Inovace studijního oboru Regenerace a výživa ve sportu (CZ.107/2.2.00/15.0209) 1 Regenerace ve sportu – biologické veličiny zatížení MUDr.Kateřina Kapounková, Ph.D. Biologické veličiny pro řízení zatížení ◼ Pomocí smyslů pozorovatele ◼ Měřící přístroje ◼ Analyzátory ◼ Testy Ukazatel odezvy na zátěž – stav fyziologické funkce organismu ) nejedná se o údaj o absolvované zátěži) Pozorování prostřednictvím smyslů ◼ Barva kůže ◼ Pocení ◼ Pocit zátěže ◼ Míra dušnosti ◼ Bolest Odhad intenzity zatížení podle vnímaného úsilí Borgova škála Srdeční frekvence ◼ reaguje velmi rychle na změny při zatížení / nejcitlivěji na zvýšení intenzity a zvýšení odporu/ ◼ Faktory ovlivňující SF: věk a pohlaví velikost srdce sportovní výkonnost zdravotní stav 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 70 130 190 250 310 370 Výkon /W/ SF rekreační sportovec výkonnostní sportovec vrcholový sportovec  Klidová SF ◼ Odpovídá obecné nebo speciální trénovanosti ◼ K porovnání klidových SF se doporučuje měřit ráno vleže po probuzení. ◼ Pomocí denního měření klidové SF lze získat přehled o reakci organismu na jednotlivá tréninková zatížení (běžné výkyvy 4 -6 tepů ). Pokud stoupne o 8 tepů přetížení, začínající zdravotní problém Při onemocnění vzrůstá SF o více než 10 tepů. Zvýšení SF + teplota 38°C sportovec by neměl trénovat Variabilita srdeční frekvence ◼ Periodické kolísání SR v průběhu času ◼ Založeno na měření času, který uběhne mezi 2 kmity R-R na EKG ( zkrácení – vyšší SF) ◼ Hlavní ukazatele : spektrální výkon ( P) a spektrální výkonová hustota (PSD) Analýza aktivity ANS sympatikus Akutní únava, sympatikotonická fáze chronické únavy, onemocnění TRÉNOVANOST = úroveň adaptace na tréninkové podněty rezistence vůči stresu tělesné zátěže TRÉNOVATELNOST = schopnost trénovat Vysoká aktivita ANS vysoká trénovatelnost vysoká schopnost adaptace na intenzivní tréninkové podněty předpoklad dobré trénovanosti Nízká aktivita ANS nízká trénovatelnost nízká schopnost adaptace na intenzivní tréninkové podněty malý předpoklad dobré trénovanosti ANS VARIABILITA SRDEČNÍ FREKVENCE (HRV) HRV = neinvazivně získaný ukazatel kardiálních autonomních funkcí Měření – sběr následujících R-R intervalů z EKG 24 hodin nebo krátkodobý záznam (většinou 5 minut a zároveň 300 R-R intervalů) Řada možností pro matematickou analýzu HRV •Časová analýza •Frekvenční analýza •Nelineární analýza •Poincaré diagramy ... CNS FREKVENČNÍ S Y N T É Z A SYMPATIKUS (SY) PARASYMPATIKUS (PA) f = 0,1 Hzsym f = 0,3 Hzpar VSF SU + + RECEPTORY SLINĚNÍ TEPLOTA BRONCHY KREVNÍ TLAK SRDEČNÍ FREKVENCE t [s] SF [1/min] ALGORITMUS FFT FREKVENČNÍ A N A L Ý Z A f = 0,3 HzHF f = 0,1 HzLF SY PA VSF t [s] SF [1/min] f t [s] srdce ANS standardizace Sympatická stimulace Vagová stimulace Leh Leh Stoj ANS vagussymp ANS 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 (%) 0 20 40 60 80 100 120 0 1 4 8 12 16 20 24 28 32 vagus sympatikus Průběh zotavení po intenzivním tréninku Začátek dalšího intenzivního tréninku Superkompenza ce hod. Nedostatečné zotavení (vzhledem k objemu a intenzitě tréninku) (čili předčasný začátek tréninku) vede k trvale zvýšené aktivitě sympatiku a k redukované aktivitě vagu Tréninkové dny Přetrénování a ztráta sportovní formy vagus sympatikus ANS -5 -5 +5 +5 Aktivita vagu Sympatovagová rovnováha -5 -5 +5 +5 Aktivita vagu Sympatovagová rovnováha 1 2 3 4 5 6 Syndrom přetrénovaní (sympatický typ) 78 9 -5 -5 +5 +5 Aktivita vagu Sympatovagová rovnováha 1 2 3 4 5 6 Syndrom přetrénovaní (vagový typ) 7 8 9 n nn -5 -5 +5 +5 Aktivita vagu Sympatovagová rovnováha Optimální regenerace Nedostatečná regenerace a nízká celková aktivita ANS Optimální intenzivní trénink s adekvátní regenerací Nedostatečná regenerace s převažujícím katabolismem -5 -5 +5 +5 Aktivita vagu Sympatovagová rovnováha Nedostatečná regenerace a nízká celková aktivita ANS Nedostatečná regenerace s převažujícím katabolismem •Možnosti zvýšení intenzity a objemu tréninku •Optimální aktivita ANS při ladění sportovní formy Optimální intenzita a objem tréninku TK ◼ Neočekávané snížení TK při zátěži – známka přetížení myokardu - schvácení Neočekávané snížení nebo zvýšení může být známkou přetrénování Spotřeba kyslíku ◼ maximální spotřeba kyslíku VO2max = schopnost organismu kyslík přijímat, transportovat a využívat ◼ rozvoj VO2max závisí na intenzitě a na objemu zátěže ◼ špičkové výkony : muži 78 ml/kg.min ženy 68ml/kg.min ◼ pokud dlouhodobého pohledu VO2max klesá je chyba v celkovém dávkování a účinnosti tréninku ◼ další ukazatel je % vyjádření Neočekávané snížení může být známkou přetrénování Biochemické ukazatele krve ◼ v těle se neustále vytváří malé množství La=klidový La/ 0,5–1,5 mmol/l/, mohou být stejné jako při aerobním zatížení ◼ nejvydatnější získávání energie anaerobním způsobem při intenzivních zatíženích mezi 15-60 s, VO2max 70% ◼ koncentrace La ve svalech vždy vyšší než v krvi/ do krve se zpožděním /- 2 - 3 min ◼ orgány které odbourávají La/ játra- 50%, nezatěžované svalstvo-30%, srdce- 10%, ledviny- 10%/ ◼ hromadění nastane u krátkodobých výkonů, u vytrvalostních se stačí odbourávat / rovnováha / Laktát ◼ rychlost odbourávání La: netrénovaný 0,3 mmol /l za min trénovaný 0,5 mmol / za min - měření- ušní lalůček / kapilární krev / ◼ hodnocení intenzity zatížení ➢ aerobní : do 2 mmol / l La ( některé disciplíny, ale mají daleko vyšší- běh na lyžích ) ➢ aerobně- anaerobní :3 – 7 mmol/l La ➢ anaerobní : nad 7 mmol /l la u vytrvalostních zatížení, kde je La přes 7, zcela potlačeno spalování tuků- energie zcela ze sacharidů/ Maximální koncentrace La jsou 16 – 24 mmol/l. Výrazné snížení – projev únavy ( součást syndromu přetrénování) ◼ konečný produkt odbourávání bílkovin / játra /- rychlejší odbourávání =lepší regenerační schopnosti – organismus pomocí ní vylučuje dusík ◼ dlouhodobé výkony – odbourávání AMK / i 15% potřebné energie / ◼ vyšší produkce močoviny v játrech až několik dní ◼ v praxi se koncentrace v krvi určuje brzy ráno před tréninkem a podle hodnoty lze usoudit na účinnost tréninkového zatížení z minulého dne ◼ běžný trénink v krvi : 5 – 7 mmol /l ◼ stoupne-li koncentrace nad 9 (ženy 10) více dnů za sebou = musí se snížit intenzita tréninku , nebo ho přerušit ( hrozí přetížení ) ◼ dlouhodobé výkony = nárůst urey, závisí na trénovanosti / čím trénovanější , tím menší nárůst koncentrace / ◼ ureu v krvi mohou i ovlivnit extrémy ve výživě (zvýšení příjmu bílkovin nad 2g/kg může zvýšit hladinu urey o 2 mmol/l) • velikost odbourávání a přeměny bílkovin • schopnost snášet zatížení • schopnost regenerace • nedostatek sacharidů podle vztahu hladiny urey a vytrvalostního zatížení lze hodnotit i regenerační schopnosti sportovce Močovina ◼ buněčný enzym zajišťující přeměnu ADP na ATP( energetického metabolizmu myocytů) ◼ normálně v nepatrném množství v krvi ◼ při destrukci svalových buněk nebo při nepřiměřeném zatížení v krvi vyšší hladiny / za 6 – 8 hod /- lymfatickými cestami ◼ Po zatížení : vyšší než 5 ( maraton až 50 ) ◼ při řízení tréninku hlídat aby dlouhodobě nevzrostla nad 15 přetížení ◼ Délka zatížení není sama o sobě příčinou vzestupu, musí to doprovázet mechanické zatížení ( došlapy na podložku při běhu – mikrotraumata ) ◼ Ke zvýšení u dlouhých i krátkodobých výkonů • neobvyklé svalové zatížení • intenzivní svalové zatížení • dlouhodobé svalové zatížení • svalová ztuhlost nebo zranění v klidu : ženy 2,0 µmol/l muži 3,4 µmol/l nutno snížit objem a intenzitu tréninku Kreatinkináza ◼ 3,9 – 7,8 µmol/l ◼ zvýšení je známkou rabdomyolýzy ◼ Podobný ukazatel jako kreatinkináza Laktát-dehydrogenáza Rabdomyolýza • závažné poškození kosterního svalstva vzniklé fyzickou zátěží • dědičná predispozice • jiné příčiny : kokain, alkohol, těžký úraz • Následkem - selhání ledvin, porucha krevní srážlivosti, poruchy iontového hospodářství ( hyperkaliémie, hyperfosfatémie. hypokalcémie) ◼ meziprodukt látkové výměny vznikající při nedostatku energie ◼ vzniká při intenzivních krátkodobých zatíženích, kdy se glykolytickou cestou nemůže tvořit dostatek ATP ( AMP se mění na amoniak) ◼ vzniká u zatížení, kde se objevuje La ◼ po zatížení se odbourává rychleji než laktát ◼ rychlá svalová vlákna produkují více amoniaku než pomalá Amoniak Vztah mezi nárůstem amoniaku a laktátu při rostoucí intenzitě zatížení 0 100 200 300 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 vztah mezi laktátem a amoniakem ◼ Parciální tlak kyslíku – snížen ve vysokohorském prostředí ( 10 – 13 kPa) – hypoxie ◼ Parciální tlak oxidu uhličitého – relativní snížení v hypoxickém prostředí ( 4,7 – 6 kPa) ◼ Saturace hemoglobinu kyslíkem ( 95- 100%) – neměla by klesnout pod 95%, pod 90 závažná hypoxie Krevní plyny ◼ Vysoce reaktivní látky ( radikály)- oxidují jiné látky (bílkoviny, lipidy, DNA) – lipoperoxidy – poškození membrán, organel i buněk ◼ Nepřímé metody měření : produktů – lipoperoxidy, hyperlipoproteiny ( krev), etan, propan ( vydechovaný vzduch) Ukazatele oxidačního stresu Volné radikály poškozuji ery, leu, myocyty - dlouhodobé výkony ◼ může vést k odhalení nedostatku tekutin ◼ do popředí od zneužívání erytropoetinu jako dopingu výrazný nárůst hemoglobinu nebo hematokritu – dopingová kontrola / krevní odběr žilní před závodem/ překročení hodnot hemoglobinu nad 18,5 g/dl muži a 16,5g/dl ženy = zákaz startu na 14 dní Hematokrit a hemoglobin Snížení hemoglobinu = známka dlouhodobé únavy, anémie, krvácení Adaptace na zatížení ◼ Delší dobu trvající vytrvalostní aerobní trénink vede ke zvětšení množství krve : 1. nejprve objem plazmy 2. po 2 až 3 týdnech erytrocyty a hemoglobin Zvýšení objemu plazmy je však výraznější ( to se projeví snížením hematokritu a snížením viskozity krve (cirkulace) ◼ Za adaptační změnu považujeme i zvýšení množství červených krvinek, při pobytu ve vysokohorském prostředí ( 2300 m 4 týdny, po 8 týdnů) ◼ Zvyšování počtu erytrocytů zlepšuje podmínky pro transport kyslíku z plic ◼ koncentrace v krvi je řízena hormonálně ◼ při zatížení vzrůstá potřeba G ve svalech ◼ v klidu kolísá hladina 4 – 5,5 mmol/l ◼ intenzivní výkony do 60 min – nárůst hladiny G( adrenalin )- bezprostředně po až 10 mmol /l ◼ pokud po výkonu hladina G nestoupá , znamená to, že zásoby glykogenu jsou vyčerpány ( po 90 min ) ◼ při nedostatečném množství glykogenu se při zatížení hladina dostane pod 3,5 mmol /l - zhoršení motoriky pozátěžová hyperglykémie hypoglykémie Glukóza Minerály ◼ četné funkce závislé na dodávce minerálů ◼ během tréninku některé ve vyšší míře vylučovány ( Fe, Mg) - čtvrtý nejčastější kationt ( 60% skelet, 30% svaly, 1% ECT) - pod 0,75 – doplnit - svalové křeče, ztuhlost, chvění svalů, únava, snížení výkonnosti Fe: - hladina feritinu v krvi / odběry nedělat bezprostředně po výkonu/ - Optimální hladina 40 – 90 µmol/l - pod 30 nutno doplnit- denně po několik týdnů, koncentrace Fe často klesá po infekci, toto není důvod ke zvýšenému příjmu železa, tělo se takto brání infekci – snížení Fe vede k zabránění množení bakterií / Mg : 0,75 – 1,1 µmol/l Imunologické ukazatele ◼ Vyšší u rabdomyolýzy ◼ Vytvářen v játrech ◼ Zvýšen u akutní infekce ◼ Snížen – imunosupresivním následkem opakovaného přetížení, přetrénování sedimentace C-reaktivní protein 2-8 mg/l (-) Sportovní zátěž Jiné zátěže: školní, pracovní, společenská, rodinná .. PŘETRÉNOVÁNÍ Hypotalamo-hypofyzární dysfunkce ↑ Stresové hormony porucha periodicity LH ↓ TSH ↓ ACTH ↓ GH ↑ Kortizol ↑ Katecholaminy ↓Testosteron ↓Kortizol ↓T3,T4 PTH Kalcitonin Poruchy reprodukčních funkcí muži: ↓ počet spermií a libido ženy: poruchy menses Porucha anabolickokatabolické rovnováhy ↓ hmotnosti, svalů, syntézy glykogenu Porucha regulace metabolizmu dysregulace glykémie, ↓ mobilizace glykolytické energie, dysregulace FFA ↓ senzitivita a denzita β- adrenergních receptorů Poruchy imunity ↑ náchylnost k infekci ↑ únava, riziko osteoporózy ↓ SF a TK