Fizjologiczna klasyfikacja wysiłków fizycznych
http://tecza.terramail.pl/jkart.htm
Opracowała mgr Joanna Konrad
1.Fizjologiczne efekty treningu fizycznego.
2.Wychowanie fizyczne a aspekt wychowawczy.
3.Systematyczna aktywność ruchowa w promocji zdrowia i profilaktyce chorób.
FIZJOLOGICZNE EFEKTY TRENINGU FIZYCZNEGO
Fizjologiczna klasyfikacja wysiłków fizycznych
Podejmowanie przez człowieka systematycznych wysiłków fizycznych-wyczynowo,
amatorsko czy też rekreacyjnie - prowadzi do wielu zmian adaptacyjnych w organizmie.
Zmiany te zależą w istotnym stopniu od:
-rodzaju podejmowanego wysiłku fizycznego - dynamiczny czy statyczny,
-intensywności wysiłku fizycznego,
-czasu trwania wysiłku fizycznego,
-stan przygotowania czynnościowego organizmu.
Jeżeli chodzi o rodzaj wysiłku, to najbardziej pożądany z punktu widzenia fizjologii i
jednocześnie zapobiegania wielu jednostkom chorobowym jest systematyczny wysiłek
dynamiczny wzbogacony w 15-20% o ćwiczenie statyczne. W czasie wysiłków
dynamicznych, przeważają izotoniczne skurcze mięśni. Napięcie mięśni w czasie tych
wysiłków jest stałe natomiast zmienia się istotnie ich długość (np. marsz, trucht, bieg,
jazda na rowerze).
W czasie wysiłków statycznych (np. podnoszenie ciężarów) przeważają skurcze
izometryczne mięśni. Są to skurcze, w czasie których długość mięśni pozostaje ta sama,
zaś zmienia się ich napięcie, tj. rozwijana przez nie siła.
Miarą intensywności wysiłków dynamicznych może być wykonana praca, wydatek
energetyczny lub zapotrzebowanie tlenowe organizmu w czasie wykonywania wysiłku.
Zapotrzebowanie tlenowe charakteryzujemy zazwyczaj wartością względną odnosząc się
do odsetka maksymalnych możliwości organizmu. W tym wypadku może to być odsetek
maksymalnej zdolności pochłaniania tlenu przez organizm, tj. wskaźnika Vo2max. Wysiłki
dynamiczne w czasie których zapotrzebowanie na tlen jest równe Vo2max nazywamy
maksymalnymi, zaś te, w czasie wykonywania których zapotrzebowanie na tlen jest
mniejsze od Vo2max - submaksymalnymi. Wysiłki submaksymalne mogą być lekkie - do
20% Vo2max, średnio-ciężkie 20-50% Vo2max, ciężkie powyżej 50% i bardzo ciężkie
powyżej 75% Vo2max.
W codziennej praktyce trenerskiej miarą intensywności wysiłków fizycznych jest często
pomiar tętna, z odniesieniem go do maksymalnej wartości osoby ćwiczącej. Maksymalne
tętno zależy od wieku osoby poddającej się systematycznemu wysiłkowi fizycznemu
(tabela 1).
Tabela 1
Zależność maksymalnej częstości skurczów serca od wieku wg Andersena
Wiek w latach |
Średnia maksymalna częstość skurczów serca (ud. min -1 )
|
-15
|
203 |
20-29
|
193
|
30-39
|
185
|
40-49
|
176
|
50-59
|
168
|
60-69
|
162
|
Inną metodą stosowaną do subiektywnej oceny intensywności wysiłku może być skala
odczuwania ciężkości wysiłku według Borga (tabela 2). Osoba poddana wysiłkowi sama
ocenia jego intensywność według 20-stopniowej skali. Skala ta skonstruowana jest w ten
sposób, że u młodych osób wskaźnik po pomnożeniu przez 10 odpowiada częstości
skurczów serca.
Intensywność wysiłku statycznego oceniamy wielkością siły rozwijanej przez kurczące się
izometrycznie mięśnie. Również tę warstwę podajemy często w wartościach względnych
jako % maksymalnej siły skurczu danej grupy mięśni.
Z punktu widzenia najbardziej korzystnych efektów fizjologicznych uzyskiwanych przez
organizm stosujący systematyczną aktywność ruchową uważane są wysiłki aerobowe
(tlenowe). Są to wysiłki, w których zapotrzebowanie energetyczne organizmu pokrywają
procesy tlenowe (aerobowe). Przeciwieństwem do nich są wysiłki anaerobowe
(beztlenowe). Czas ich trwania nie przekracza zwykle 2-3 minut. Należą do nich wysiłki
statyczne o intensywności powyżej 30% maksymalnej siły skurczu i wysiłki dynamiczne
supramaksymalne.
Tabela 2
Skala subiektywnej oceny ciężkości pracy wg Borga
Punkty Praca
6
7
Wyjątkowo lekka
8
9
Bardzo lekka
10
11
Dosyć lekka
12
13
Dosyć ciężka
14
Ciężka
15
16
Bardzo ciężka
17
18
Niezwykle ciężka
19
20
Osobę prowadzącą zajęcia rekreacyjne będą najbardziej interesowały wysiłki aerobowe
długotrwałe, tj. trwające powyżej 30 min. lub o średnim czasie trwania 15-30 min. Wpływ
tego rodzaju wysiłków na organizm szczegółowo scharakteryzuję w następnych
podrozdziałach.
Wpływ systematycznej aktywności ruchowej na układ krążenia
Jednym z podstawowych, łatwo mierzalnych efektów systematycznej aktywności
ruchowej stosowanej przez człowieka jest zwolnienie spoczynkowej częstości
skurczów serca, czyli - u osoby zdrowej - zwolnienie tętna. Średnia spoczynkowa
częstość skurczów serca osoby dorosłej wynosi 72 ud./min-1. U osób trenujących
przyjmuje ona wartości poniżej 60 ud./min-1.
Do zwolnienia spoczynkowej częstości skurczów serca dochodzi już po 8-10
tygodniach treningu. U dobrze wytrenowanych sportowców mogą to być nawet
wartości poniżej 30 ud./min-1. Najniższe wartości opisane w piśmiennictwie
wynoszą 25 ud./min-1.
Na wartość spoczynkowej częstości skurczów serca osoby trenującej mają wpływ:
objętość stosowanego treningu, staż treningowy, napięcie układu wegetatywnego
oraz wyjściowa wartość tętna przed rozpoczęciem treningu. W czasie
wykonywania wysiłku fizycznego u każdego człowieka wzrasta częstość skurczów
serca. Ale osoby wytrenowane będą mogły wykonywać wysiłki submaksykalne z
niższym tętnem w porównaniu z osobami niewytrenowanymi, a znajdującymi się w
tym samym przedziale wiekowym. Natomiast częstość skurczów serca osiągana w
czasie wysiłku maksymalnego będzie już tylko zależna od wieku osoby trenującej,
a stan wytrenowania nie będzie miał na nią istotnego wpływu.
U osoby systematycznie trenującej dochodzi do wzrostu objętości i masy mięśnia
sercowego. Wzrost objętości i masy mięśnia sercowego zależy istotnie od
wielkości wydolności fizycznej organizmu, a więc również od objętości stosowanej
dawki treningu fizycznego.
Największe przyrosty objętości i masy mięśnia sercowego obserwuje się u osób
trenujących dyscypliny wytrzymałościowe. Sylwetka serca młodego, zdrowego
mężczyzny wynosi średnio 600-650 cm3 zaś kobiety 550-600 cm3. Jeśli te osoby
systematycznie trenują, to u mężczyzny możemy spodziewać się objętości sylwetki
serca powyżej 1100 cm3, a u kobiet powyżej 800 cm3. Największe wartości opisane
w piśmiennictwie sięgają 1700 cm3. Stwierdzono je u kolarzy, biegaczy
długodystansowych i maratończyków, którzy wyczynowo uprawiali sport.
Masa mięśnia sercowego osoby trenującej może wzrosnąć o 70-80%. Zazwyczaj
nie przekracza jednak wartości 500 g. Jest to wartość przyjęta w patofizjologii za
granicę przerostu fizjologicznego i patologicznego. Mięsień sercowy, którego masa
przekroczy wartość 500 g może mieć niedobory w ukrwieniu wieńcowym. Komórki,
które tworzą strukturę tak dużego serca, zwiększają swoją masę nie tylko na
drodze powiększenia objętości, ale również na drodze wzrostu liczby komórek
(rozrostu tkanki mięśniowej).
Ten drugi mechanizm jest niekorzystny dla organizmu z punktu widzenia fizjologii.
Po zaprzestaniu treningu, namnożona ilość komórek nie będzie w stanie ulec
redukcji. Natomiast w przypadku fizjologicznego przerostu mięśnia sercowego, do
którego dochodzi w czasie treningu tylko na drodze powiększenia objętości
komórki, w 4 do 10 lat po zaprzestaniu treningu objętość mięśnia sercowego
powinna wrócić do stanu wyjściowego.
Stan czynnościowy mięśnia sercowego charakteryzuje się najczęściej za pomocą
objętości wyrzutowej serca (SV) oraz pojemności minutowej serca (CO.
Pojemność minutowa serca jest iloczynem objętości wyrzutowej i ilości skurczów
serca na minutę (HR).
W spoczynku u osób wytrenowanych objętość wyrzutowa wzrasta. U dorosłej
niewytrenowanej osoby wynosi ona 70-80 ml, zaś u osoby wytrenowanej często
przekracza wartość 100 ml. W czasie wysiłków objętość wyrzutowa serca ulega
wzrostowi. U osób wytrenowanych w czasie wysiłku maksymalnego może
osiągnąć 150-160 ml, podczas gdy u osób niewytrenowanych tylko 100 ml.
Pojemność minutowa serca osób wytrenowanych w spoczynku przyjmuje dolne
granice normy. Jest to dla populacji nietrenującej wartość 4-4,5 l/min.
Natomiast maksymalna pojemność minutowa serca osiągana w czasie wysiłku
maksymalnego u osób wytrenowanych waha się od 20-40 l/min, podczas gdy
u osób wytrenowanych nie przekracza 20 l/min.
W fizjologii przyjmuje się, że niska wartość pojemności minutowej serca w
spoczynku zaś wysoka w czasie maksymalnego wysiłku, świadczy o ekonomicznej
pracy serca osoby wytrenowanej.
U osób poddawanych systematycznemu treningowi obserwuje się również
zwiększenie unaczyniania mięśnia sercowego i średnicy głównych tętnic
wieńcowych. Niektórzy autorzy twierdzą, że u osób wytrenowanych dochodzi do
lepszego rozwoju krążenia obocznego w układzie wieńcowym serca. Wpływ ten
udowodniono w badaniach na zwierzętach. Jednak do dzisiaj nie ma badań
potwierdzających to zjawisko u ludzi.
Ciśnienie tętnicze krwi jest ważnym wskaźnikiem charakteryzującym pracę układu
krążenia. W czasie wykonywania umiarkowanego wysiłku fizycznego wartości
ciśnienia skurczowego i rozkurczowego u osób wytrenowanych są istotnie niższe,
od wartości stwierdzonych u osób nie ćwiczących.
Kontrowersyjny jest pogląd na temat zmian ciśnienia tętniczego w spoczynku u
dorosłych, systematycznie trenujących osób. Zdaniem części autorów u osób
trenujących, bez obciążeń genetycznych w kierunku nadciśnienia tętniczego,
wartości spoczynkowe ciśnienia tętniczego nie ulegają pod wpływem treningu
zmianie. Według pozostałej części fizjologów, wartości ciśnienia tętniczego
ocenianego w spoczynku ulegają u osób trenujących redukcji. Nie budzi zaś
wątpliwości wśród autorów obserwacja redukcji spoczynkowej wartości ciśnienia
tętniczego krwi u systematycznie trenujących osób obciążonych dziedzicznie
nadciśnieniem i u osób znajdujących się w tzw. utajonej fazie nadciśnienia
tętniczego. W tym przypadku jednomyślnie uznaje się korzystny wpływ aktywności
ruchowej na wartości ciśnienia tętniczego.
Wpływ aktywności ruchowej na układ ruchowy i układ kostny
Systematyczna aktywność ruchowa powoduje zmiany czynnościowe i anatomiczne
w mięśniach szkieletowych jak również w układzie kostnym osób trenujących.
Trening poprawia koordynację nerwowo-mięśniową. Zwiększa się harmonijność,
precyzja jak i szybkość ruchów. Prowadzi to w efekcie do zmniejszenia kosztu
energetycznego wykonywanej pracy. Pod wpływem treningu dochodzi również do
zwiększenia siły uzyskiwanej podczas maksymalnego skurczu dowolnego.
Na zjawisko to wpływa przerost pojedynczych włókien mięśniowych jak również -
zwłaszcza w początkowym okresie treningu - jednoczesne pobudzanie większej
liczby jednostek ruchowych. Fizjologiczny, treningowy przerost mięśni związany
jest głównie ze zwiększoną syntezą białek w komórkach mięśniowych. W
konsekwencji wyżej opisanych zmian, w wyniku zwiększenia maksymalnej siły
mięśni trenujących, dochodzi również do wzmocnienia siły mięśni