Autonomní nervový systém
AChAchAch
NA
Periferní části ANSthorakolumbální kraniosakrální
ANS řídí činnost
1. hladkého svalstva, které je většinou ve stěnách dutých orgánů
(v děloze, cévách, trávicím ústrojí a v močovém měchýři)
2. srdce a žláz
• sympatikus
• parasympatikus (vagus)
např. sympatikus zrychluje srdeční frekvenci
parasympatikus zpomaluje srdeční frekvenci
působení je většinou opačné (
antagonistické)
Mediátory ANS
➢ Vysvětluje to podstatnou část variací aktivity ANS
➢ Hledání jedinců s přirozeně vysokou aktivitou ANS
ANS
Aktivita ANS pod výrazným vlivem dědičnosti
•efektivní využití vysoké funkční kapacity jednotlivých systémů
• efektivní využití limitujících předpokladů (dispozic, schopností)
• vysoký stupeň adaptability organismu na fyzický a psychický stres
ANS A PŘEVODNÍ SYSTÉM SRDCE
o srdeční AUTOMACIE
o SA uzel obsahuje P-buňky mající schopnost samotvorby akčního potenciálu
o SA uzel - pacemaker rytmu 60 – 80 tepů
o AV uzel – nodální rytmus 30 – 40 tepů (zpomalení vedení vzruchu na komory)
o AV uzel – důležitost zpomalení: kompletní vyprázdnění síní
Řízení srdeční činnosti
vagus
Pravá větev –
chronotropní efekt
levá větev –
dromotropní efekt
ELEKTRICKÁ AKTIVITA SRDCE
šíření depolarizace po myokardu
POHYB = STRESOR
STRESOR a STRES – narušení homeostázy
Akutní odpověď organismu
AKTIVACE STRESOVÉ OSY
snížení aktivity PARASYMPATIKU a zvýšení SYMPATIKU
+ vyplavení KATECHOLAMINŮ / Adrenalin + Noradrenalin /
ADRENERGNÍ RECEPTORY
α1; α2; β1; β2
REDISTRIBUCE KRVE ↑↑↑ METABOLISMU
SF=71 62 69 75 79
VARIABILITA SRDEČNÍ FREKVENCE (VSF)
PERIFERNÍ ODDÍLY ANS
SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS
(n.vagus)
SF=71 62 69 75 79
VARIABILITA SRDEČNÍ FREKVENCE (VSF)
o VSF – změny v SF na úrovni po sobě jdoucích tepů - RR
o VSF– reflektuje regulační funkci ANS
– výsledek zejména respiračně vázané aktivity vagu
nádech = ↓VA + ↑ SF výdech = ↑ VA + ↓SF
SPEKTRÁLNÍ ANALÝZA
VARIABILITY SRDEČNÍ FREKVENCE
o neinvazivní metoda vyšetření aktivity obou větví ANS
(primárně vagu, sekundárně sympatiku, resp. sympatovagové balance)
o transformací časových rozdílů mezi po sobě jdoucími
R-R intervaly do frekvenčních hodnot vzniká modifikované
výkonové spektrum
Faktory ovlivňující aktivitu ANS
↓ únava
↓ přetížení, přetrénování
↓ onemocnění (DM II, IM, obezita, ↑TK)
↓ spánková deprivace
↓ věk
↓ tělesná zátěž
↓ alkohol / drogy
↓ mentální stres
↓ extrémní enviromentální podmínky
↑ spánek
↑ zdravý životní styl
↑ pohybová aktivita
POSUZOVÁNÍ INDIVIDUÁLNÍCH SPEKTRÁLNÍCH
PARAMETRŮ HRV
Task Force (1996)
o PVLF (0.02-0.05 Hz = 1,2 – 3 změny/min): původ zatím nejednoznačný
nejnižší vliv VA
o PLF (0.05-0.15 Hz = 3 – 9 změny/min): vliv pouze SY; nebo SY i VA,
činnost baroreceptorů
o PHF (0.15-0.50 Hz = 9 – 30 změny/min): vliv výhradně VA
PT (0.02-0.50 Hz = 1,2 – 30 změny/min): = PVLF + PLF + PHF
Komplexní ukazatele
Stejskal, P.; Šlachta, R.; Elfmark, M.; et al. Spectral analysis of heart rate
variability: new evaluation method. Gymnica. 2002, vol. 32, no. 2, s. 13-18.
• Věkově standardizovaný celkový spektrální výkon
•Komplexní ukazatel vagové aktivity (VA)
•Komplexní ukazatel sympatovagové rovnováhy (SVB)
• Celkové skóre SA HRV
Rozsah -5,0 až +5,0 bodů
Normální hodnoty -1,5 až +1,5 bodů
ANS
SVB
VA
Komplexní indexy SA HRV
(Stejskal et al., 2002)
(od -5 do 5 bodů)
o vagové aktivity (VA)
(od -2 do 2 bodů)
o sympatovagové balance (SVB)
(od -2 do 2 bodů)
o celkového skóre (CS)
(od -1,5 do 1,5 bodu)
POSUZOVÁNÍ VÝSLEDKŮ SA HRV
o celkový spektrální výkon (PT)
(od -2,5 do 2,5 bodů)
PT
CS
- 20 letý sportovec (KV - 20 let) podstoupí vysoce intenzivní
trénink a funkční věk (FV) - 45, tzn. že aktivita ANS odpovídá
člověku staršímu - negativní stav.
- 20 letý sportovec podstoupí pouze regenerační tréninky a
FV - 15, tzn. že aktivita ANS odpovídá člověku
mladšímu - pozitivní stav.
Příklad hodnocení úrovně aktivity ANS
CS - FUNKČNÍ VĚK
DUKLA 2010
VYŠETŘENÍ AKTIVITY ANS
o STANDARDNÍ podmínky
o KDY ? ráno – dopoledne (7 - 9 hodina)
o KDE ? tichá uzavíratelná místnost + sklopné lehátko (karimatka)
o DÉLKA ? Standardní vyšetření 20 min (modifikace 12 min*)
o ZPŮSOB ? Ortoklinostatický manévr (LEH – STOJ – LEH)
5 minut/60 sekund*
5 minut
5 minut
vagussymp
ANS
Diagnostickým systém DiANS PF8
SA HRV jako nástroj
OPTIMALIZACE ZATÍŽENÍ
1.
Tréninkové zatížení
zotavení genetická výbava - talent
sportovní
výkonnost
o sportovní výkon = multifaktoriální problém
o mezi vítězi a poraženými je rozdíl 0,4 %
(Pyne et al., 2004: Progression and variability of competitive performance of Olympic swimmers)
o heart rate variability (HRV) + exercise : 1946
o HRV + athlete : 3478 odkazů ( PubMed –
leden 2020)
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=heart+rate+variability+exercise
dávkování zatížení - empirie trenéra, pocity sportovce
JAK STANOVIT OPTIMÁLNÍ
VELIKOST TRÉNINKOVÉHO ZATÍŽENÍ?
nedostatečný rozvoj
talentu
přetížení přetrénování
adaptační kapacita organismu
Autonomní nervový systém (ANS)
 zpětnovazebný ukazatel změn v organismu, které mohou být
vyvolány tréninkovými a mimotréninkovými podněty
(Arai et al., 1989; De Meersman, 1993; Iellamo et al., 2003; Lacko et al., 2003; Perini
et al., 1989; Stejskal et al., 2001; Yamamoto et al., 2001; Zhong et al., 2005)
optimalizace tréninkového zatížení – prevence přetrénování
(Aubert et al., 2003; Banzer et al., 2002; Botek, 2007; Kiviniemi et al., 2007, Lehmann et al., 1998; Pichot
et al., 2000; Pober et al., 2004; Portier et al., 2000; Seiler et al., 2007; Uusitalo et al., 2000)
úroveň autonomní aktivity souvisí s aerobní a sportovní výkonností
(Atlaoui et al., 2007; Botek et al., 2013; Garet et al., 2004; Hautala et al., 2009; Kiviniemi et al, 2007;
Pichot et al., 2002; Schmidt et al., 2006; Stejskal, 2002)
VYUŽITÍ CELÉ ADAPTAČNÍ KAPACITY
ZVYŠOVÁNÍ
SPORTOVNÍ VÝKONNOSTI
• Narušení buněčné homeostázy
• Iniciace fyziologické odpovědi ➔ úprava
• Fáze superkompenzace
MÍRA PORUCHY BUNĚČNÉ HOMEOSTÁZY
PŘÍMO OVLIVŇUJE VELIKOST
SUPERKOMPENZACE
(TRÉNINKOVÝ EFEKT)
superkompenzace
Období optimálního
zahájení dalšího tréninkutrénink
ANS
superkompenzacezátěž
Sledování aktivity ANS pomocí SA HRV
může pomoci zhodnotit kvalitu regenerace
a stav regulativní a metabolické superkompenzace
ANS
-5
-5
+5
+5
Aktivita vagu
Sympatovagová rovnováha
Zotavení
-5
-5
+5
+5
Aktivita vagu
Sympatovagová rovnováha
Tělesná práce
KLÍČOVÝ PROBLÉM OPTIMALIZACE SPORTOVNÍHO
TRÉNINKU
➔ časování („timing“) tréninku a zotavení
➔ optimalizace intenzity zatížení a trvání tréninkové
jednotky
➔ optimalizace poměru mezi použitým objemem tréninku a
kvalitou a trváním regenerace
???
ANS
Longitudinální vyšetření ANS
 mapa ,,profil“ aktivity ANS
CS
[body]
tréninkové jednotky
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
 optimalizace
CS
PRAKTICKÁ UKÁZKA OPTIMALIZACE
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
2.4 13 15 19 20 21 22 23 26 27 29 3.5. 6 7 10 11 17 18 19 20 21 25. 26 27 28. 7.6 8. 9. 10. 11. 14. 15.
5 (14%) 14 (50%) 3 (11%) 6 (21%)
✓ muž 20 let; 400m překážek; 32 TJ
SA HRV jako nástroj
pro VÝBĚR talentů
2.
B
Nižší aktivita ANS
SNÍŽENÁ TRÉNOVATELNOST
= REDUKOVANÁ VÝKONNOST
SF [tep.min-1]
AVyšší aktivita ANS
VYSOKÁ TRÉNOVATELNOST
A ODOLNOST HRÁČE VŮČI STRESU
MÉNĚ TALENTOVANÝ SPORTOVEC
TALENTOVANÝ – TRÉNOVATELNÝ
SPORTOVEC
Využití SA HRV ve sportovní oblasti
➢ Pro optimalizaci zatížení a minimalizuje riziko vzniku přetížení
nebo přetrénování
➢ Pro objektivní hodnocení míry vnitřního zatížení organismu a
tím i aktuální tréninkové kapacity sportovce
➢ Pro hodnocení průběhu a kvality zotavení a stanovení
optimálního začátku tréninku („timing“ tréninku a zotavení).
➢ Při výběru talentovaných (,,trénovatelných“) sportovců nebo
nákupu nových sportovních akvizic.
➢ Pro hodnocení průběhu aklimatizace při pobytu ve vyšší
nadmořské výšce, časového posunu
SA HRV jako nástroj
pro indikaci PA u oslabených jedinců
3.
SA HRV a preskripce PA:
VAGOVÝ PRÁH
definice, výpočet a možné využití v praxi
TĚLESNÁ PRÁCE - ZMĚNY V AKTIVITĚ ANS
↑ srdeční frekvence + ↑ systolického objemu + ↑ kontraktility myokardu
Krytí energetických požadavků pracujících svalů
Nízká intenzita (< 35 – 45 % MTR) = inhibice aktivity vagu
Střední a vysoká intenzita = zvyšování aktivity sympatiku
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
vagus
sympatikus
Vagový práh
MTR (%)
PODÍL AKTIVITY VAGU NA REGULACI KVS
IZ 40 - 45 % MTR – TVA : není závislý na věku ani pohlaví
0
200
400
600
800
1000
1200
20 30 40 50 60 70 [% MTR]
[PHF ms2] S1a S1b S2
AKTIVITA SAS
40-45 % MTR = bezpečná IZ
AKTIVITA VAGU
70% MTR
40% MTR
ANS