Zátěžové testy

Vybrané funkční ukazatele

(modifikováno a doplněno podle Plachety a kol, 1999 a Lentnera a kol., 1990):

• Výkon, pracovní výkon (power, power output) – vyjádření velikosti fyzické zátěže při ergometrii;
• Průměrný výkon P=W/t je vykonaná práce v časové jednotce [W, J/s]
• Výkon při rotační práci na bicyklovém ergometru P = w*T_r, kde w j e úhlová rychlost, T_r je odporový moment síly [W = (rad/s) * (N*m)]
• Práce (work), energie (energy) W = P*t je součin výkonu a času, po který byl výkon prováděn [J=W*s]; množství energie, které bylo potřeba k vynaložení práce;
• Mechanická práce na přemístění tělesa W=F*s: působením síly 1 N, rovnoběžné s lineární trajektorií se přemístí těleso po dráze 1 m [J=N*m]
• Síla jednoho newtonu je taková síla, která udělí tělesu o hmotnosti 1 kg zrychlení 1 m/s².
• Silový výkon (force) F je tlak, kterým člověk působí na jiné těleso [N=kg*m/s²]
• Rotační moment, krouticí moment (torque) – moment síly, který vyvine rotační pohyb tělesa kolem osy otáčení: M = F*r, kde F je síla, r délka ramene páky [N*m]
• Čas t (time) je doba, po kterou je prováděn pracovní výkon [s]
• Rychlost v (velocity) je vzdálenost, po které se těleso přesune za jednotku času [m/s]
• Dráha s je vzdálenost mezi výchozím a konečným bodem pohybu tělesa [m]
• Srdeční frekvence SF (HR – heart frequency, f_H - frequency of heart) je počet tepů srdce za 1 minutu [t/min]
• Dechová frekvence (fB – frequency of breath) je počet dechů (nádechů nebo výdechů) za časovou jednotku [d/min]
• Dechový objem V je množství vzduchu vdechnuté (nebo vydechnuté) jedním nádechem (nebo výdechem) [l]
• Minutová ventilace je objem vzduchu, který je prodýchán za 1 minutu [l/min]
• Krevní tlak TK (BP – blood pressure) je mechanické působení krve kolmou silou 1 newtonu na plochu cévní stěny 1 m² [Pa; mmHg]
• Systolický krevní tlak STK (systolic blood pressure SBP) je tlak krve v průběhu systoly srdce
• Diastolický krevní tlak STK (diastolic blood pressure DBP) je tlak krve v průběhu diastoly srdce
• Střední tlak krve (mean blood pressure MBP) je odhad středního tlaku krve během celého srdečního cyklu, tj. systoly a diastoly.
• Nepřímo bývá vypočten ze vzorce: MBP=DBP+(SBP-DBP)/3
• Produkt frekvence tlak (rate pressure produkt RPP) je součin minutové srdeční frekvence a krevního tlaku
• Využití kyslíku (utilizace) je rozdíl objemového procenta kyslíku mezi nádechem a výdechem [%]
• Ventilační ekvivalent pro kyslík je množství vzduchu, které je potřeba prodýchat, aby si organizmus odebral 1 litr kyslíku [l]
• Příjem kyslíku (oxygen intake) je množství kyslíku odebraného organizmem z vdechnutého vzduchu za 1 minutu  - VO₂ [l/min]
• Spotřeba kyslíku (oxygen consumption) je množství kyslíku, které je zcela využito v metabolizmu periferních tkání QO₂ [l/min]. Příjem kyslíku je shodný se spotřebou kyslíku v případě rovnovážného stavu.
• Tepový kyslík – podíl příjmu kyslíku a srdeční frekvence ze stejné minuty; teoretické množství kyslíku, které je vypuzeno jednou systolou do oběhu [ml/t]
• Výdej oxidu uhličitého VCO₂ je množství vydýchaného oxidu uhličitého z těla za 1 minutu [l/min]
• Poměr respirační výměny R je podíl výdeje CO₂ a příjmu O₂ na úrovni výměny vzduchu mezi plícemi a zevním prostředím; je roven RQ pouze v rovnovážném stavu
• Respirační kvocient RQ je poměr výdeje CO₂ a spotřeby O₂ kyslíku v buňce periferních tkání

• Anaerobní práh ANP (anaerobic threshold AT), stresový práh, metabolický přechod je předěl mezi převážně oxidačním (aerobním) a převážně neoxidačním (anaerobním) krytím energetických nároků; je to předěl mezi intenzitou zátěže bez výrazné kumulace laktátu v krvi a intenzitou zátěže s výraznou kumulací laktátu.

  Je vyjádřen intenzitou zátěže (výkon na ergometru, rychlost pohybu při běhu, plavání apod.) nebo příslušnými fyziologickými ukazateli (koncentrace laktátu v krvi, úbytek bazí v krvi – base excess, ventilace, srdeční frekvence, dechová frekvence, příjem kyslíku, stupeň subjektivního pociťování zátěže atd.).

• „Testem mluvení“ (test du parler – Croteau a kol.,) lze přibližně odhadnout a stanovit intenzitu blížící se anaerobnímu prahu: Zátěžová zvyšující se ventilace začne bránit schopnosti souvislého hovoru. Taková intenzita zátěže by se snad mohla nazvat „práh mluvení“.

Biochemické hodnoty

Fyzické zatížení vyvolává celou řadu metabolických a jiných změn (viz kap..), z nichž některé můžeme při práci i v zotavení posuzovat pomocí biochemických hodnot. V rutinní zátěžové diagnostice se vyšetřují především v “arterializované” krvi z hyperemizovaného ušního lalůčku nebo bříšek prstů, případně v žilní krvi. Nejčastejí se vyšetřují hodnoty charakterizující:

• metabolismus energetických substrátů (glukóza, laktát, pyruvát, triacylglycerol, VMK, ketolátky aj.). Měření glykémie může mít zásadní význam pro posuzování odezvy diabetika (viz kap. dále – DM). Plasmatická koncentrace laktátu závisí na jeho produkci při anaerobní glykolýze v kosterních svalech a současném odbourávání v játrech, srdci, bránici. Analýzou jeho závislosti na intenzitě zatížení (“laktátová křivka”) lze u většiny pacientů stanovit “anaerobní práh”.
• proteiny a ostatní dusíkaté látky (plasmatické bílkoviny, urea, amoniak, kyselina močová, kreatinin a j.)
• enzymové aktivity (AST, ALT, ALP, GMT aj.). Vyšetření jaterních enzymů v klidu a 24 a 48 hodin po modelové fyzické zátěži může přinést cenné informace při hodnocení jaterní tolerance po jejich proběhlém onemocnění (většinou hepatitis acuta).
• vnitřní prostředí (hemoglobin, hematokrit, změny objemu krevní plasmy, natrium, kalcium, chloridy, fosfáty aj.). Zvláštní význam mají změny objemu krevní plasmy (snížení při a po zátěži), k nimiž by se mělo přihlédnout při interpretaci ostatních biochemických hodnot (vyšší koncentrace).
• acidobazickou rovnováhu a krevní plyny (pH, -BE, PaO₂, PaCO₂ aj.)

V případě potřeby a technických možností lze vyšetřovat i další biochemické hodnoty, např. troponin T a kyslíkové volné radiakály (KVR). Lze předpokládat, že vyšetřování KVR by mohl mít značný význam. Při submaximální až maximální intenzitě zatížení (75–100 % VO₂max) se tvorba KVR v energetickém metabolismu zvyšuje. Pravidelné cvičení na submaximální úrovni podporuje rozvoj kapacity antioxidačních systémů a udržení radikálové-antioxidační rovnováhy. Měření aktivity KVR a antioxidační kapacity však zatím není rutinně prováděno.

Subjektivní pocit zatížení (rating of perceived exertion RPE – Borg, 1962) pro subjektivní vyjádření míry únavy a pocitu zátěže – ve škále od 6 do 20, kde jsou lichým číslům přiřazeny slovní hodnoty:

Průměrné hodnoty srdeční frekvence, naměřené při zatížení nízké, střední, submaximální a maximální intenzity u skupin čs.zdravé populace (SELIGER V. et al., 1977  – zkráceno – in: Placheta a kol, 1999)

Referenční hodnoty krevního tlaku (mmHg) změřené v klidu nepřímou metodou (Placheta a kol, 1999)

Průměrné hodnoty systolického a diastolického krevního tlaku v mmHg, u zdravé čs. populace naměřené nepřímou metodou při zátěžích 50 W, 100 W, 150 W a Wmax (SD = ± 10–20 mmHg). (Placheta a kol, 1999)

Srovnání reakce základních kardiovaskulárních hodnot na dynamické a statické zatížení (0 beze změn; zvýšení; snížení). (DEHN M.M. et al., 1978, cit. LÖLLGEN H., 1983 – upraveno – in: Placheta a kol, 1999)

Zatížení	Dynamické	Statické
Srdeční frekvence
Systolický objem		0
Minutový srdeční výdej
Periferní odpor
Systolický krevní tlak
Diastolický krevní tlak	0
Střední krevní tlak	0
Zatížení levé komory	objemové	tlakové

Adaptační projevy základních kardiovaskulárních parametrů v klidu, při submaximálním a maximálním tělesném zatížení. (BROOKS G.A., FAHEY T.D., 1987  – upraveno – in: Placheta a kol, 1999)

Adaptace	Klid	Zatížení
		SUBMAX.	MAXIM.
Srdeční frekvence			0
Systolický objem
Arteriovenózní O2 diference	0
Minutový srdeční výdej	0	0
Systolický krevní tlak	0	0	0
Diastolický krevní tlak	0	0	0
Celkový periferní odpor	0	0	0
Koronární perfúze
Viscerální perfúze	0		0
Perfúze – aktivní svaly	0	0
Perfúze – neaktivní svaly	0	0	0

Průměrné hodnoty V_E určené při zatížení nízké, střední, submaximální a maximální intenzity u skupin zdravé čs.populace (SELIGER V., et al., 1977  – zkráceno – in: Placheta a kol, 1999)

	Minutová ventilace
Věk	50 W		100 W		150 W		Maxim. zatížení
(roky)	M	Ž	M	Ž	M	Ž	M		Ž
12	27	27	42	43	57	62	62		65
15	27	28	42	45	56	66	88		74
18	27	28	42	47	56	69	101		81
25	25	28	40	48	56	73	109 ± 22		83 ± 15
35	24	27	41	48	59	74	106		80
45	25	28	45	49	66	73	101		76
55	25	27	45	46	67	65	96		73

Průměrné hodnoty V_O2 určené při zatížení nízké, střední, submaximální a maximální intenzity u skupin zdravé čs.populace (SELIGER V., et al., 1977  – zkráceno – in: Placheta a kol, 1999)

	VO2 (l.min-1 STPD)
Věk	50 W		100 W		150 W		Maxim. zatížení
(roky)	M	Ž	M	Ž	M	Ž	M		Ž
12	0,95	0,98	1,46	1,46	1,96	1,95	1,96		1,95
15	1,01	1,04	1,57	1,60	2,12	2,17	2,83		2,17
18	1,00	1,06	1,58	1,64	2,16	2,22	3,20		2,22
25	0,98	1,07	1,56	1,65	2,14	2,23	3,24 ± 0,5		2,23 ± 0,3
35	1,00	1,07	1,55	1,64	2,10	2,21	3,01		2,21
45	1,04	1,07	1,56	1,64	2,07	2,20	2,75		2,20
55	1,08	1,07	1,56	1,64	2,05	2,20	2,49		2,05

Průměrné hodnoty V_O2.kg^-1 určené při zatížení nízké, střední, submaximální a maximální intenzity u skupin zdravé čs.populace (SELIGER V., et al., 1977 – zkráceno – in: Placheta a kol, 1999)

	VO2. kg−1 (ml.min−1. kg-1 STPD)
Věk	50 W		100 W		150 W		Maxim. zatížení
(roky)	M	Ž	M	Ž	M	Ž	M		Ž
12	25,3	24,2	36,9	37,1	48,5	50,0	50,1		50,0
15	17,6	19,3	27,5	29,8	37,3	40,3	48,2		40,3
18	15,3	17,4	24,1	27,3	32,9	37,2	46,5		37,2
25	14,2	16,0	21,9	25,4	29,6	34,8	43,2 ± 8		34,8 ± 6
35	14,2	15,6	21,4	24,1	28,7	32,6	39,3		32,6
45	14,1	15,5	21,3	23,1	28,4	30,7	35,8		30,7
55	13,9	15,5	21,1	22,3	28,3	29,1	32,6		29,1

Průměrné hodnoty tepového kyslíku určené při zatížení nízké, střední, submaximální  a maximální intenzity u skupin zdravé čs.populace (SELIGER V., et al., 1977  – zkráceno – in: Placheta a kol, 1999)

	Tepový kyslík – VO2/SF (ml.O2 STPD)
Věk	50 W		100 W		150 W		Maxim. zatížení
(roky)	M	Ž	M	Ž	M	Ž	M		Ž
12	7,2	6,1	8,7	7,2	9,5	8,8	9,6		8,8
15	9,1	7,1	10,9	8,3	11,9	9,8	14,5		10,1
18	10,1	7,6	12,2	8,9	13,3	10,2	16,2		10,7
25	10,6	7,8	13,0	9,1	14,2	10,3	16,6 ± 2,9		10,9 ± 1,7
35	10,1	7,9	12,8	9,2	14,0	10,2	16,1		10,7
45	10,8	8,9	13,4	10,1	14,6	10,2	15,5		10,6
55	10,3	8,6	12,7	9,6	13,7	10,2	14,8		10,5

Základní fyzikální jednotky a symboly
(Placheta a kol, 1999)