FSpS MU v Brně Aerobní zátěžové testy Vytrvalostní schopnost je schopnost provádět opakovaně pohybovou činnost submaximální, střední a mírné intenzity bez snížení její efektivity (intenzita je dána pohybovým úkolem). Je to soubor předpokladů provádět cvičení: a) určitou nižší intenzitou co nejdéle b) stanovenou dobu (vzdálenost) co nejvyšší intenzitou uTESTY AEROBNÍCH PŘEDPOKLADŮ uStruktura vytrvalostních schopností 1) Podle počtu zapojených svalů: lokální vytrvalostní schopnost (1/3 svalové hmoty) globální vytrvalostní schopnost (více jak 1/3 sv. hm.) 2) Podle doby trvání: rychlostní: 0-20 s (ATP – CP systém) krátkodobá: 20 s – 2 min (LA systém) střednědobá: 2 – 10 min (O2 systém) dlouhodobá: I 10 – 35 min (glykogen) II 35 – 90 min (glykogen + tuky) III 90 – 6 hod (tuky) IV nad 6 hod (bílkoviny) 3) Podle vnějšího projevu: statická vytrvalostní schopnost (výdrž ve shybu) dynamická vytrvalostní schopnost (sedy-lehy, běh) u Biologický základ: Z biologického hlediska jde při vytrvalostním výkonu o plynulé dodávání kyslíku a energetických zdrojů svalovým buňkám a současný odvod zplodin látkové výměny. To je dáno několika dalšími faktory, které lze ve většině případů ovlivnit, proto je vytrvalostní schopnost poměrně dobře trénovatelná. 1) Dědičnost: Poměr rychlých a pomalých svalových vláken 2) Kardiovaskulární soustava Její činnost je dobře vlivnitelná tréninkem a jedná se především o ovlivnění: a) dýchacího systému: příjem kyslíku do organismu závisí na minutové ventilaci (dechový objem x dechová frekvence) a využití kyslíku ze vzduchu b) oběhového systému: příjem kyslíku do svalových buněk závisí na - minutovém objemu srdečním (srdeční objem x srdeční frekvence) c) cévním zásobení ve svalu (počtu kapilár obklopujícím svalové vlákno) FSpS MU v Brně uTest W170 u uTest W170 se provádí pro poměrně snadné srovnání tělesné zdatnosti většího počtu osob u uPři testu je sledován výkon, kterého je testovaná osoba schopna dosáhnout při srdeční frekvenci 170 úderů za minutu uVyšší výkon znamená vyšší tělesnou zdatnost a naopak. u uPři testu se sleduje maximální výkon ve wattech, pro přesnější porovnání uvýkonnosti je vhodné jej přepočítat na kilogramy hmotnosti TO u FSpS MU v Brně uNejvyšších hodnot v testu W170 zpravidla dosahují např.: u cyklisté, veslaři a to 4 watty na kilogram tělesné hmotnosti i více. u uJe vhodné porovnávat osoby stejného či alespoň podobného věku u uPro starší či méně zdatné jedince lze použít obdobný test při SF nižší (150 či 120 bpm). u FSpS MU v Brně uTest W170 lze provádět několika způsoby, Máček (1988) uvádí tento upostup: u„…Index se získá z hodnot srdeční frekvence naměřených na dvou, lépe na třech ustupních zvyšované zátěže na úrovni nízké, střední a vyšší intenzity, tedy s tepovou uodezvou asi 120, 150 a 170 za minutu. u uV dnešní době se spíše používá namísto stupňovitého kontinuální uzvyšování zátěže a hodnotí se přímo výkon při srdeční frekvenci 170 bpm. u FSpS MU v Brně uTest VO2 max u u uVO2 max označuje maximální množství kyslíku, které je organismus při intenzivním tělesném zatížení schopen během jedné minuty přijmout a zužitkovat u u uLze ho považovat za jakýsi globální ukazatel výkonnosti dýchacího a oběhového ústrojí. u uVO2 max je v současnosti považován za jeden z hlavních ukazatelů maximálního aerobního výkonu jedince u FSpS MU v Brně uJeho hodnota se udává buďto absolutní, tj. v litrech za minutu, anebo urelativní v mililitrech přepočítaná na jeden kilogram tělesné hmotnosti. u u uHodnoty průměrné netrénované populace se pohybují kolem 37 ml.min-1.kg-1 u žen a 45 ml.min-1.kg-1 u mužů. u uTrénovaní sportovci s převahou aerobního tréninku (vytrvalostní sporty jako cyklistika, severské lyžování, triatlon atd.) dosahují často hodnot 80 ml.min-1.kg-1 i vyšších. FSpS MU v Brně uMaximální spotřeba kyslíku je závislá na několika faktorech, přičemž vždy nejslabší z těchto faktorů ovlivňuje konečnou hodnotu VO2 max. uTyto faktory jsou: u u1) množství vzduchu v litrech proventilované plícemi za jednu minutu u2) alveolo-kapilární difůze kyslíku u3) minutový objem srdce u4) počet erytrocytů a hemoglobinu u5) artério-venózní diference kyslíku u6) počet mitochondrií a aktivita oxidačních enzymů u Funkční zdatnost W170/kg W max/kg Výborná x 2,94- více 3,26- více 4,80- více Průměrná x 2,28- 2,93 2,61- 3,25 4,30- 4,70 Nedostatečná x méně- 2,27 méně- 2,60 méně- 2,20 Funkční zdatnost W170/kg Wmax/kg Výborná x 2,28- více 2,61- více 3,90- více Průměrná x 1,63- 2,27 1,96-2,60 3,30- 3,80 Nedostatečná x méně- 1,62 méně- 1,95 méně- 3,20 uW170 u u=pracovní kapacita na hladině 170 tepů, obecně to znamená, jaký podává tělo výkon při tepu 170 u-pokud testujeme starší jedince, kteří mají maximální TF nižší, používá se test W160 či W150 u uPomůcky: utestovat se může na všech ergometrech /nejčastěji ale na bicyklu/ u uPostup: u1) po zahřátí a opětovném uklidnění organismu u2) 3 stupně po 3 minutách: muži 1 – 2 - 3 wattů/kg u ženy 1 – 1,5 – 2 wattů/kg u u starších jedinců pouze 2 stupně po 5 minutách u3) Záznam TF provádíme na milimetrový papír či do grafu. u4) Linie, která vypovídá o TF, nám většinou protne hladinu 170, svedeme kolmici k ose x a zjistíme kolik wattů W/kg, učili jakou práci, jsme při této hladině vykonali. Pokud se při testu stane, že jedinec má nižší TF již u třetího stupně, upokračuje dalším stupněm, než dosáhne stanovených 170 tepů, uméně zdatní se dostanou na 170 tepů i dříve /před třetím stupněm/. uVyhodnocení: uFunkční vyšetření u mužů u(převzato z Kryl a kol., 1990) u FSpS MU v Brně uAEROBNÍ TESTY ujsou testy zaměřené na hodnocení schopnosti využít oxidativních (aerobních) energetických metabolických cest pro syntézu adenosintrifosfátu v pracujících svalech. uMaximální minutový příjem („spotřeba“kyslíku) (maximal aerobic power MAP) je nejvyšší dosažený minutový příjem kyslíku během maximální zátěže do vyčerpání (příjem se již nezvyšuje); pro posuzování schopnosti k vytrvalostnímu výkonu (přesun těla v prostoru) i pro interindividuální hodnocení je vhodnější jej přepočítat na kg hmotnosti (VO2max/kg) uKyslíkový poločas je doba, za kterou dosáhne minutový příjem kyslíku polovinu své nejvyšší hodnoty v průběhu lehké až submaximální zátěže (pod úrovní anaerobního prahu); aerobně lépe disponovaní jedinci mají tuto dobu kratší uNovotný 2003 Spiroergometrie je zátěžový test s přesně dávkovaným nebo měřeným výkonem a analýzou ventilovaného vzduchu. spiro FSpS MU v Brně hodnoty FSpS MU v Brně SPOTŘEBA KYSLÍKU VO2 [l/min] Množství kyslíku předané tkáním za časovou jednotku Ukazatel aerometabolických schopnosti organizmu a výkonnosti transportního systému. Udává se rovněž v jednotkách l/min/kg, tento parametr zohledňuje interindividuální rozdíly v hmotnosti těla. . MAXIMÁLNÍ SPOTŘEBA KYSLÍKU VO2max (peak) [l/min] nebo [l/min/kg] Důležitý funkční ukazatel zátěžového vyšetření - představuje kapacitu transportního systému. Nemocné osoby mají tento index podstatně nižší a ani nesplňují kritéria pro dosažení maxima. . VÝDEJ OXIDU UHLIČITÉHO VCO2 [l/min] Doplňková hodnota při neinvazivním určování anaerobního prahu a pro stanovení poměru respirační výměny R . ventilační prah 2 Robergs VO2max dif zátěžeRobergs VO2max Robergs FSpS MU v Brně lidé s chronickým onemocněním VO2max < 20ml/min/kg velmi dobře trénovaní vrcholoví sportovci VO2max > 80ml/min/kg Funkční snížení aerobní kapacity a aerobního prahu (modifikováno podle: Webera, K. T.) FSpS MU v Brně (Placheta ,1999) Vrcholový příjem kyslíku patří mezi nejdůležitější nezávislé prognostické faktory u srdečních nemocí. Snížení příjmu kyslíku na méně než 12 ml . kg-1 . min-1 představuje indikaci k transplantaci srdce. FSpS MU v Brně POMĚR RESPIRAČNÍ VÝMĚNY- RER Kritérium dosažení maximální metabolické úrovně informace o podílu metabolizmu energetických ekvivalentů parametr pro neinvazivní určení anaerobního prahu TEPOVÝ KYSLÍK VO2:SF [ml] Množství kyslíku dodané tkáním jedním tepem ukazatel výkonnosti i ekonomiky práce transportního systému (čim vyšší, tím příznivější) . ventilační prah 2 Robergs ventilační prah 2 Robergs ventilační prah 2 Robergs VENTILAČNÍ EKVIVALENT VEO2 [l] Množství vzduchu v litrech proventilovaného plícemi, z něhož si organizmus odebere 1 litr O2. Během stupňovaného zatížení nejprve mírně klesá, s dalším vzrůstem zátěže stoupá pozvolna, později strměji. Průběh má exponenciální charakter, místo počátku průdkého vzestupu odpovídá přibližně úrovní anaerobního prahu. Hodnota je ukazatelem ekonomiky dýchání: zdatnější a zdraví mají při stejných zátěžích nižší výsledky, málo zdatní a nemocní reaguji podstatně vyššími hodnotami. . VENTILAČNÍ EKVIVALENT VECO2 [l] Množství vzduchu v litrech proventilovaného plícemi, z něhož organizmus vyloučí 1 litr CO2. ventilační prahRobergs ventilační prahRobergs ANAEROBNÍ PRÁH metabolický přechod Určitý krátký časový úsek v průběhu stupňového zatížení, kdy je porušena rovnováha mezi tvorbou a odbouráváním především laktátu a dochází k nekompenzovanému vzestupu jeho koncentrace v krvi. Je to předěl mezi převážně aerobním a aerobně-anaerobním krytím energetických nároků organismu. STANOVENÍ: neinvazivní - z ventilačně respiračních hodnot invazivní - z hodnot exponeneciálního vzrůstu laktátu nebo úbytku bází za použití grafických a matematických postupů FSpS MU v Brně METABOLICKÁ ACIDÓZA: H++HCO3 H2CO3 CO2+ H2O uVzestup a kumulace krevního laktátu u uPokles pH krve u uHyperventilace u uPokles bikarbonátu u u uINVAZIVNÍ URČENÍ ANAEROBNÍHO PRAHU u„laktátový“ u„-BE práh“ FSpS MU v Brně ventilační prah 2 Robergs ventilační prahRobergs LAKTÁTOVÝ prah Robergs Laktátový práh Ventilační práh prah FSpS MU v Brně FSpS MU v Brně FSpS MU v Brně uTestem 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“. uNovotný 2003 BORGOVA ŠKÁLA SUBJEKTIVNÍHO VNÍMÁNÍ INTEZITY ZÁTĚŽE - RPE (rating of perceived exertion) FSpS MU v Brně Borgova škála subjektivního hodnocení dušnosti, bolesti na hrudi a dolních končetin FSpS MU v Brně u ANAEROBNÍ TESTY ujsou testy zaměřené na hodnocení schopnosti využít neoxidativních (anaerobních) energetických metabolických cest pro syntézu adenosintrifosfátu v pracujících svalech. u uMaximální kyslíkový deficit (maximal level of oxygen deficit) je teoretické množství kyslíku, které chybí (v průběhu maximální kontinuální zátěže do vyčerpání) do úrovně maximálního příjmu kyslíku [l] uMaximální kyslíkový dluh (oxygen debt), maximální zotavovací kyslík je množství kyslíku, které převyšuje klidový příjem kyslíku (po skončení maximální zátěže do vyčerpání) [l] uKoncentrace laktátu v krvi nejvyšší koncentrace laktátu po skončení maximální zátěže do vyčerpání (většinou v průběhu 3. minuty zotavení) [mmol/l] uÚbytek bazí v krvi (base excess) úbytek bazí v krvi je odrazem jejich spotřeby na kompenzaci zátěžové metabolické acidózy (především v důsledku kumulace laktátu) a těsně koreluje s koncentracemi laktátu v krvi; je vyjádřen záporným číslem přebytku bazí [mmol/l] uNovotný 2003 graf Kyslíkový dluh resyntéza ATP a CP(rychlá alaktátová složka-2-3 min) resyntéza glykogenu z laktátu(pomalá laktátová složka) úhrada zásob kyslíku v krvi úhrada zásob kyslíku v myoglobinu …. (pomalá alktátová složka) FSpS MU v Brně uValsalvův manévr Kombinovaná zátěž při Valsalvově manévru nachází výraznou kardiovaskulární odezvu. Test má význam v diagnostice kardiogenních a neurogenních poruch srdečního rytmu, které se pod vlivem této zátěže mohou objevit nebo prohloubit. U pacientů s kardiomyopatií nebo srdeční autonomní neuropatií bývá zjišťováno snížení diference R-R intervalů při usilovném výdechu a následné zotavné fázi. Výhodou je jednoduchost a dostupnost. uNovotný 2003 uOrtostatický test (Schellong) uZměna polohy člověka z lehu do stoje v gravitačním poli představuje ortostatickou zátěž, která vyvolá stagnaci krve v dolních končetinách a snížení žilního návratu a QS. U zdravého člověka se zvýší HR, dochází k periferní vasokonstrikci a vyrovnává se Q a TK Test má význam v diagnostice kolapsových stavů, stavů bezvědomí, ortostatických poruch regulace TK a HR. Jeho výhodou, proti testu na sklopném stole, je jeho jednoduchost a dostupnost. uNovotný 2003 FSpS MU v Brně FSpS MU v Brně u“Handgrip” Stisk ručního dynamometru určitou silou a po určitou dobu představuje fyzickou izometrickou a výraznou oběhovou zátěž. Hlavní výhodnou je jednoduchost, malá přístrojová náročnost a to, že se neprovádí dynamický pohyb – pacient nepohybuje tělem (možnost sledování ekg, katetrizace uNovotný 2003 FSpS MU v Brně uChladový zátěžový test Chladem vzniklá periferní vasokonstrikce a zvýšení TK aktivuje baroreflex a kardioinhibiční (vagové) centrum prodloužené míchy. Zátěž může vyvolat anginu pectoris, bradykardii až srdeční zástavu. Proto lze test použít v diagnostice uvedených patologií. uNovotný 2003 FSpS MU v Brně uWingateský test u(Wingate anaerobic test WAnT) během 30 sec šlapání maximální rychlostí na bicyklovém ergometru u s konstantním odporem (individuálně nastaveným momentem síly) se nejvyšší dosažený výkon [W] a počítá celková práce [J]. uNovotný 2003 uMargariův test (Margaria step - running test - Margaria a kol, 1966) běží se co nejrychleji do 14 schodů, měří se čas běhu mezi 3. a 9. schodem, výkon se vypočítá P=m*v/t (m – hmotnost těla, v – výška schodu, t – čas) uKinderman-Schnabelův test spočívá ve dvou zatíženích s odstupem 40 minut, první zatížení je 40 sekund, druhé do vyčerpání, porovnávají se časy a laktáty obou zatížení (Komadeľ, 1997; Skorocká a kol. 2003) Novotný 2003 u u FSpS MU v Brně