Wydolność fizyczna -zdolność do realizowania ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych, wykonywanych z udziałem dużych grup mięśniowych, bez szybko narastającego zmęczenia

Cechę tę warunkują:

-sprawność funkcji zaopatrywania tlenowego mięśni i aktywizacja procesów biochemicznych

-wielkość zasobów substratów energetycznych w mięśniach i innych tkankach oraz sprawność ich mobilizacji,

sprawność procesów wyrównujących zmiany w środowisku wewnętrznym organizmu spowodowane przez wysiłek

-sprawność procesów termoregulacji

-tolerancja zmian zmęczeniowych

Tolerancja wysiłku jest to zdolność realizacji pracy fizycznej, od momentu pojawienia się niekorzystnych zmian o charakterze psychicznym lub fizycznym

Tolerancja wysiłku osoby niepełnosprawnej zdolność realizacji wysiłku do momentu wystąpienia niekorzystnych reakcji ze strony narządów lub układów zajętych schorzeniem

Czynniki warunkujące wydolność fizyczną

Sprawność funkcji zaopatrywania tlenowego: o jakości tlenowego zaopatrywania mięśni decydują:

• wielkość ciśnienia parcjalnego O₂ w powietrzu atmosferycznym,

• prawidłowe parametry wentylacyjne płuc,

• niezaburzona dyfuzja w płucach,

• właściwe: wiązanie i transport tlenu z krwią,

• wysoka różnica tętniczo-żylna

Energia przeznaczana jest głównie na utrzymanie podstawowej przemiany materii i aktywność fizyczną. Wielkość każdego z głównych elementów składnikowych zapotrzebowania człowieka na energię zależy od wielu czynników, w tym przede wszystkim od wieku, płci, stanu fizjologicznego, wymiarów

Fazy wysiłku fizycznego, deficyt i dług tlenowy

Każdy wysiłek fizyczny, niezależnie od przebiegu jego realizacji, można podzielić na trzy etapy:

Adaptacja do realizacji wysiłku – pierwszy okres po podjęciu pracy fizycznej; charakteryzuje się niedostatecznym dostarczaniem tlenu w stosunku do zwiększonych potrzeb, głównie ze strony pracujących mięśni. Przy obciążeniach submaksymalnych trwa do kilku minut, organizm pracuje w warunkach deficytu tlenowego. Służy przystosowaniu struktury i funkcji organizmu do optymalnego zużycia substratów energetycznych tlenu w czasie wysiłku fizycznego.

Stan równowagi czynnościowej, określanej również jako stan równowagi fizjologicznej (steady state). W tym okresie następuje ustalenie się równowagi pomiędzy zapotrzebowaniem na tlen a możliwościami jego dostarczania. Stabilizują się parametry krążeniowo – oddechowe; możliwość kontynuowania pracy w tym okresie zależy od intensywności wysiłku. Użycia substratów energetycznych i tlenu w warunkach wysiłku fizycznego.

Okres restytucji powysiłkowej. Jest to czas od zakończenia wysiłku do momentu powrotu parametrów hemodynamicznych i wentylacyjnych do wartości spoczynkowych (wyjściowych). Czas trwania jest zależny od długości adaptacji i poziomu ustalenia się równowagi czynnościowej. W tym okresie następuje „spłata” długu tlenowego, zaciągniętego w czasie adaptacji.

Wydatkowanie energii w organizmie

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

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

Próg przemian beztlenowych

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

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

Wydolnościowe testy fizjologiczne

1. Testy bezpośrednie.

Są to testy, w przebiegu których uzyskujemy informacje o parametrach - głównie krążeniowo oddechowych - w trakcie trwania badania.

2. Testy pośrednie.

Są to testy, które na podstawie stosowania niewielkich obciążeń, pozwalają z uzyskanych wyników wnioskować o wielkości parametrów maksymalnych.

Ocena maksymalnego pochłaniania tlenu (VO_2max).

Maksymalne zużycie tlenu jest to najważniejsze kryterium przy badaniu wydolności fizycznej , określa ono ogólną wydajność układu oddechowego, krążenia i mięśni.

Maksymalne zużycie tlenu zależy od wieku, płci, czynników konstytucjonalnych, a przede wszystkim od stanu wytrenowania. Oznaczenie pułapu tlenowego wymaga rzetelnego wykonywania próby, oraz odpowiednich ćwiczeń. Praca może być wykonana na mechanicznej bieżni lub ergometrze rowerowym

Zużycie tlenu ocenia się przy użyciu analizatorów gazowych.

POŚREDNIE

Test PWCx

Pozwala on określić nieprzekraczalną wartość obciążenia (w watach) którą możemy zastosować w ćwiczeniach. Składa się on z dwóch wysiłków o charakterze wzrastającym

Test Ruffiera - test oceniający wydolność fizyczną człowieka.

Test polega na oznaczeniu tętna spoczynkowego, a następnie wykonaniu 30 przysiadów w ciągu 30sek i dwukrotnym oznaczeniu tętna: bezpośrednio po próbie i po 1 minucie wypoczynku siedząc. Tętno mierzy się przez 15 s i wynik mnoży się przez 4.

KOSZT ENERGETYCZNY WYSIŁKU FIZYCZNEGO

W organizmie ludzkim trwa nieustająca przemiana i uwalnianie energii, co razem nazywamy metabolizmem. Natężenie tych procesów uzależnione jest od czynności mięśniowych i od zespołu warunków, w jakich znajduje nie organizm.

Do pomiaru ilości energii zużywanej przez człowieka służą dwie metody:

1. Kalorymetria bezpośrednia- całkowita energia zużywana przez ustrój na wykonanie pracy mechanicznej i osmotycznej lub na syntezę chemiczną ulega ostatecznej zamianie na ciepło. W ten sposób pomiar ciepła wytwarzanego przez ciało jest miarą ogólnej przemiany energetycznej człowieka.

2. Kalorymetria pośrednia-Ponieważ energia dostarczana przez pokarmy jest wykorzystywana w wyniku procesów utleniania, których natężenie zależy od ilości tlenu dostarczanego z powietrza atmosferycznego, stąd pomiar ilości tlenu z powietrza zużywanego przez ustrój jest jednocześnie pomiarem przemiany energetycznej ustroju.

3. Ilość energii zużywanej podczas pracy nazywamy czynnościowym wydatkiem energetycznym, który będzie uwzględniał jednocześnie wielkość podstawowej przemiany materii oraz wydatek energetyczny, powstający pod wpływem obciążenia pracą fizyczną (wysiłkiem fizycznym).

Teorie zmęczenia

jest to zespół procesów powodujących zmiany w metabolizmie, które wymuszają zaprzestanie czynności (dotyczy to zarówno wysiłków fizycznych jak i psychicznych). Stanowi mechanizm zabezpieczający organizm przed nadmiernym wysiłkiem a tym samym przed nadmiernym zaburzeniem homeostazy ustroju.

Zmęczenie fizyczne jest stanem fizjologicznym objawiającym się przejściowym zmniejszeniem sprawności ruchowej organizmu, spowodowane jest intensywną pracą mięśni, w następstwie której zachodzą określone zmiany biochemiczne. Dzieli się je na:

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

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

Zmęczenie centralne powodowane jest zaburzeniami funkcji sterujących narządem ruchu (układ nerwowy).

Zmęczenie obwodowe dotyczy tkanki mięśniowej. Przyczynami warunkującymi ten stan są: niedotlenienie pracujących tkanek, gromadzenie się metabolitów beztlenowej przemiany materii, wyczerpanie się zasobów glikogenu w mięśniach, hpoglikemia.

Teorie wyczerpania

1. Teoria wyczerpania (Verworn`a i Schiff`a) : zmęczenie jest następstwem zużycia materiałów energetycznych w pracującym mięśniu. Badania wykazały, że zmęczenie mięśnia pojawia się przed wyczerpaniem się substancji energiodajnych (glikogenu, glukozy).

2. Teoria zakwaszenia (Pflüger`a) – zmęczenie jest wynikiem nagromadzenia się metabolitów przemian beztlenowych (kwasy, kreatyna, dwutlenek węgla.

3. Teoria neurogenna (Pawłowa, Sjeczenowa, Orbelli`ego i Krestownikowa) – zmęczenie jest efektem znużenia nerwowego i zahamowania przekaźnictwa nerwowego oraz nerwowo-mięśniowego. Stan zmęczenia jest wywołany zmianami głównie w układzie nerwowym. Duży udział w rozwoju zmęczenia bierze kora mózgowa i wegetatywny układ nerwowy.

4. Teoria zatrucia – zmęczenie jest rezultatem nagromadzenia się w pracującym mięśniu swoistych toksyn zmęczenia. Obecnie teoria ma historyczne znaczenie, bowiem obok typowych i znanych metabolitów nie wyodrębniono przewidywanych toksyn zmęczenia z mięśni intensywnie pracujących.

5. Teoria niedotlenienia – zmęczenie mięśnia podczas pracy jest wywołane narastającym niedotlenieniem (hipoksja w mięśniu) z powodu intensywnego wykorzystywania tlenu do oddychania wewnątrzkomórkowego.

Nietolerancja wysiłku-objawy:

Niżej wymienione objawy są powodem do zaprzestania wysiłku fizycznego:

• brak wzrostu lub spadek wartości częstości skurczów serca (ciśnienia tętniczego) przy stałym lub rosnącym obciążeniu,

• ból mięśniowy, ból w klatce piersiowej, sztywnienie mięśni,

• blednięcie powłok skórnych powiązane z nadmierną potliwością (tzw. „zimny” pot),

• problemy z oddychaniem (duszność),

• kołatanie serca,

• problemy z kontaktem słownym.

trzy etapy życia, wpływające na poziom sprawności i wydolności fizycznej kobiety:

• dziewczęta przed pokwitaniem i w okresie pokwitania,

• kobiety w okresie dojrzałości płciowej,

• kobiety w okresie przekwitania i menopauzy.

W zakresie układu krążenia:

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

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

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

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

W zakresie układu oddechowego:

• rytm oddechowy większy niż u mężczyzn

• pojemność życiowa płuc jest u kobiet mniejsza

• maksymalny pobór tlenu jest niższy u kobiet

różnice te powodują że przy wysiłku u kobiet jest większy rytm oddechowy i HR a w mniejszym stopniu wzrasta ciśnienie i dłużej trwa odnowa

Kobiety charakteryzują się korzystniejszą niż mężczyźni termoregulacją podczas obciążenia pracą w ciepłym powietrzu.

Ilość energii zużywanej podczas pracy nazywamy czynnościowym wydatkiem energetycznym

Superkompensacja i przetrenowanie.

Na jakość treningu bezpośredni wpływ ma racjonalne stosowanie następujących po sobie okresów obciążeń fizycznych i przerw Zbyt duże i częste obciążenia, z jednoczesnym skracaniem okresów restytucji, powoduje powstawanie zespołów wyczerpania

Fizjologiczne mechanizmy podnoszenia wydolności fizycznej

Zmiany po treningowe są korzystniejsze, jeżeli ćwiczenia wykonują mięśnie lepiej wytrenowane i przygotowane do wysiłku. Trening statyczny nie zwiększa VO2max: w zależności od czasu i natężenia ćwiczeń następuje poprawa o odpowiednią stopę procentową

Trening dynamiczny kończyn górnych poprawia wydolność do 60%-80% w stosunku do treningu izotonicznego kończyn dolnych. Ćwiczenia powinny angażować jak największą grupę mięśni. Poprawa VO₂max odpowiada fizjologicznemu odmłodzeniu o kilka lat.

Zasady treningu:

Najpierw doskonalimy wydolność potem siłę

małe obciążenia - większa częstotliwość,

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

Fizjologiczne skutki obniżonej aktywności fizycznej.

Osoby wytrenowane dużo dłużej odbudowują wydolność niż osoby niewytrenowane, skutki braku ćwiczeń dla osób wytrenowanych są o wiele bardziej dotkliwe niż u tych drugich po 4 do 12 tyg vo2maz spada u nich o 50%, jest to spowodowane ograniczeniem pojemności wyrzutowej serca co za tym idzie niższym wysyceniem krwi tlenem .Aby uniknąć skutków hipokryzji należy utrzymać odpowiedni poziom ćwiczeń

Specyfika wysiłków realizowanych poprzez kończyny dolne i górne

Praca kończyn górnych angażuje mniejszą masę mięśni, niż praca kończyn dolnych. Wysiłek fizyczny w ćwiczeniu na ergometrze ręcznym charakteryzuje się większym kosztem fizjologicznym w porównaniu z pracą kończyn dolnych na ergometrze. Porównanie pracy o takim samym obciążeniu wykonywanej przez konczyny górne i dolne wykazuje na wyższą intensywność pracy mięśni kończyn górnych

wykonywanie wysiłków fizycznych o takim samym obciążeniu przez różne grupy mięśniowe, w bardzo zróżnicowanym stopniu obciąża organizm, a głównie układ krążenia.

Większy wzrost stężenia mleczanu we krwi, podczas pracy mniejszych grup mięśni, w porównaniu do pracy wykonywanej przez większą grupę mięśni, wyzwala większe przyspieszenie czynności serca i powoduje większy wzrost ciśnienia tętniczego krwi a mniejszą objętość wyrzutową serca .

Na wielkość reakcji układu krążenia wpływa pozycja kończyn podczas wykonywania wysiłku fizycznego.

Ocena reakcji organizmu na wysiłek izometryczny

Wysiłki statyczne są to wysiłki angażujące powyżej 70% siły mięśniowej, takie zaangażowanie prowadzi do zjawiska Valsalvy czyli próby wdechu przy zamkniętej głości a po wysiłku obserwujemy wzrost parametrów hematodynamicznych. Wysiłki statyczne sa to wysiłki o charakterze izometrycznym. Do takich wysiłków zaliczamy utrzymanie stabilizacji wymuszonej postawy ciała, naciskania, podnoszenie ciężkich przedmiotów itp. Wraz ze wzrostem komponenty statycznej pojawia się zmęczenie, wynika to z utrudnionego przepływu krwi. zaburzeniu ulega również dowóz tlenudo tkanek.

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