Wydolność Fizyczna, czynniki ją determinujące. Dawid Imiełowski SKN przy Zakładzie Medycyny Sportowej UMED Łódź

Ogólnie… To zdolność do wykonywania aktywności ruchowej ciała z udziałem mięśni, powodująca wydatek energetyczny wyższy niż w spoczynku. Zdolność do wykonywania ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych bez szybko narastającego zmęczenia. Rzeczywistą miarą jest czas wykonywania wysiłków o określonej intensywności.

Tolerancja wysiłkowa Zdolność do wykonywania wysiłków o określonym obciążeniu względnym przez określony czas i w określonych warunkach, bez głębszych zaburzeń homeostazy.

Wydolność anaerobowa Całkowita ilość pracy wykonanej przy użyciu beztlenowych procesów biochemicznych jako źródła energii. Określa się mierząc całkowitą ilość pracy wykonanej lub średnią moc podczas maksymalnego wysiłku. 30s; 45s; 60s

Ocena maksymalnej mocy anaerobowej Test Margarii Pmax = V x C x 9,8 Test Wingate określa: Pmax, wydolność anaerobową i wskaźnik zmęczenia. Przebieg: - rozgrzewka HR ok. 150 - 5 min odpoczynek - 30s max szybkość pedałowania (opór 75 g/kg) Obliczenie mocy w 5s kolejnych odcinkach czasu (liczba obrotów). Pmax zwykle uzuskiwana jest w 2, 5s odcinku czasu. Wc lub Pśr przyjmuje się jako miarę wydolności anaerobowej.

Ocena maksymalnej mocy anaerobowej Wskaźnik zmęczenia = (Pmax – Pmin)/t Wskaźnik wytrzymałości = 1/W. zmęczenia Korelacja z zawartością włókien szybkokurczących się w mięśniach. F i P ↓ z wiekiem Wytrzymałość anaerobowa statyczna i dynamiczna nie ulegają zmianie. F, P, wydolność anaerobowa ↓ 20-30% u kobiet, natomiast wytrzymałość na ogół wyższa.

Ocena zdolności do wysiłków aerobowych Czynniki determinujące: - sprawność transportu tlenu z powietrza atmosferycznego do mięśni - zdolność wykorzystania tlenu przez mięśnie - sprawność termoregulacji -wielkość zasobów węglowodanowych organizmu i sposób gospodarowania VO2max – zdolność pobierania tlenu przez organizm

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Wentylacji Zależność pobierania tlenu i wentylacji płuc: - niewytrenowani przebieg liniowy do obciążeń 50 -60 % - sportowcy 75-85 % VE WYSIŁEK Faza równowagi

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Pojemności dyfuzyjnej płuc Spoczynek: 15-30 ml/min/mmHg Wysiłek: - niewytrenowani 40-50 - wytrenowani 50-70 Zależy od: - wentylacji pęcherzykowej - przepływu krwi

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Maksymalnej objętości minutowej serca ↑ pobierania tlenu o 1l= ↑ Q o 5l Max Q u niewytrenowanych: 20-25l wytrenowani: >35l

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Dystrubucji przepływu krwi Rozszerzenie naczyń oporowych mięśni w wysiłku dynamicznym.

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Pojemności tlenowej krwi

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Kapilaryzacji mięśni

Zdolność pobierania tlenu przez organizm zależy od: Zdolności wychwytywabia tlenu z krwi przepływającej przez mięśnie

Pomiar VO2max Cykloergometr - pozycja siedząca niższe o 4-7 % - pozycja leżąca niższe o 15 -18 % - podczas pracy rękami niższe o 30 – 35 % niż podczas biegu Pomiaru dokonuje się podczas wysiłku o wzrastającej co 1-3 min intensywności. Max 10-12 min -początek 100 W, zwiększamy o 50-100 W co 3 min u osób o wysokiej i średniej wydolności - niska wydolność: początek 50W, zwiększając o 25-50 W Bieżnia Dobrze wytrenowani: - początek od szybkości 10-15 km/h, kąt nachylenia bieżni 3° co 3 min zw. o 1,5° Niska wydolność: -początek ok. 5 km/h, kąt 1,4°, zwiększa się go co 1-2 min o 1,4°

Pomiar VO2max Nomogram Astranda i Ryhming - wysiłek submaksymalny, HR 140 2-3 min wysiłek o obciążeniu większym o 10-20 % od obciążenia odpowiadającego przewidywanej wielkości VO2max Przeciętne wartości VO2max w wieku 20-25 lat wynoszą: - kobiety 2-2,5 l/min mężczyźni 2,8-3,2 l/min Uprawiający sporty wytrzymałościowe: -kobiety 3-3,5 l/min -mężczyźni 4,5-5,5 l/min

Test PWC 170 Oznacza obciążenie wysiłkowe HR 170 Próg anaerobowy AT Występuje przy wzrastających obciążeniach. To obciążenie submaksymalne przy którym zwiększa się udział procesów beztlenowych. ↑ stężenia mlaczanu i jonów wodorowych ↑ wydalania CO2 spowodowany „hiperwentylacją” ↓ we krwi tętniczej CO2 ↑ poziomu zasad, amoniaku Oznaczamy na cykloergometrze lub bieżni po 5-6 seriach podwyższania obciążeń. Po każdym obciążeniu próbka krwi kapilarnej Próg 4 molarny

Osoby niewytrenowane AT przy 50-60% VO2max Dyscypliny wytrzymałościowe AT przy 80-90 % VO2max Obciążenia treningowe aby były skuteczne powinny przekraczać AT! Test Conconiego AT odpowiada punktowi zagięcia krzywej zależności pomiędzy HR a obciążeniem. Test Coopera Dystans przebiegnięty w ciągu 12 min.

Czynniki determinujące wydolność Szybkość i siła skurczów mięśni Nerwowa kontrola - ↑ ilości rekrutowanych jednocześnie jednostek ruchowych danego mięśnia - u ludzi niewytrenowanych nie przekracza 75% jednostek, jednak po 2-3 krotnym powtórzeniu ruchu wzrasta - po 2 tyg. Treningu siłowego występuje szybki wzrost siły maksymalnej, - dalszy trening powoduje ↑ liczby włókienek kurczliwych - ↑ częstości pobudzeń komórek mięśniowych Zależność między siłą i szybkością skracania - odwrotnie proporcjanalna do obciążenia - max P przy 35% max F i V, jazda rowerem 50%

Właściwości morfologiczne mięśni - przekrój fizjologiczny mięśnia (Σ pow. p. włókienek kurczliwych) - ilość - grubość Usg wykazało że max F kończyn górnych i dolnych wynosi ok. 40 N/cm2 Nie różni się istotnie u obu płci ! - grubość, ilość włókien mięśniowych wykazują indywidualne różnice 2g biceps 150g 90% woda 76% 200mm2 pow. przek. 12-50x białko 3x

Liczba komórek mięśniowych < <

Rodzaje włókien mięśniowych. - typ I, wolnokurczące, oksydacyjne, SO Rodzaje włókien mięśniowych - typ I, wolnokurczące, oksydacyjne, SO - typ IIA, szybkokurczące czerwone, oksydacyjno-glikolityczne FOG - typ IIX, szybkokurczące białe, glikolityczne, FG Czynniki je różnicujące: - szybkość skurczu - odporność na zmęczenie - średnica typu II > I (szczególnie w sportach siłowych) - liczba naczyń włosowatych I > II - siateczka endoplazmatyczna II > I - mitochondria I > II - zawartość lipidów I > II - ATP-aza miozynowa II > I - przemiany anaerobowe II (X) > I - mioglobina I, IIA > IIX - motoneurony Czynniki podobne: - ilość ATP, fosforokeratyny, glikogenu jest zbliżona

I I I i II przy długotrwałej pracy i zmęczeniu I i II przy krótkich wysiłkach o dużej intensywności

Zawartość włókien: - większość mięśni człowieka (oddechowe i przykręgosłupowe) zawiera po 50% I i II - m. płaszczkowaty 70-90 % typ I - m. trójgłowy ramienia II > I - głowa boczna m. czworogłowego uda typ I od 10 do 90 % - trening zwiększa tylko o 1-5 % zawartość włókien typu I - podstawa to konstytucja genetyczna Wpływ wyjściowej długości mięśni na siłę skurczu - długość równowagi - największa siła jest osiągana podczas izometrycznego skurczu mięśnia wyjściowo rozciągniętego o 20 % - przy rozciągnięciu 100% siła spada do 0 - połączenia stawowe ograniczają zakres wydłużania i skracania - dźwignie kostne

Czynniki determinujące wydolność Wentylacja płuc Czynniki limitujące: - zmęczenie mięśni oddechowych (gwałtowne szybkie ruchy, paradoksalne ruchy powłok jamy brzusznej, naprzemienne oddychanie przeponowe i żebrowe). - kradzież tlenu przez mięśnie oddechowe - odczucie duszności Układ krążenia Mechanizmy nerwowe - promieniowanie pobudzenia z ośrodków ruchowych do ośrodków kontrolujących czynność serca - mechanizmy odruchowe (mechano-receptory wrażliwe na wzrost ciśnienia śródmięśniowego) - receptory metaboliczne (↓pH, ↑mleczany ↑K+) - pompa mięśniowa → Frank-Starling

Czynniki determinujące wydolność Termoregulacja - 80 % energii uwalnianej w procesach metabolicznych ulega przemianie w ciepło - odwodnienie potęguje przegrzanie - ośrodek pragnienia podczas hipertermii działa nieprecyzyjnie Nawadnianie przed wysiłkiem - 2-3 szklanek płynu na 3-4 h. przed wysiłkiem - 1-2 na 15-30 min przed wysiłkiem - 1/2-1 co 15-20 min wysiłku - po zakończeniu 2 szklanki na każde utracone 0,5 kg masy ciała

Czynniki determinujące wydolność Przegrzanie - upośledza ukł. krążenia (nadmierne rozszerzenie naczyń skórnych) - ↑ wytwatrzania kw. Mlekowego - zab. elektrolitowe → mimowolne bolesne skurcze - omdlenie Wychłodzenie - drżenie mięśniowe - skurcz naczyń w skórze ↑RR ↓HR - ↓ VO2max - upośledzenie czynności mięśni - napady astmy

Czynniki determinujące wydolność Zmęczenie Obniżenie zdolności do wysiłku spowodowane przez wysiłek. - lokalne: ↓ATP, K+, glikogenu, ↑H+, amoniaku *uszkodzenie struktury włókienek kurczliwych - ośrodkowe: kwasica,↑ temperatury ciała,↑ serotoniny, hipoglikemia, duszność *upośledzenie sprawności psycho-motorycznej *zaburzenia koncentracji *osłabienie motywacji *odczuwanie bólu mieśni

Czynniki determinujące wydolność Przetrenowanie - spadek wydolności fizycznej pomimo intensywnego wysiłku - niedoczynność rdzenia nadnerczy ↓wydzielania katecholamin - przewaga katabolizmu nad anabolizmem - ↓tyroksyny i testosteronu a wzrost kortyzolu - wzrost rozpadu białek mitochondrialnych - osłabienie systemu immunologicznego - pogorszenie koordynacji ruchowej - spadek masy ciała o 1/30 - bóle i przykurcze mięśniowe

Czynniki determinujące wydolność Czynnik genetyczny Dziedziczymy 85% maksymalnej wydolności fizycznej Potencjał energetyczny ATP i fosfokeratyna Budowa somatyczna Osobnik krępy, muskularny, niewysoki → ciężarowiec Smukły, muskularny o masywnym kośćcu → konkurencje sprinterskie Czynniki psychologiczne

Dziękuje za uwagę.

Bibliografia Nazar Krystyna, Jegier Anna, Dziak Artur „Medycyna sportowa”  Jaskólski „Fizjologia wysiłku fizycznego” Traczyk Władysław „Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej” skrypt AWF„Wskazówki do ćwiczeń z fizjologii” Kubica Ryszard „Podstawy fizjologii pracy i wydolności fizycznej” Ganong William „Fizjologia” Podstawy fizjologii lekarskiej