacja bądź jej brak. W przypadku wystąpienia zlepiania badany będzie posiadał grupę krwi RH + . O czynniku tym często się wspomina , gdy dochodzi do konfliktu serologicznego. Konflikt ten może wystąpić, gdy płód odziedziczył antygen D (RH+) po ojcu, a krew matki posiada Rh- . Krew matki i płodu w zasadzie się nie mieszają. Do kontaktu dochodzi podczas porodu i zaburzeń w przebiegu ciąży. Przeciwciała powstałe w odpowiedzi na czynnik Rh po pewnym czasie zanikają.

2. Testy

2.1. Metoda bezpośrednia oceny maksymalnego zużycia tlenu VO₂max

Jednym z najważniejszych kryteriów przy ocenie wydolności fizycznej jest max. Zużycie tlenu. Za max. zużycie tlenu Vo₂ max przyjmuje się największą ilość tlenu, jaka zużywana jest w przeciągu 1 min. przy największym wysiłku fizycznym.

Maksymalne zużycie tlenu jest zależne od wieku, płci, czynników konstytucjonalnych, ale przede wszystkim od stanu wytrenowania. Badanie VO2max pozwala ocenić stan wytrenowania oraz kontrolować skuteczność stosowanych bodźców treningowych. Szczególne znaczenie ocena Vo2max pozwala ocenić stan wytrenowania oraz kontrolować skuteczność stosowanych bodźców treningowych. Szczególne znaczenie ma ocena Vo2 max przy sterowaniu treningiem wytrzymałościowym. W większości przypadków trening wytrzymałościowy w początkowym okresie pozwala uzyskać znaczny przyrost max. Połapu tlenowego. (około 20-30%). Metoda ta jest mało diagnostyczna w przypadku badania osób o dobrym wytrenowaniu.

Przebieg próby:

Metoda ta określa max pułap zużycia tlenu jako kryterium ogólnej wydolności.

Osoba badana musi wykonać rzetelnie próbę, zespół badający , tak musi zaprogramować wysiłek, aby było możliwe rozwinięcie max funkcji układu krążenia i oddychania przed wystąpieniem niewydolności mięśniowej.

Czas wysiłku nie może być krótszy niż 5-7 min. Praca jest wykonywana na bieżni mechanicznej lub ergonometrie rowerowym. Wysiłek właściwy poprzedzamy 5 minutową rozgrzewką wykonaną w spokojnym tempie.

Cykloergonometr- stopniowo wzrasta intensywność pracy. Wielkość obciążenia zwiększamy co 1-2 minuty aż do momentu indywidualnego wyczerpania ( badany odmawia dalszej współpracy) Przy najwyższym obciążeniu badany kontynuuje pracę przez 0,5 , 1, 1,5, 2 min

Bieżnia - stała prędkość przesuwu taśmy uwzględnia indywidualne możliwości badanego i kryteria rzetelności próby. Obciążenia zwiększamy poprzez podniesienie kąta nachylenia bieżni o 1-2 stopnie co 1-2 minuty ( aż do momentu odmówienia pracy przez badanego )

Zużycie tlenu mierzymy metodą kalorymetrii pośredniej - otwartą

Wyniki przedstawiamy w l/O2/min bądź w ml o2/min znając masę badanego, max zużycie tlenu wyrażamy w ml/kg/min. Porównując uzyskane dane z tablicami możemy ocenić wydolność fizyczną:

RYS: 1

1. Pośredni pomiar max. zużycia tlenu

Metoda bezpośredniego pomiaru Vo2max jest metoda trudną do przeprowadzenia ze względów związanych z trudnością wykonania oraz sprawami motywacyjnymi. Innym negatywnym czynnikiem tej metody jest nie wskazanie do stosowania tej próby w trakcje okresu startowego. Dlatego też, skonstruowano próby, które by charakteryzowało obciążenie submaksymalne i mogło w sposób rzetelny ocenić wydolność fizyczną badanego.

Badanie bezpośrednie uproszczono poprzez stosowanie prób pośrednich, opartych na przewidywaniu mak. zużycia tlenu na podstawie aktualnego zużycia O2, oraz częstości skurczów serca podczas pracy submaksymalnej . Opracowanie testów oparto na zależności jaka występuje podczas pracy submaksymalnej między stanem wydolności fizycznej a przebiegiem funkcji fizjologicznych tj tętno, wentylacja płuc, zużycie tlenu). Niższe wskaźniki fizjologiczne i niższy koszt energetyczny podczas pracy submaksymalnej odpowiadają większej wydolności lub wyższemu maksymalnemu zużyciu tlenu.

RYS 2:

2. Oznaczenie mak. Zużycia tlenu metodą Astranda-Ryhming

Metoda ta pozwala przewidzieć mak. zużycie tlenu na podst. pomiarów tętna w pracy submax. (standardowy wysiłek na cykloergometrze albo przy użyciu stopnia do step-testu) . Astrand i Ryhming skonstruowali nomogram pozwalający przewidzieć mak. zużycie tlenu. Nomogram ma:

1. skalę tętna dla kobiet i mężczyzn,

2. skalę mak. Zużycia tlenu

3. skalę zużycia tlenu

4. skalę obciążeń na ergonometrie rowerowym

Nomogram wyraża związki korelacyjne między wskaźnikami przedstawionymi na poszczególnych skalach. Zależność taka występuje również pomiędzy zużyciem tlenu w pracy sumak. (skala zużycia tlenu) a ciężarem ciała (dotyczy to step testu) oraz obciążeniem (w kGm/min) podczas wysiłku wykonywanego na cykloergometrze

Określonemu obciążeniu i ciężarowi ciała (w zależności od płci) odpowiada na skali zużycia tlenu odpowiednia wartość , którą znajdujemy łącząc linią poziomą odpowiednią wartość, którą znajdujemy łącząc linią poziomą ciężaru ciała lub obciążenia ze skalą VO2. Znalezione zużycie tlenu na tej skali łączymy linią prostą z punktem na skali tętna, stwierdzonym u badanego w czasie testu wysiłkowego. Przeprowadzona prosta przetnie skalę mak. zużycia tlenu w punkcie odpowiadającym przewidywanej wartości VO2 max.

Max zużycie tlenu zmniejsza się w sposób istotny wraz z wiekiem, dlatego odczytaną wartość mnożymy przez współczynnik korelacyjny, odpowiedni dla danej grupy wiekowej. Skorygowana wartość mak. Zużycia tlenu charakteryzuje wydolność fizyczną badanych osób.

U badanego mężczyzny w wieku 35 lat stosowano obciążenie 600kGm/min (100W), średnie tętno z okresu równowagi wynosiło 138 ud/min. Wielkość obciążenia znajduje się na prawej skrajnej skali. Punk 600 km połączymy linią poziomą ze skalą zużycia tlenu , znajdziemy minutowe zużycie tlenu odpowiadające obciążeniu 600kGm/min, na naszym przykładzie wyniesie ono 1,43l/min. Znaleziony pkt łączymy ze skalą tętna 138 ud.min i odczytujemy w miejscu przecięcia ze skalą VO2 max w przypadku mężczyzny6 z prawej strony nomogramu. W naszym przykładzie przetnie się w pkt. 2,5 l/min. Nanosimy poprawkę wiekową, w tym celu uzyskaną wartość pomnożyć przez współczynnik korelacji dotyczący wieku z tabeli „Wartość współczynnika korelacji dla danego wieku” w naszym przypadku jest to 0,87

0,87 X 2,5 l/min = 2,17 lO2/min

Uzyskana wartość odnosimy do 1 kg masy ciała tzn. wyrażamy w ml/kg/min. Obliczona względna wartość mak. Zużycia tlenu pozwala sklasyfikować wydolność fizyczną badanych.

Postępowanie:

Przeprowadzamy na ergonometrie bądź stopniu do step-testeru.

Cykloergonometr: Badany wykonuje wysiłek o zadanej intensywności, częstość tętna powinna mieścić się w przedziale 120-170 ud/min, najlepiej ( 130-150) czas wysiłku 5-8 min. Przy niezbyt dużej intensywności tętno już po 4,5,6 min lub 5,6,7 jest zbliżone i osiąga steady-state . Wynik uzyskany w trzech pomiarowych minutach służy nam do obliczenia średniej wartości tętna/min. Tętno to jest podstawą do dalszych obliczeń w nomogramie.

Step-tester - wysokość stopnia dla kobiet wynosi 33 cm, dla mężczyzn 40 cm. Przy rytmie wchodzenia 22,5 / min, zasady pomiaru tętna są takie same jak wyżej. Wartości odczytane z nomogramu korygujemy przez współczynnik korelacji dla wieku . Wyrażamy max zużycie tlenu w lO2/min i ml/kg x min, oceniamy wydolność fizyczną

2. Oznaczenie max zużycia tlenu metodą Margarii

Margania i WSP. Opracowali metodę przewidywania VO2 max w warunkach nie wymagających max. wysiłku. Próba ta określa maksymalne zużycie tlenu na podstawie dwóch pomiarów tętna w trakcje submaksymalnego wysiłku. Wyboru odpowiedniej prostej (oznaczającej mak. Zużycie tlenu w ml/kg/min) na nomogramie dokonujemy na podst. Określenia tętna maks. , które jest charakterystyczne dla badanego i zależy od wieku.

Postępowanie:

Badana osoba wykonuje ćwiczenia polegające na wchodzeniu na stopień o wys. 40 cm. W próbie wykonuje się dwa kolejne wysiłki. Pierwszy wykonywany jest w rytmie 15 wejść na min., drugi po przerwie 20-30 min, w rytmie 25 wejść na minutę. Intensywność wysiłku określona jest zatem częstością wchodzenia na stopień. Częstość tętna rejestrujemy w czasie wchodzenia w każdej minucie w jej 10 ostatnich sekundach. Pomiar tętna z okresu równowagi funkcjonalnej (steady-state) tj. po około 5-7 min. Pracy pierwszej i drugiej stanowi podstawę do odczytania z nomogramu wartości VO2max . Wybór odpowiedniej skali zależy od wieku badanego np. fmax=160, fmax=180, fmax=200 . Znając ciężar badanego obliczamy mak. Zużycie tlenu w wartościach bezwzględnych tj. lO2/min.

Odczytane z nomogramu wartości notujemy, porównując z danymi charakteryzującymi normy wydolności fizycznej.

Rys 4

3. Test PWC 170

Test ten polega na wyliczeniu w kGm/min lub w watach wartości obciążenia podczas pracy na cykloergometrze przy częstości skurczów serca na poziomie 170 ud/ min

Czym większa wartość PWC₁₇₀ tym większą pracę mięśniową może wykonać człowiek przy optymalnym funkcjonowaniu układu krążenia. Im wyższa wartość PWC ₁₇₀ tym wydolność fizyczna jest większa. Potwierdza to istotne zależności korelacyjne pomiędzy wielkością wskaźnika PWC₁₇₀ a mak. zużyciem tlenu Vo2max

Przebieg:

Badany wykonuje dwa różne 5 minutowe wysiłki o obciążeniu submaksymalnym , wykonywane na cykloergometrze.

2 prace o umiarkowanej intensywności np. o obciążeniu 600 i 900 kGm/min (100W i 150 W). Każda praca trwa 5 min. W czasie ostatnich 30 sek. pracy mierzymy tętno.

W układzie współrzędnych prostokątnych, odkładamy dwa punkty odpowiadające wartością tętna podczas pracy o obciążeniu N1 i N2. Przez powstałe punkty prowadzimy prostą aż do przecięcia z linią odpowiadającą częstości tętna 170 ud/min. Z powstałego ( powstałego wyniku przecięcia prostych ) punktu 3 opuszczamy prostą prostopadłą na oś obciążeń , gdzie odczytujemy wartość pracy mięśniowej, która podnosiłaby tętno do 170 ud/min.

Obok metody graficznej istnieje metoda analityczna.

170 - f₁

PWC ₁₇₀= N₁+(N₂-N₁) x f₂ - f₁

Gdzie :

N₁- obciążenie pierwsze

N₂- obciążenie drugie

F₁- tętno z 5 min pracy pierwszej

F₂- tętno z 5 minuty pracy drugiej

W zależności od potrzeb i możliwości czasowych wysiłki mogą być przedzielone przerwą odpoczynkową (20-30 min) albo stosuje się najczęściej drugie obciążenie zaraz po pierwszym.

Znając wartość PWC 170 możemy obliczyć wielkość max. Zużycia tlenu wg. Wzoru

V _02max = 1,7 x PWC ₁₇₀ + 1240

Rys. 5

3.0. Ocena mocy anaerobowej

3.1. Ocena mocy anaerobowej bezmleczanowej testem Margarii-Kalamena

W czasie krótkotrwałych wysiłków o dużej intensywności ( np. bieg sprinterski, podnoszenie ciężarów, skoki, rzuty) energia uzyskiwana jest z rozpadu ATP i fosfokreatyny (CP). Ponieważ czasie wysiłków fizycznych dużej intensywności zaangażowane są jednostki motoryczne szybkokurczliwe, osobnicy o dużej zawartości procentowej włókien szybkokurczliwych w mięśniach szkieletowych charakteryzują się wysoką mocą anaerobową bezmleczanową.

Test Margarii-Kalamena jest testem za pomocą , którego możemy oznaczyć moc anaerobową bezmleczanową. Oparty jest on na pomiarze czasu biegu po schodach o odpowiednich wymiarach i kącie nachylenia. Wysokość stopni wynosi 17,5, a dł. 31 cm. Stopnie 3,6 i 9 podłączone są do miernika czasu i fotokomórki, co pozwala na dokładny pomiar czasu przebycia odcinka między 3 i 9 stopniem

W badaniu oznaczamy moc anaerobową bezmleczanową. Do wykonania potrzebne SA schody z miernikiem czasu.

Przebieg:

Badany staje 6m przed schodami. Po podaniu sygnału wbiega na schody z mak. szybkością stawiając stopy na 3,6 i 9 stopniu.

Na podstawie czasu biegu (T) między 3 i 9 stopniem, różnicą poziomu tych stopni (h w metrach) i ciężaru ciała badanego 9 w Kg) obliczamy moc (M)

W kGm/s według wzoru:

Ciężar ciała x h

M= T

Np. M = 70kGx 1,05m = 153,1 kGm/s

0,48 s

Badanie u dzieci modyfikujemy : dzieci wbiegają na 2,4 i 6 stopień, wysokość wynosi 0,7 m.

3.2. Ocena mocy anaerobowej za pomocą testu 30” ( test Wingate)

Jest to test nie inwazyjny , pozwalający ocenić wydolność anaerobową. Pozwala on na rejestrację dynamiki w funkcji czasu (30 sek.) jej narastanie oraz spadek wskutek występowania procesów zmęczenia, mający swój związek w zmianach stanu równowagi kwasowo-zasadowej organizmu oraz z wyczerpaniem się mięśniowych substratów energetycznych.

Postępowanie:

Do oceny wydolności anaerobowej potrzebny jest cykloergometr Monak z układem pomiarowym czasu trwania obrotów pedału cykloergometru.

Próbę poprzedzamy 5 min. Rozgrzewką na cykloergonometrze przy obciążeniu doprowadzającym częstość skurczów serca do około 140-150 ud/min.

Po kilku minutach przerwy badany wykonuje wysiłek przez 30 sek. z maksymalną szybkością obrotów pedałowania, obciążenie dobierane jest to indywidualnych możliwości. Można się do tego celu posłużyć specjalnie skonstruowaną tabelą , która bierze pod uwagę masę ciała. Badany rozpoczyna pracę na sygnał i jego zadaniem jest uzyskanie w jak najkrótszym czasie mak. szybkości obrotów pedałami utrzymanie jej przez 30s. Uwzględniając stałość obciążenia podczas całej próby, moc rozwijana będzie proporcjonalna do częstości (szybkości) obrotów pedałami. Poniższa ryc. Przedstawia zmianę mocy w funkcji czasu.

Rys. 6

Z analizy przebiegu zmiany mocy w funkcji czasu wynika, że mak. moc osiąga badany między 3-6 s. pracy. Następnie rozwijana moc obniża się, aż do momentu zakończenia próby. Przebieg ten oddaje charakter przemian energetycznych pracujących mięśniach. Podczas pierwszych sek. resynteza ATP odbywa się kosztem rozpadu fosfokreatyny. Stąd też poziom fosfagenów w głównej mierze decyduje o wielkości rozwijanej mocy mechanicznej, jak też i czasie trwania wielkości mak. Po kilku sek. występuje spadek mocy (wyczerpanie fosfokreatyny w mięśniach, kontynuowanie pracy w głównej mierze opiera się na uzyskaniu energii z układu glikogenowo-mleczanowego w procesach resyntezy ATP. Pojawianie się kwaśnych produktów przemiany materii jest coraz gorzej tolerowany przez mięśnie. Pojawia się zmęczenie i mięsnie nie są wstanie kontynuować pracy o takiej mocy.

W czasie testu rejestrujemy czas trwania każdego obrotu za pomocą układu pomiarowego (fotokomórka, miernik czasu oraz drukarka) Do obliczenia wielkości pracy mechanicznej wykorzystujemy czas pracy poszczególnych obrotów oraz wartość obciążenia za pomocą wzoru:

L= n x L1

Gdzie:

L1- praca wykonana podczas jednego obrotu ( Jule)

n- liczba obrotów

Zmiany mocy określane są przez zmiany częstości pedałowania, czyli od czasu trwania poszczególnych obrotów.

Moc chwilową obliczmy:

Li

Ni = t i

Gdzie:

Ni- moc chwilowa podczas jednego obrotu pedałami Watach

Ti- czas trwania danego obrotu w sek

Li- praca wykonana przy jednym obrocie pedałami

Oblicza się mak. moc chwilową wg. Wzoru

Li

Max = tmin

Gdzie

t min- czas twania najszybszego obrotu pedałów pedałów sek.

Li- praca wykonana podczas najkrótszego obrotu pedałów (pedałów)

Max- max moc wyrażona w watach (W)

Z danych można określić czas, w ciągu którego badany osiąga największą moc, wyznaczyć czas utrzymania mak. rytmu pedałowania ( utrzymanie mak. mocy) Można na podstawie różnic w wartościach mocy określić wskaźnik spadku mocy.

Dodatkowo na podstawie oznaczenia stężenia kwasu mlekowego mlekowego parametrów równowagi kwasowo-zasadowej we krwi (ph, HCo3, BE) możemy ocenić wielkość udziału procesów anaerobowych mleczanowych w energetyce wysiłku.

Test Wingate pozwala ocenić kilka aspektów związanych z oceną potencjału anaerobowego. Mak. moc wysiłku oraz czas jej osiągania oceniają moc anaerobową-fosfagenową(bezmleczanową) , wielkość wykonywanej pracy w ciągu 30 sek. pozwala ocenić pojemność źródła anaerobowego - mleczanowego. Wskaźniki takie jak stężenie kwasu mlekowego po wysiłku , obniżenie ph uzupełniają informacje co do wielkości potencjału anaerobowego- mleczanowego.

3.3. Próg przemian anaerobowych (PPA) jako kryterium oceny wydolności fizycznej oraz doboru obciążeń treningowych.

Aktualne stężenie mleczanu we krwi określa nie tylko tempo jego wytwarzania w komórkach mięśniowych i dyfuzji do krwi, ale także tempo eliminacji kwasu mlekowego z krwi, związane z wychwytywaniem i jego utlenianiem , np. przez niepracujące mięśnie, wątrobę itp.

W trakcje wysiłku o stopniowo wzrastającej intensywności gwałtowny wzrost stężenia kwasu mlekowego we krwi obserwuje się dopiero wtedy, gdy jego stężenie przekroczy poziom odpowiadający wartości około 3-5 mM/l. Wartość tą przyjęto uważać jako pkt. Krytyczny, charakteryzujący próg przemian anaerobowych (PPA). Oznacza ona graniczną wartość przejścia z wysiłkowego metabolizmu tlenowego do beztlenowego. Wielkość ta ocenia efektywność przemian tlenowych ustroju, które to warunkują zdolność wysiłkową w konkurencjach wytrzymałościowych.

Występująca wysoka zależność pomiędzy poborem tlenu i prędkością biegu na poziomie progu beztlenowego wynikami w konkurencjach wytrzymałościowych.

Diagram pozwalający określić stopień wytrzymałości oraz ocenę maksymalnego obciążenia w oparciu o poziom stężenia kwasu mlekowego we krwi w końcowej fazie wysiłku opracował Mader i WSP. Posługując się wielkością prędkości biegu przy stężeniu mleczanu równym 4mM/l . opracowano skalę oceny wytrzymałości (tlenowej) oraz zakresy obciążeń treningowych dla poszczególnych prędkości progowych:

Niska 3,0 ± 0,5 m/s

Dostateczna 3,5 - 4,0 m/s

Średnia 4,0-4,7 m/s

Wysoka 4,8-5,2 m/s

Doskonała 5,3-6,6 m/s

Rys. 7

Strefa A oznacza obciążenie małe , B - średnia, C- wysokie . Odnosi się to do uzyskanych wartości stężenia mleczanu podczas określonego wysiłku.

Próg przemian anaerobowych określa się w wartościach bezwzględnych obciążenia wysiłkowego, przy których następuje gwałtowny wzrost stężenia mleczanu we krwi (4 mM/l) oraz odpowiadających temu obciążeniu wartościach minutowego poboru tlenu i częstości skurczów serca.

Najczęściej stosowaną metodą wyznaczenia PPA jest metoda inwazyjna oparta na pomiarze zmian stężenia mleczanu we krwi podczas 3-5 wysiłków trwających około 4 minuty każdy i zróżnicowanych pod względem intensywności. Intensywność wysiłków powinna stopniowo wzrastać. Pomiędzy wysiłkami stosuje się przerwy w celu pobrania krwi do analizy stężenia kwasu mlekowego. PPA wyznacza się na podst. Interpolacji krzywej zmian wartości stężenia mleczanu we krwi. Niezbędne jest w trakcje wysiłku oznaczenie równowagi czynnościowej. Dodatkowo rejestruje się wskaźniki takie jak: minutowe zużycie tlenu, częstość skurczów serca, zmiany równowagi kwasowo-zasadowej krwi itp.

PPA, profil oraz wartość graniczna ulegają zmianą w trakcje rozwoju biologicznego oraz pod wpływem treningu sportowego. O ilości wytworzonego kwasu mlekowego obok intensywności wysiłku i wykorzystania tlenu decyduje skład włókien pracujących mięśni, czas wykonywanego wysiłku oraz rodzaj diety i stan funkcjonalny badanego (wyczerpanie, przemęczenie treningiem może wpłynąć na przebieg „krzywej mleczanowej”.

Ocenę potreningowych zmian adaptacyjnych ustroju oprócz oznaczenia progu beztlenowego powinna zawierać również analizę „profilu” krzywej kwasu mlekowego.

Rys. 8

Zadanie:

Ocena progu przemian anaerobowych

Potrzebne do wykonania:

Cykloergometr lub bieżnia mechaniczna, zestaw do oznaczania stężenia mleczanu we krwi kapilarnej metodą chemiczną lub enzymatyczną, sport - tester do rejestracji częstości skurczów serca.

Postępowanie:

W spoczynku oznaczamy częstość skurczów serca oraz stężenie kwasu mlekowego(LA)- krew kapilarna z opuszki palca. Następnie badana osoba wykonuje wysiłek o stopniowo wzrastającej intensywności na cykloergometrze lub bieżni mechanicznej. Wysiłek na każdym stopniu obciążenia wynosi 3-4 min. Między obciążeniami stosujemy 1-2 min przerwy i pobieramy krew do analizy. Badany wykonuje wysiłek do momentu kiedy już nie jest wstanie kontynuować pracy. Po zakończeniu w 1-3 min. Pobieramy krew, HR rejestrujemy do 10 tej minuty wypoczynku.

Przedstawienie wyników:

Wykonujemy wykres charakteryzujący zmiany stężenia mleczanu we krwi w miarę wzrostu intensywności wysiłku. Notujemy progowe wyniki oznaczeń: częstość skurczów serca, obciążenie.

3.4. Test Conconiego- nieinwazyjna metoda oceny progu przemian anaerobowych

Próg przemian anaerobowych (PPA) można kreślić stosując metody nie inwazyjne. Test Conconiego polega na ciągłej rejestracji skurczów serca podczas wysiłków o stopniowo wzrastającej intensywności, a następnie do określenia obciążenia ,przy którym dochodzi do zagięcia krzywej częstości skurczów serca. Udowodniono, że punkt zagięcia krzywej odpowiada obciążeniu, powyżej którego gwałtownie zaczyna wzrastać stężenie mleczanu we krwi przy zastosowaniu stopniowo wzrastającego obciążenia.

Zadanie:

Określenie obciążenia progowego

Potrzebne do wykonania:

Cykloergometr lub bieżnia mechaniczna, sport-tester, komputer odtwarzający rejestrację skurczów serca przez sport-tester, komputer z odpowiednim programem pozwalający na określenie obciążenia, w czasie którego częstość skurczów serca odchodzi od liniowości w miarę wzrosu obciążenia.

Rys.9

Postępowanie:

Badana osoba zakłada Sport-Tester wg instrukcji i wykonuje 10-min rozgrzewkę z obciążeniem stanowiącym indywidualne 60% HRmax. Test zasadniczy polega na stopniowaniu obciążenia, co min. Tak, aby na każdym jego poziomie częstość HR wzrosła o około 8. Odczytujemy zarejestrowane HR przy pomocy komputera. Określamy przy pomocy odpowiedniego programu komp. Obciążenie, w czasie którego częstość skurczów serca odchodzi od liniowości. W przypadku, gdy nie mamy komputera możemy przedstawić obciążenie progowe w sposób graficzny przedstawiając na wykresie zastosowane obciążenie na cykloergometrze lub prędkości biegu na bieżni i odpowiadające im częstości skurczów serca.

Przedstawienie wyników:

Przedstawiamy wykres zmian częstości skurczów serca w zależności od zastosowanych obciążeń wysiłkowych. Notujemy obciążenia oraz progowe częstości skurczów serca. Porównujemy wyniki kilku badanych osób.

1. Testy wysiłkowe, w których pomiary fizjologiczne wykonywane są po zakończeniu wysiłku

W praktyce sportowej i w badaniach naukowych stosowane są próby oparte są po zakończeniu wysiłku. Zasadniczą zaletą tych prób jest łatwość przeprowadzenia pomiarów różnych parametrów, nawet w trudnych warunkach bez stosowania skomplikowanej aparatury. Zachowanie się wskaźników układu oddechowego i krążenia podczas i po obciążeniu pracą wykazuje wyraźną różnicę między osobą wytrenowaną a nie uprawiającą sportu. Na przykład, u wytrenowanych osób wzrost częstości skurczów serca jest przy takim samym obciążeniu, znacznie mniejszy aniżeli u nie wytrenowanych. Równocześnie u osób wytrenowanych obserwuje się skrócony czas powrotu częstości skurczów serca do stanu spoczynkowego. Nieraz częstość skurczów serca obniża się poniżej wartości spoczynkowej, co uznaje się za stan korzystny.

4.1. Próba Martineta

Zadanie:

Określić typ reakcji układu krążenia w przebiegu zastosowanej próby oraz czas powrotu tętna i ciśnienia tętniczego do wartości spoczynkowych.

Postępowanie:

Badany z założonym mankietem sfigmomanometru leży przez 10 minut. Po upływie tego czasu mierzymy tętno i ciśnienie tętnicze skurczowe i rozkurczowe. Następnie badany wykonuje 40 głębokich przysiadów w rytmie jeden przysiad na sek. i natychmiast wraca do pozycji leżącej. Od momentu przerwania wysiłku mierzy się czas, równocześnie badając co pół minuty ciśnienie tętnicze krwi i tętno aż do powrotu do wartości spoczynkowej

Przedstawienie wyników:

Przedstawić na wykresie zmiany tętna i ciśnienia tętniczego zinterpretować wyniki.

Tętno powinno po wykonaniu próby przy prawidłowej reakcji nie wzrosnąć więcej niż 20-30 ud/min, ciśnienie skurczowe wzrasta o 10-20 mmHg a rozkurczowe pozostaje bez zmian lub nie znacznie się zmienia. W warunkach prawidłowych tętno i ciśnienie powraca do normy ciągu 3 minut. Przedłużenie czasu powrotu do wartości spoczynkowych zdarza się w niektórych stanach patologicznych i pewnych stanach emocjonalnych.

Czasami można zaobserwować takie reakcje jak :

Dystoniczną- duży wzrost tętna i ciśnienia skurczowego oraz znaczny spadek ciśnienia rozkurczowego

Hipertoniczną: duży wzrost ciśnienia skurczowego i częstości tętna

Asteniczną: nieznaczne zmiany ciśnienia tętniczego krwi przy dużym wzroście częstości tętna.

4.2. Próba Ruffiera

Próba ta polega na ocenie wskaźnika obliczonego na podst. częstości tętna po wykonaniu 30 przysiadów. Ocena czynności układu krążenia uzyskana za pomocą tej próby nie jest w pełni obiektywna. Zmiany częstości skurczów serca pod wpływem czynników emocjonalnych decydują w poważnym stopniu o wyniku próby, w której wysiłek jest niewymierny i krótki (obejmuje wstępną fazę adaptacji układu krążenia do wysiłku )

Zadanie:

Obliczyć wskaźnik Ruffiera

Postępowanie:

Badana osoba wykonuje 30 przysiadów w ciągu 30 sek. Pomiar częstości tętna przeprowadzamy w pozycji siedzącej w następującej kolejności: w spoczynku, bezpośrednio po zakończeniu wysiłku testowego i po 1 min wypoczynku. Na podstawie uzyskanych wyników obliczamy wskaźnik Ruffiera wg wzoru:

IR= ( P₁ + P₂ + P₃) - 200

10

gdzie :

P1 - minut. Częstość tętna w spoczynku

P2- minutowa częstość tętna bezpośrednio po próbie

P3- minutowa częstość tętna po 1 min. Wypoczynku

Uzyskane wyniki punktowe interpretujemy w następujący sposób:

1/ ocena b.dobra - 0,0 pkt.

2/ ocena dobra - 0,1 - 5,0 pkt.

3/ ocena średnia - 5,1 - 10,0 pkt.

4/ ocena słaba - 10,1- 15,0 pkt.

Przedstawienie wyników

Ocenić wydolność fizyczną na podstawie wskaźnika Ruffiera.

4.3. Próba harwardzka

Światowa Organizacja Zdrowia poleca ta próbę do oceny zdolności adaptacyjnych układu krążenia do wysiłku fizycznego.

Zadanie:

Obliczyć wskaźnik sprawności fizycznej.

Postępowanie:

Nastawiamy metronom na 120 ud/min. Badana osoba wchodzi i schodzi ze stopnia wys. 51 cm dla mężczyzn i 46 dla kobiet w rytmie 30 wejść na minutę. (na raz i dwa wejście na trzy i cztery zejście) Czas trwania próby- 5 minut. Po wykonaniu próby badany siada i mierzymy tętno w następujących podziałach czasowych po zakończeniu wysiłku.

Od 1 min do 1,30

2 - 2,30

3- 3,30

Łącznie wykonujemy 3 pomiary częstości tętna , każdy trwa 30 s.

FI = czas pracy w s x 100

2 x suma 3 pomiarów tętna

Wsaźnik FI (pkt) Ocena wydolności

1. poniżej 55 zła

2. 55-64 poniżej przeciętnej

3. 65-79 przeciętna

4. 80-89 dobra

5. powyżej 90 bardzo dobra

Przedstawienie wyników:

Podać wartości punktowe wskaźnika sprawności fizycznej i określić zdolności adaptacyjne badanego

4.4. Próba Cramptona

Na podstawie zachowania się częstości tętna i ciśnienia tętniczego skurczowego, w różnych pozycjach ciała (leżąca i stojąca), obliczamy wskaźnik Cramptona. Pozwala on śledzić oddziaływanie układu nerwowego autonomicznego na układ krążenia. Ponieważ wyniku treningu sportowego dochodzi do zmiany napięcia części współczulnej i przywspółczulnej układu autonomicznego, test Cramptona może być pomocny w ocenie wydolności fizycznej.

Zadanie:

Obliczyć wskaźnik Cramptona

Postępowanie:

Badana osoba po założeniu mankietu sfigmomanometru przyjmuje pozycję leżącą. Po 10 min odpoczynku w pozycji leżącej mierzy się częstość tętna i ciśnienia tętniczego skurczowego. Następnie badany przyjmuje pozycję stojącą i po 2 minutach stania wykonany zostaje ponownie pomiar tętna i ciśnienia skurczowego. Na podst. otrzymanych wartości różnicy tętna i ciśnienia skurczowego krwi obliczamy wskaźnik Cramptona wg. Wzoru

DPA

IC = 25(3,15 + DTS x 20)

IC- Indem Cramptona

DTS- różnica ciśnienia skurczowego krwi (w cm)

DPA- różnica częstości tętna

Interpretacja wyników :

Reakcja Pkt

B.dobra 95 i więcej

Dobra 80-94

Dostateczna 65-79

Zła mniej niż 65

Przedstawienie wyników :

Podać wartości wskaźnika Cramptona i ocenić reakcje układu krążenia

4.5. Modyfikacja testu Cramptona wg. Malareckiego)

Test ten umożliwia porównanie reakcji układu krążenia na zmianę pozycji ciała z przysiadu do pozycji stojącej

Przyjęcie pozycji stojącej po leżącej (próba Cramptona) wywołuje u większości osób niewielkie zmiany w układzie krążenia. Większą reakcję może powodować przejście z przysiadu do pozycji stojącej

Postępowanie:

1. Wykonać próbę Cramptona z dodatkowym pomiarem tętna i ciśnienia tętniczego natychmiast po przyjęciu pozycji stojącej

2. Po 5 min. Przerwie badana osoba robi przysiad i pozostaje w tej pozycji przez 3 min. Pod koniec 3 min. Należy zmierzyć tętno i ciśnienie. Po 2 min. Stania należy powtórzyć pomiar tętna i ciśnienia tętniczego .

Przedstawienie wyników:

Porównując reakcję ukł. Krążenia (tętno i ciśnienie tętnicze) na zmianę pozycji z leżącej na stojącą i z przysiadu na pozycję stojącą. Podać możliwe przyczyny zróżnicowania tych reakcji.

3. Mechanizm skurczu mięśnia

Mechanizm prowadzący do pobudzenia i skurczu komórki mięśniowej jest bardzo złożony. Proces ten zaczyna impuls nerwowy pochodzący z motoneuronu. W momencie nadejścia impulsu zakończenia nerwowe uwalniają acetycholine ( Ach)( neurotrasmiter). Acetycholina dyfunduje przez szczelinę synaptyczną i łączy się z receptorem cholinoergicznym w błonie postsynaptycznej. W wyniku tego otwierają się kanały sodowe w błonie komórki mięśniowej i błona ulega depolaryzacji. Jeśli wystarczająco dużo Ach połączy się z receptorami, to ładunek elektryczny rozprzestrzeni się wzdłuż sarkolemmy na całej długości włókna mięśniowego, następnie wzdłuż kanalików T - i w ten sposób fala depolaryzacji dotrze do pęcherzyków końcowych siateczki sarkoplazmatycznej. Co z powoduje uwolnienie jonów Ca ²⁺ z pęcherzyków (cystern) końcowych kanalików podłużnych (L) do sarkoplazmy. Jak tylko jony Ca ²⁺ zostają uwolnione z siateczki sarkoplazmatycznej, przyłączają się do tropiny C znajdującej się na aktynie. Tropina unosi cząsteczki tropomiozyny i odsłania miejsca aktywne filamentów aktyny. Kiedy tropomiozyna zostanie uniesiona przez troponinę i jony Ca ²⁺ , zostają odsłonięte miejsca aktywne, a wówczas główki miozynowe będą mogły łączyć się z nimi, tworząc mostki poprzeczne . Tak długo jak jony wapnia pozostaną w siateczce sarkoplazmatycznej , skurcz nie nastąpi. Jony wapnia odgrywają zatem zasadniczą rolę w wyzwoleniu skurczu. W momencie przyłączenia główki do centrum aktynowego aktyny główka miozyny i mostki poprzeczne poddane są zmianom konfirmacyjnym. Natychmiast po nachyleniu główki miozyny ulega ona oderwaniu od centrum aktywnego, powraca do pierwotnego położenia i przyłącza się do następnego miejsca aktywnego, dalej położonego wzdłuż filamentu aktyny. Powtarzające się procesy przyłączania i nachylania mostków powodują przesuwanie się po sobie nitek aktyny i miozyny. Proces ten trwa tak długo , aż końce cząsteczek miozyny dotrą do linii Z. Skurcz mięśni szkieletowych występuje na skutek wnikania cząsteczek aktyny między cząsteczki miozyny. Nitki miozyny i aktyny nie ulegają skróceniu, a jedynie zmieniają położenie względem siebie.

Mięsień kurcząc się wykonuje pracę, do której niezbędna jest energia. Bezpośrednim źródłem energii jest ATP, które ulega rozpadowi i tworzy ADP. Aby mógł wystąpić skurcz mięśnia, cząsteczka miozyny musi połączyć się z ATP. Enzym ATP-aza miozynowi, która znajduje się na główce miozynowej, powoduje rozpad ATP do ADP i P, przy czym jest uwalniana energia niezbędna do skurczu. Energia Energia uwolniona z rozpadu ATP jest wykorzystywana do połączenia główki miozyny z centrum aktywnym aktyny, jak i do rozrywania połączeń między aktyną a miozyną, czyli mostków poprzecznych , co pozwala na przesuwanie się cienkich filamentów po filamentach grubych w czasie skurczu izotonicznego mięśnia. ATP ,jest zatem źródłem energii do pracy mięśnia. Skurcz mięśnia następuje tak długo , dopóki jony wapnia znajdujące się w sarkoplaźmie nie ulegną ponownemu wychwyceniu przez siateczkę sarkoplazmatyczną. Wapń jest transportowany z powrotem do pęcherzyków końcowych siateczki sarkoplazmatycznej, do momentu, kiedy następny impuls dojdzie do błony włókna mięśniowego czyli sarkolemmy. Transport wapnia do pęcherzyków końcowych siateczki sarkoplazmatycznej odbywa się dzięki aktywnemu transportowi zwanemu pompą wapniową. Mechanizm ten wymaga również energii z rozpadu ATP. Energia jest potrzebna zarówno do skurczu mięśnia jak i jego rozkurczu. Kiedy wapń zostanie usunięty z sarkoplazmy, troponina i tropomiozyna są unieczynniane. Blokuje to możliwość łączenia główek miozyny z filamentami aktyny i tworzenia mostów poprzecznych, jak również korzystanie z ATP. Wynikiem tego jest powrót aktyny i miozyny do pierwotnego stanu czyli rozkurczu.

4. Rola krwi w transporcie tlenu

Rola transportowa krwi jest jedną z najważniejszych funkcji, jakie pełni ta płynna tkanka. Polega ona na przenoszeniu tlenu z płuc do tkanek, a także dwutlenku węgla z tkanek do płuc. Tlen jest niezbędnym gazem w procesach utleniania. Jego rozpuszczalność w cieczach nie jest zbyt dobra i dlatego w osoczu krwi jest go tylko około 3 ml na 1 l krwi, przy ciśnieniu parcjalnym równym 100 mm Hg Objętość krwi wynosi około 5 l, tak więc rozpuszczonego fizycznie tlenu we krwi jest około 15 ml. Ilość ta może wystarczyć jedynie na około 4 sek. życia. Dlatego konieczny jest inny sposób transportu tlenu. Jest nim transport tlenu w krwinkach czerwonych za pomocą hemoglobiny. Drugą funkcją erytrocytu jest transport Co2 . Głównym zadaniem hemoglobiny jest transport tlenu do tkanek. Krwinki czerwone są wytwarzane w czerwonym szpiku kostnym kości płaskich oraz nasadach kości długich w ilości około 1% całkowitej produkcji dziennej, czas ich przeżycia wynosi około 100 dni. Można przyjąć, że w każdej minucie powstaje około 160 mln. erytrocytów. Najważniejszym zadaniem krwinek czerwonych jest transport hemoglobiny (Hb), która z kolei transportuje tlen z płuc do tkanek. 1 g. hemoglobiny przyłącza 1,34 ml. Tlenu, tak więc jeden litr krwi tętniczej, która zawiera 160 g (HB) u mężczyzn i 140 g. (Hb) u kobiet, może transportować około 210 ml tlenu u mężczyzn i około 180 ml. U kobiet. W krwi żylnej zawartość tlenu wynosi około 150 ml, dla tego tzw. Różnica tętniczo-żylna zawartości tlenu we krwi wynosi w spoczynku około 50-60 ml/l. Oznacza to, że na każde 1000ml krwi przepływającej przez tkanki pobierają one około 50-60 ml tlenu dla swoich potrzeb metabolicznych. Esowaty kształt dysocjacji hemoglobiny usprawnia pobieranie tlenu w płucach i oddawanie w tkankach. Dzięki takiemu kształtowi hemoglobina ma właściwości sprzyjające oddawaniu tlenu w tkankach, a pobierania tlenu w płucach. Hemoglobina może przyłączyć 4 atomy tlenu.

5. Czynniki determinujące wydolność fizyczną

5.1. Czynnikami warunkującymi wydolność fizyczną są:

• właściwości budowy ciała,

• sprawność metabolizmu tlenowego (wydolność aerobowa),

• sprawność metabolizmu beztlenowego (wydolność anaerobowa),

• rezerwy energetyczne ustroju,

• termoregulacja i gospodarka wodno-elektrolitowa,

• koordynacja nerwowo-mięśniowa ( siła i szybkość ruchów, technika),

• czynniki psychologiczne.

5.2. Czynnikami decydującymi o wydolności tlenowej są:

• maksymalna wentylacja minutowa płuc,

• pojemność dyfuzyjna płuc,

• pojemność tlenowa krwi,

• objętość krwi krążącej,

• regulacja naczyniowo-ruchowa (rozmieszczenie przepływu krwi podczas wysiłku),

• maksymalna pojemność minutowa serca i różnica tętniczo-żylna zawartości tlenu we krwi,

• pula enzymatyczna i wykorzystanie tlenu przez mięśnie,

• wykorzystanie źródeł energetycznych,

• utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego,

• udział przemian tlenowych i beztlenowych,

w wysiłkowej przemianie materii

5.3. Czynnikami decydującymi o wydolności beztlenowej są:

• zasoby ATP, fosfokreatyny, glikogenu,

• wysoka aktywność enzymów beztlenowych,

• sprawność mechanizmów kompensujących zachwianie równowagi kwasowo- zasadowej

• zawartość włókien FT w mięśniach szkieletowych

Jaskólski A. (2002): Podstawy fizjologii wysiłku fizycznego z zarysem fizjologii człowieka. Wydawnictwo AWF, Warszawa.

16

---