Jan Novotný Fakulta sportovních studií MU Brno, 2015 „Anaerobní práh“ (ANP, AT – anaerobic threshold) FYZIOLOGICKÁ PODSTATA - DEFINICE ÚČEL - POUŽITÍ METODIKA STANOVENÍ - UKAZATELE

….……………………………………………………………………………….2. práh ? ….…………………………………………………………………………… práh ? PÁSMO PŘEVÁŽNĚ ANAEROBNÍ („laktátové“) ZDROJE ENERGIESVALOVÁ VLÁKNA CP, ATP, Glu, La, TriglIIx, IIa PÁSMO PŘEVÁŽNĚ AEROBNÍ ZDROJE ENERGIESVALOVÁ VLÁKNA CP, ATP, Glu, La, TrigIIa, I PÁSMO AEROBNÍ ZDROJE ENERGIESVALOVÁ VLÁKNA CP, ATP, Glu, TrigI (Slow Oxidative) PÁSMO ANAEROBNÍ („alaktátové“) ZDROJE ENERGIESVALOVÁ VLÁKNA CP, ATP, GluIIx 0 …………………...… Intenzita zatížení (%VO 2 max) ………………………100 0 ………….Laktát (mmol.l -1 ) …….……18 Energetická pásma při různé intenzitě zatížení organizmu

Placheta, 2001: Anaerobní práh (stresový práh, metabolický přechod) je = předěl mezi převážně oxidačním a oxidačně-neoxidačním krytím energetických nároků. = časový úsek v průběhu stupňovaného zatížení, kdy 1. nejprve začne ↑ podíl neoxidační úhrady energie a kumulovat se (↑) krevní laktát ↓ hydrogenuhličitanů (HCO 3 -) a pH krve (metabolická acidóza) → hyperventilace (↑ V), ↑ VCO 2, ↑ R a V/VO 2 (neroste V/VCO 2 ), konstantní PET CO2 - IZOKAPNICKÁ KOMPENZACE METABOLICKÉ ACIDÓZY 2.pak začne ↑ V/VCO 2, ↓ PET CO2 - RESPIRAČNÍ KOMPENZACE METABOLICKÉ ACIDÓZY Fyziologická podstata „anaerobního prahu“

Účel stanovení „anaerobního prahu“ Hodnocení aerobní schopnosti - funkční schopnosti aerobního systému a) hodnocení transportního systému pro kyslík, včetně srdce (u pacientů i sportovců) b) hodnocení připravenosti k aerobnímu (vytrvalostnímu) výkonu (predikce výkonu - např. běh na 5 km a více) c) Hodnocení účinnosti aerobního (vytrvalostního) tréninku Plánování a řízení aerobního a anaerobního tréninku d) určení vodítka pro řízení intenzity pohybu - vymezení pásem (zón) tréninkové intenzity

Hodnocení funkční schopnosti a) transportního systému pro kyslík

TřídaPoškození VO 2 max(SL) (ml.min -1.kg -1 ) VO 2 ANP (ml.min -1.kg -1 ) ANulové - nízké2014 BMírné - střední CStřední - těžké DTěžké EVelmi těžké65 Hodnocení funkční schopnosti a) transportního systému pro kyslík u kardiologických pacientů (Weber et al., 1988) Hodnocení tělesné zdatnosti, predikce schopnosti k pohybu Výhoda: pouze submaximální zatížení – bezpečnější …

Běžecká vytrvalostRychlost při ANP Velmi slabá< 9 km/h Slabá9 – 12 km/h Dobrá12 – 14 km/h Velmi dobrá km/h Vytrvalci16 – 20 km/h Špičkoví vytrvalci> 20 km/h Hodnocení připravenosti b) k běžeckému vytrvalostnímu výkonu (predikce)

Noakes, 2003 c) Hodnocení účinnosti aerobního (vytrvalostního) tréninku

d) určení vodítka pro řízení intenzity pohybu – tréninkové zóny Sharkey BJ a Gaskill SE. Sport physiology for coaches. Human Kinetics, Champaign 2006, 310 pp. EASY TRAINING ZONE (EZ) Zóna lehkého tréninku RPE laktátový práh (LT1: 2 mmol/l) = „Aerobní práh?“. Definice: Laktát, srdeční frekvence a pocit zátěže nebo rychlost pohybu může být jako v závodě s trváním nad 3 hodiny. Odpovídá přibližně subjektivnímu pocitu zátěže (RPE) 12. NON-TRAINING ZONE (NZ) Zóna beztréninková RPE laktátový práh (LT: 4 mmol/l) = „Anaerobní práh?“. Je spojen s výkony od 30 minut do 2 hodin (???) = Výkonnostní práh (PT). Odpovídá přibližně RPE 15. PERFORMANCE TRAINING ZONE (PZ) Zóna závodní intenzity - pro intervalový trénink Závody pod 2 h jsou blízko LT2, trénink maratónu smí být právě pod LT2, kratší závody jsou nad LT2. RPE MAXIMAL ZONE (MZ) Zóna nejvyšší intenzity RPE 19-20

d) určení vodítka pro řízení intenzity pohybu – tréninkové zóny Seiler KS a Kjerland GO. Quantifying training intensity distribution in elite endurance athletes: is there evidence for an „optimal“ distribution?. Scand J Med Sci Sports 16, 2006: LOW LACTATE ZONE Zóna s nízkou koncentrací laktátu 1. ventilační práh (VT1) = intenzita při zvýšení VE/VO 2 odpovídající zlomu linearity VE, ale bez zvýšení VE/VCO 2. - odpovídá LT1 („Aerobní práh“ ?) – okamžik prvního lehkého zvýšení laktátu na klidovou hodnotu LACTATE ACCOMMODATION ZONE Zóna aerobně-anaerobního přechodu (přechodná zóna) Zóna s mírně zvýšenou (neklidovou) koncentrací laktátu, ale ještě v rovnovážném stavu, kdy jeho metabolizace je vyrovnaná s jeho produkcí) 2. ventilační práh (VT2) = Intenzita při začátku nárůstu VE/VCO 2 - odpovídá LT2 („Anaerobní práh“ ? ) LACTATE ACCUMULATION ZONE Zóna s prudce se zvyšující koncentrací laktátu a blíží se únavou svalů

Metodika stanovení „anaerobního prahu“ ZÁTĚŽOVÝ TEST stupňovaná intenzita zátěže (rychlost, výkon) měření odezvy (La, VE, SF,..) ↓ ANP = INTENZITA ZÁTĚŽE rychlost, výkon, VO 2, %VO2max srdeční frekvence, čas úseku STUPŇOVANÁ ZÁTĚŽ Výsledky jsou ovlivněny intenzitou, trváním a přerušováním zátěže. Přerušování zátěže → odstranění únavy z předešlé zátěže (↓ La, VE, …). Nepřerušování zátěže → kumulace únavy z předchozích zátěží.

Metodika stanovení „anarobního prahu“ (metabolických přechodů) Analýza krve: La, ABR (-BE, pH) Analýza vzduchu: SPIROERGOMETRIE: VE, VE/VO 2, VE/VCO 2, RER,.. Pocit zátěže (RPE): 13 - poněkud namáhavá Test mluvení: neschopnost souvislé řeči [Conconi test?: SF, intenzita zatížení (rychlost)]

Stanovení laktátového prahu PROBLÉM definice a stanovení „lakátového anaerobního prahu“ Ze závislosti koncentrace laktátu na zvyšující se intenzitě zátěže (Australian Sports Commission, 2000): 1.První zátěž, při níž se koncentrace La zvýší nad klidovou hodnotu (~2 mmol/l). („AROBNÍ PRÁH“? - Fyziologické vysvětlení ???) 2.Zátěž, při níž je nárůst koncentrace La velmi rychlý – strmý (~2,5- 5 mmol/l). Fyziologické vysvětlení: při přechodu z aerobního do anaerobního získávání energie - ?

PROBLÉMY: Množství a nejednotnost způsobů stanovení laktátového prahu (Bourdon, 2000)

4242 Takto NE: Stanovení laktátového prahu INDIVIDUÁLNÍ (… zlom na křivce …) NE pro všechny stejně koncentrace La 2 a 4mmol/l LT

Stanovení laktátového prahu (Bourdon, 2000)

Stanovení dvou laktátových prahů ? Blood lactate transition thresholds (Bourdon, 2000)

Stanovení dvou laktátových prahů ? ??? OBLA - onset blood lactate accumulation LTP – lactate turn- point LT – lactate threshold La (Wilmore et al., 2004)

Laktátový práh (LT – lactate threshold) prediktor průměrné rychlosti, která může být v maratonu. Hranice rychlosti mezi „lehkým“ a „vytrvalým“ během = rychlost běhu při prvním zvýšením koncentrace laktátu v krvi nad základní hodnotu. Stanovení dvou laktátových prahů ? Test na běžícím páse (Jones 2007) Laktátový bod obratu (LTP – lactate turn-point) prediktor výkonu v běhu na 10 mil až v půlmaratonu hranice mezi „vytrvalým“ a „tempovým“ během. tuto rychlostí lze běžet maximálně kolem 60 min. = rychlost běhu při zřetelném náhlém a udržitelném zvýšení koncentrace laktátu v krvi (přibližně kolem 2-4 mmol/l).

Tréninkové zóny pro běžce a přechody mezi nimi (Jones, 2007) Tréninková zóna „E“ (easy running): lehký běh, asi do 16 km.h-1 Přechod: Laktátový práh (Lactate threshold) Tréninková zóna „S“ (steady running): vytrvalý běh, asi km.h-1 Přechod: Laktátový bod obratu (Lactate turn-point) Tréninková zóna „T“ (tempo running): tempový běh, asi km.h-1 Přechod není definován. (při 80% HRmax?) Tréninková zóna „I“ (interval running) – rychlý běh při aerobním intervalovém tréninku, rychlost nad 19 km.h-1

Test na běžícím páse (Jones 2007) Stanovení dvou laktátových prahů ? LT LTP LT – lactate threshold, LTP – lactate turn-point

(Noakes, 2003) Stanovení laktátového prahu !!! BLSS – blood lactate steady state La Rychlost (km/h) 18,8 18,1 17,2 Čas (min)

Stanovení laktátového prahu (In: Placheta, 1988) PRŮSEČÍK REGRESNÍCH PŘÍMEK METODA NEJMENŠÍCH ČTVERCŮ PRŮSEČÍK KŘIVKY A OSY TEČEN

Naše zkušenosti se stanovením laktátového prahu Laboratoř sportovní medicíny FSpS MU – Accutrend (Novotný, 2012) La 3,4 mmol/l SF 162/min AT Rychlost 13,5 km/h

Stanovení ventilačního prahu Raven et al., 2013) Spiroergometrie: VE, VO 2, VCO 2, RER,...

„Tradiční“ stanovení ventilačního prahu (VT) V-slope RER=1, VE/O2

„Tradiční“ stanovení ventilačního prahu (VT – ventilatory threshold) (Solber et al. 2005) RER – AT (respiratory exchange ratio): = poměr respirační výměny (VCO 2 /VO 2 ) = 1,0 V-slope – AT: = začátek příkrého nárůstu výdeje oxidu uhličitého (VCO 2 ) v závislosti na příjmu kyslíku (VO 2 ) VE/O 2 – AT: = začátek prudkého nárůstu ventilačního ekvivalentu pro kyslík

Kraemer et al., 2012 VE/CO 2 VE/O 2 VTRCP RCP – respiratory compensation point „Současné“ stanovení dvou ventilačních prahů zlom a nárůst ventilačních ekvivalentů pro O 2 a CO 2

Problémy se stanovením ventilačně-respiračního prahu (problém?: AT daleko před RER=1; bez problému se 2 prahy?: VT a RCP na stejné úrovni) AT?

Naše zkušenosti se stanovením ventilačně-respiračního prahu Laboratoř sportovní medicíny FSpS MU - Cortex (Novotný, 2012) ? ATRCP Nutné manuální korekce AT?

Naše zkušenosti se stanovením ventilačně-respiračního prahu Laboratoř sportovní medicíny FSpS MU - Cortex (Novotný, 2012) VO 2 VCO 2 Rychlost Nutné manuální korekce AT VE RER Čas [min] AT RCP

Naše zkušenosti se stanovením ventilačně-respiračního prahu Laboratoř sportovní medicíny FSpS MU - Cortex (Novotný, 2012) VE/VO 2 VE/VCO 2 Rychlost VT RCP manuální korekce Čas [min] AT RCP

StupeňSlovní hodnota 6 7VELMI VELMI LEHKÁ 8 9VELMI LEHKÁ 10 11LEHKÁ 12 13PONĚKUD NAMÁHAVÁ 14 15NAMÁHAVÁ 16 17VELMI NAMÁHAVÁ 18 19VELMI VELMI NAMÁHAVÁ 20 Pocit zátěže (RPE – rating of perceived exertion) Borg, 1962 „AT“: RPE ~ 13 Doporučená intenzita rekreační a léčebné pohybové aktivity < AT (RPE 11-13) →↓O 2 stres a H + !

„Test mluvení“ (Croteau et al.) ↑ ventilace ↑ výdej CO 2 – kompenzace metabolické acidózy, ↑ příjem O 2 - doporučená intenzita rekreační a léčebné pohybové aktivity (↓volných O 2 radikálů a acidózy) - pod úrovní „anaerobního prahu“ = INTENZITA ZÁTĚŽE, kdy přestáváme být schopni souvislé řeči

„Anaerobní práh“ - ZÁVĚRY Fyziolog. podstata: Neostrý přechod mezi rozdílnými energeticko-metabol. režimy. - začátek strmého ↑ podílu anaerobně získávané energie. Použití: Hodnocení aerobní schopnosti a připravenosti k vytrvalost. výkonu, řízení intenzity pohybu v tréninku (POZOR na stejnou metodiku stanovení AT!). Metodika: La – produkt anaerobního metabolizmu, substrát aerobního metabolizmu (1 zlom); V, VO 2, VCO 2,... – ukazatele funkce aerobního i anaerobního metabolizmu a kompenzace acidózy (2 zlomy): SUBMAX. AŽ MAX. INTENZITA - zóna převážně anaerobní VYŠŠÍ INTENZITA (60-90%VO 2 max) LT2?, LTP?, OBLA?, VT2, RCP (RER, VE/VCO 2 ) „2. anaerobní práh“? (AT, ANP, AnT) STŘEDNÍ AŽ SUBMAXIMÁLNÍ INTENZITA – zóna smíšená NIŽŠÍ INTENZITA (40-60% VO 2 max) LT, LT1, VT1 (V-slope, VE/O 2 ), Test mluvení, RPE 13 „1. anaerobní práh“? (NE „aerobní práh“, AeT) VELMI NÍZKÁ INTENZITA – zóna převážně aerobní INTENZITA ZÁTĚŽE

ZÁTĚŽOVÝ PRÁH anaerobní metabolické acidózy (pH) neurovegetativní (↓parasympatikus) DALŠÍ PRAHY? oxidačního stresu ? (↑volných radikálů) termoregulační ? ( ↑ teploty) kvalita prožitku ? (příjemný/nepříjemný) Děkuji Vám za pozornost. Co si o tom myslíte vy ? Fauja Singh: „pořád se smát a běhat.“ Micah True (Caballo Blanco): „run free“

Literatura Bourdon P. Blood lactate transition thresholds: Concepts and controversies. In: Hpysiological tests for elite athletes, Gore Ch.J., ed., Human KInetics, Champaign, 2000: Fox EL, Mathews DK. Interval Training: Conditionning for Sports and General Fitness. Saunders College Publishing, Orlando Jones AM. Middle- and long-distance running. In: Sport and Exercise. Physiology Testing Guidelines. (eds. WinterEM et al). Vol. I – Sport Testing. Routledge, Abingdon 2007: Kraemer WJ, Fleck SJ, Deschenes MR. Exercise Physiology. Integrating theory and Application. Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins Philadelphia, pp. McArdle VD, Katch FI, Katch VL. Exercise Physiology. Lippincott Williams & Wilkins, Baltimore 2007, 1068 pp. Noakes T. Lore of running. Human Kinetics, Champaign 2003, 930 pp. Placheta Z. Submaximal exercise testing. Acta facultatis medicae Universitatis Brunensis, 102, 1988: 268 s. Placheta Z. a kol. Zátěžové vyšetření a pohybová léčba ve vnitřním lékařství. Lékařská fakulta, Masarykova univerzita, Brno, Powers SK & Howley ET. Exercise Physiology. Theory and Application to Fitness and Performance. 6thEdition. McGraw-Hill International Edition, New York 2007, 540 pp. Sharkey BJ a Gaskill SE. Sport physiology for coaches. Human Kinetics, Champaign 2006, 310 pp. Seiler KS a Kjerland GO. Quantifying training intensity distribution in elite endurance athletes: is there evidence for an „optimal“ distribution?. Scand J Med Sci Sports 16, 2006: Smith D et al. Protocols for the physiological assessment of high-performance runners. In: Physiological Tests for Elite Athletes. Australian Sports Commission. Gore ChJ ed. Human Kinetics. Champaign, 2000: Solberg G et al. Respiratory gas exchange indices for estimating the anaerobic threshold. J Sport Sci Med 4, 2005: ( Telford RD. Physiological assessment of the runner. In: Draper et al. eds. Test Methods Manual. National Sports Research Centre, section 3, Canberra, Weber … Wilmore JH, Costil DL. Physiology of sport and exercise. Human Kinetics. Champain 2004, 726 pp.