Fyziologie zátěže úvodní hodina

Fyziologie zátěže

úvodní hodina

Fyziologie zátěže Doporučená literatura:

1. Máček, M., & Máčková, J. (1997). Fyziologie tělesných cvičení. Brno: Masarykova univerzita.

2. Havlíčková, L. et al. (1991). Fyziologie tělesné zátěže. Praha: Univerzita Karlova

3. Hamar, D., & Lipková, J. (2001). Fyziológia telesných cvičení. Bratislava: Univerzita Komenského.

4. Placheta, Z., et al. (2001). Zátěžové vyšetření a pohybová léčba. Brno: Masarykova univerzita.

5. Wilmore, J. H., & Costill, D. L. (1994). Physiology of sport and exercise. Champaign, IL: Human Kinetics.

Pohybová zátěž

Svalová činnost je spojena se zvýšením energetických nároků.- pokles ATP, zvýšení ADP (↓ATP:ADP)

vyvolává změny v organismu:

A) Akutní - reakce (odpověď) na jednorázovou zátěž – např. ↑ SF, ↑ DF

B) Chronické - adaptace při opakování zátěži- např. ↓ SF klidové a ↓ SF při stejné zátěži

Resyntéza ATP:- Anaerobně (GL, GG, ADP+ADP, ADP+CP) – rychlá, malý výnos- Aerobně (O2) – pomalejší, energeticky výnosnější

Pásma energetické krytíintenzita zatížení trvání

výkonu

převážné využití tvorba

laktátu

svalová

vlákna

rychlostní (max.) do 15 s ATP, CP malá II B

rychlostně-vytr.

(submaximální)

15 – 50 s ATP, CP, anaerobní

glykogenolýza a glykol.

maximální II B a II A

krátkodobá do 120 s anaerobní a aerobní gl. submax. II B a II A

střední do 10 min aerobní glykolýza střední a II A

dlouhodobá nad 10

min

aerobní gl., později tuky malá I

Anaerobní alaktátové

Anaerobní laktátové

Aerobní alaktátové

- s trváním pokles

(?Havlíčková et al, 1991)

Podíl energetického krytí v závislosti na trvání zátěže [%]

(Placheta et al., 2001)

Při aerobní fosforylaci resyntéza ATP oxidací sacharidů (glukóza) a tuků (VMK)

Reakce organismu (neurohumorálně řízené) vedoucí ke zvýšenému zásobení pracujících svalů energetickými zdroji a O2

- zvýšení glykémi (z jaterního glykogenu)- aktivace tukových zásob (VMK)

Nárůst energetického krytí se zvyšující se intenzitou je dán:

aerobně anaerobně

POZOR:Značně idealizovaný „STARÝ“model.

KLID

Anaerobní práh

VO2max

Aerobní práh

POZOR

„Nové“ pojetí energetických zón, využití laktátu (laktátový člunek,

maximální laktátový setrvalý stav), …

- podrobnosti viz přednáška doc. Stejskala

Tradiční pojetí energetických zón × nové pojetí

Tradiční NovéZačátek zátěže

ATP-CP systém 10–15 sekund 1–2 sekundy

Anaerobní glykolýza

Vrchol kolem 40. sVrchol dosažen už po 5 s pak několik desítek sekund udržováno

Aerobní krytí

Začíná převažovatod 60–75 s

Začíná převažovatpo několika minutách (2,5–5 min)

Tradiční pojetí energetických zón × nové pojetí

Tradiční NovéTrvání zátěže

Trvání neovlivňuje jednotlivé zóny, rozhodující je intenzita.

Pří zátěži trvající déle jak 75 sekund vždy převládá aerobní krytí (bez ohledu na intenzitu), anaerobní převládá pouze krátkodobě při zvýšení intezity.

Nad anaerobním prahem dominuje anaerobní krytí

Anaerobní práh × maximální laktátový setrvalý stav

Zdroje energetického krytí při zvyšující se intenzitě

RQ tuku = 0,7

RQ sacharidů = 1

1 g = 9,3 kcal

1 g = 4,1 kcalRQ =

CO2

O2

(Hamar & Lipková, 2001)

aerobní práh anaerobní práh

Lipidy- energeticky bohatší (1 g = 9,3 kcal)

- vyžaduje více O2 (EE = 4,55 kcal)

- využívány při dostatku O2 (v klidu a nízké intenzitě)

Sacharidy- energeticky chudší (1 g = 4,1 kcal)

- vyžaduje méně O2 (EE = 5,05 kcal)

- využívány při nedostatku O2 (vyšší intenzita, i anaerobně)

- určité množství využíváno i v klidu


RQ tuku = 0,7

RQ sacharidů = 1

1 g = 9,3 kcal

1 g = 4,1 kcal


Schéma transportu O2 a CO2

O2

CO2

(Wasserman, 1999)

Čím více O2 dopraveno k pracujícím svalům, tím větší aerobní produkce energie (větší rychlost

běhu, pozdější přechod na anaerobní krytí, déle trvající zátěž)


O2

CO2

(Wasserman, 1999)

Fickova rovnice:

VO2 = Q × a-vO2 .

VO2 – spotřeba kyslíku [ml/min]

Q – minutový srdeční výdej [ml]

a-vO2 – arterio-venózní diference kyslíku

SV SF

SV – systolický (tepový objem) [ml]

SF – srdeční frekvence [tep/min]



- rozdíl mezi obsahem kyslíku v arteriální krvi a v krvi venozní, která se vrací do srdce.- hodnota vypovídá o množství kyslíku, které je využito v periferii (pracujícími svaly)- je dána schopností svalů přijímat a využít O2 z krve (prokrvení svalů – redistribuce krve, mitochondrie množství pracujících svalů)

(100 ml krve obsahuje při plném nasycení 20 ml O2)

- v klidu 50 ml O2 z 1l krve

- v zátěži až 170 ml O2 z 1 l krve

(1l krve obsahuje při plném nasycení 200 ml O2)

1l krve obsahuje při plném nasycení 200 ml O2

Aby bylo udrženo při zátěži:

↑DF (dechové frekvence)

- z 12-16 dechů/min až na 60 (70 i více)

↑DV (dechový objem)- z 0,5 l až na 3 l

Minutová ventilace: DF × DV

- z 6 l v klidu na 150 při max. zátěži (i více)

VO2 = Q × a-vO2 .

Q = SF × SV

4,9 l = 70 tep/min × 70 mlklid: NETRÉNOVANÝ

4,9 l = 40 tep/min × 120 mlklid: TRÉNOVANÝ

Při práci se zvyšuje SF i SV - ↑ Q

- SV se zvyšuje až do SF 110–120 tepů (od 180 tep/min klesá)- SF = 220 - věk

VO2 = Q × a-vO2 .

Q = SF × SV

4,9 l = 70 tep/min × 70 mlklid: NETRÉNOVANÝ

4,9 l = 40 tep/min × 120 mlklid: TRÉNOVANÝ

Pro 70 kg člověka: 245 : 70 = 3,5 ml O2/kg/min (1MET)

Klid: VO2 = 4,9 l krve × 50 ml O2

VO2 = 245 ml/min

VO2 = Q × a-vO2 .

Q = SF × SV

20 l = 200 tepů × 100(130)mlMax. zátěž: NETRÉNOVANÝ

35 l = 200 tepů × 175(200)mlMax. zátěž: TRÉNOVANÝ

VO2 = Q × a-vO2 .

Pro 70 kg člověka: 3140 : 70 = 45 ml O2/kg/min (13 MET)

Max. zátěž:

VO2max= 20 l krve × 157 ml O2

VO2 max= 3140 ml/minNETRÉNOVANÝ:

VO2 = Q × a-vO2 .

Pro 70 kg člověka: 5950 : 70 = 85 ml O2/kg/min (25 MET)

Max. zátěž:

VO2max= 35 l krve × 170 ml O2

VO2 max= 5950 ml/minTRÉNOVANÝ:

VO2max - is maximum volume of oxygen that by the body can consume during intense (maximum), whole body exercise.

- expressed:- in L/min- in ml/kg/min- METs

1 MET - resting O2 consumption (3.5 ml/kg/min)

10 METs = 35 ml/kg/min

Definition and explanation of VO2max

20 METs = 70 ml/kg/min

Higher intensity of exercise

Higher energy demands (ATP)

Increase in oxygen consumption

Lower VO2max = less energy = worse achievement

Importance of VO2max

VO2 max

Maximální spotřeba kyslíku

(při maximální intenzitě zatížení).

- vyjadřuje aerobní kapacitu

Průměrně (20 let): ženy 35 ml/kg/min

muži 45 ml/kg/min

Trénovaní: až 90 ml/kg/min (běh na lyžích)

Klesá s věkem, nižší u žen, dědičnost

(Seliger & Bartůněk, 1978)

VO2max

♂ ♀

Na zvýšení VO2max se podílejí:

1) Zvýšení a-vO2max – podílí se na zvýšení asi jen z 20 %

2) Zvýšení Qmax – ovlivnění 70–85 %

VO2max = Qmax × a-vO2max


(Wasserman, 1999)

Limitující faktory VO2max

1) Dýchací systém - není limitujícím faktorem

2) Svalový systém - je limitujícím faktorem

3) Kardiovaskulární systém - je rozhodujícím faktorem


RQ tuku = 0,7

RQ sacharidů = 1

1 g = 9,3 kcal

1 g = 4,1 kcal


3,5

VO2max[ml/kg/min]

45

Intenzita zatížení (rychlost běhu,…)

AP50-60 % VO2max

AP (aerobní práh)

- maximální intenzita při které přestává „výhradní“ aerobní krytí

- intenzita od které se začíná zapojovat anaerobní krytí a tak vzniká laktát

- hladina laktátu (2 mmol/l krve)

3,5

VO2max[ml/kg/min]

45

Intenzita zatížení (rychlost běhu,…)

AP50-60 % VO2max

AnP70-90 % VO2max

plató

AnP (anaerobní práh)

- maximální intenzita při které začíná převládat anaerobní krytí

- intenzita při které dochází k narušení dynamické rovnováhy mezi tvorbou a metabolizací laktátu

- hladina laktátu (4 mmol/l krve) a začíná se zvyšovat. Kolem 8 mmol/l krve nemožnost pokračovat (trénovaní až 30 mmol).

AnP (anaerobní práh)

- může být odhadnut z VO2max:

AnP = VO2max/3,5 + 60

AnP = 35/3,5 + 60

AnP = 70 %VO2max

60 % of VO2max - AT1 MET

3,5

VO2max[ml/kg/min]

45

Intenzita zatížení

AP50-60 % VO2max

AnP70-90 % VO2max

3,5

VO2max[ml/kg/min]

45

Intenzita zatížení

AP50-60 % VO2max

AnP70-90 % VO2max

laktát energetický zdroj

? 1,1 mmol/l

sval. vlákna

2 mmol/l

4 mmol/l

tuky > cukry

tuky = cukry

tuky < cukry

I.

I., II. a

I., II. a, II. b

L je metabolizován (srdce,nepracující svaly)

L již nestačí být metabolizován – zvyšuje se ↓pH

Zakyselení organismu a nemožnost pokračovat dále v

zátěži


Intenzita při dlouhodobé aktivitě (30 minut a víc) nesmí být nad úrovní AnP.

1) Před započetím (předstartovní stav)

- zvýšení spotřeby O2 (emoce, podmíněné reflexy) 2) Iniciální fáze zátěže (do 5 minut)

- zvyšování spotřeby kyslíku na úroveň odpovídající intenzitě zatížení- mrtvý bod, druhý dech

3) Setrvalý (rovnovážný)stav

- požadavky pracujících svalů na dodávku O2 jsou plněny, jsou odváděny metabolity

- spotřeba O2 se nemění

- SF pohyb v rozsahu ±4 tepy (pravý setrvalý stav)

Čas [min]

VO2max[ml/kg/min]

AnP

0 5 30

3.5

Př. stav Iniciální fáze Setrvalý stav

Vznik kyslíkového dluhu

splácení kyslíkového dluhu

Čas [min]

VO2max[ml/kg/min]

AnP

0 5 30

3.5


Pseudo setrvalý stav- nad AnP

Větší kyslíkový dluh

Čas [min]

VO2max[ml/kg/min]

AnP

0 2 30

3.5


AP

menší kyslíkový dluh

- Dosáhne setrvalého stavu dříve

- Dosáhne setrvalého stavu později


• Kyslíkový dluh- nedostatečné zásobení pracujících svalů

kyslíkem (pomalejší ↑ SF a DF).

- nepoměr mezi požadavky na O2 a jeho dodávkou vede k zapojení anaerobních mechanismů - vznik LAKTÁTU ( ↑ H+ metabolické acidóza – mrtvý bod).

- při zajištění dodávky O2 – druhý dech

- po ukončení zátěže přetrvává zvýšený příjem O2 = splácení kyslíkového dluhu

splácení kyslíkového dluhu-obnova ATP a CP-odstraňování laktátu (oxidace na pyruvát – ve svalech, srdci; resyntéza na glykogen – játra)

- urychlení vyplavení laktátu ze svalů a a lepší prokrvení orgánu metabolizujících laktát mírnou intenzitou zatížení (50 % VO2max)

-obnova myoglobinu a hemoglobinu-velká část do několika minut (do 30 minut), mírný přetrvává až 12-24 hodin

Praktický význam VO2max

muž A žen

VO2max = 70ml/kg/min

VO2max = 35 ml/kg/min

AnP = VO2max/3,5 + 60

80%

70%

Praktický význam VO2max

muž A muž B

VO2max = 70ml/kg/min VO2max = 70 ml/kg/min

80%90%

Rozhodujícím ukazatele ukazatelem aerobních schopností není maximální spotřeba kyslíku,

ale anaerobní práh. VO2max je však podmiňující faktor anaerobního

prahu.

Documents

Fyziologie zátěže úvodní hodina