Odhad výdeje energie při pohybové aktivitě (pouze ilustrace pro přednášky) Jan Novotný 2016

…. klidový (RMR – resting MR) …. bazální (BMR – basal MR) http://2012books.lardbucket.org/books/an-introduction-to-nutrition/s15-02-balancing-energy-input-with-en.html VÝDEJ ENERGIE …. celkový (MR – metabolic rate) …. klidový (RMR – resting MR) …. bazální (BMR – basal MR) http://intro2res2014.blogspot.cz/2014/09/practical-session-2-group-2.html

Termografie předních stran stehen a bérců 25-letého muže v klidu a v 1 Termografie předních stran stehen a bérců 25-letého muže v klidu a v 1. a 15. minutě zotavení po 10 minutové zátěži 3W/kg na bicyklovém ergometru

Možnosti odhadu výdeje energie při pohybové aktivitě člověka Přímá kalorimetrie Nepřímá kalorimetrie - Příjem kyslíku (minuty–hodiny) Srdeční frekvence (minuty–hodiny) Akcelerometrie – (minuty–měsíce) Krokoměry - pedometry (minuty–hodiny) Kombinované senzory (Armbandy) (minuty–hodiny) Přímé sledování + Energetické tabulky (chronometráž) (minuty–hodiny) Dotazník – Energetické tabulky (selfmonitoring) (hodiny-týdny) Výpočet z výkonu a času na ergometru (vteřiny-hodiny)

Přímá energometrie (Wilmore et al., 2004) VIDEO: Fuji human calorimeter (https://www.youtube.com/watch?v=68HXLBfn5zs)

NEPŘÍMÁ KALORIMETRIE Energetické nároky na svalovou práci lze odhadnout z příjmu kyslíku a vyjádřit ji (za převážně aerobních podmínek v rovnovážném stavu !) ve “spotřebované” energii (J) – tj. „nepřímá energometrie“ E (kJ) ~ VO2 (l) * EEqO2 Př: E = 1,5 (l) * 20,5 = 30,8 kJ EEqO2 kolísá mezi 19,8 a 21,2 podle intenzity zátěže (Silbernagl, despopoulos, 2004)

Spiroergometrie: VE, VO2, VCO2, RER, %O2, ... Nepřímá kalorimetrie Spiroergometrie: VE, VO2, VCO2, RER, %O2, ... VIDEO: Oxycon Mobile (https://www.youtube.com/watch?v=JJ7kBxro_L0)

zjištění individuálního vztahu VO2 a HR z HR při zátěži v terénu (sporttester) → VO2 a výdej E (za převážně aerobních podmínek) http://cursoenarm.net/UPTODATE/contents/mobipreview.htm?8/39/8821

Akcelerometry 2D 3D

Krokoměry (pedometry)

Kombinované senzory SenseWear Pro3 Armband http://www.microstarins.com/pro_sensePro3.htm

Mobilové aplikace s odhadem výdeje energie podle GPS monitoringu pohybu člověka

Přímé sledování (čas) + tabulky energetického výdeje Pohybová aktivita J.min-1.kg-1 MET Chůze po rovině 3,2 km/h 150 2 po rovině 4,8 km/h 262 3,5 po rovině 5,6 km/h 300 4 v terénu bez zátěže 450 6 horský výstup 600 8 Jogging 525 7 Běh po rovině 8 km/h po rovině 8,3 km/h 675 9 po rovině 9,6 km/h 750 10 po rovině 10,7 km/h 825 11 po rovině 11,2 km/h 863 11,5 po rovině 12 km/h 938 12,5 po rovině 12,8 km/h 1013 13,5 po rovině 13,8 km/h 1050 14 po rovině 14,4 km/h 1125 15 po rovině 16 km/h 1200 16 po rovině 17,4 km/h 1350 18 v terénu orientační na místě do schodů

Dotazníky energetického výdeje

- tj. při 25% účinnosti práce Výpočet výdeje energie z vykonané práce na bicyklovém nebo veslařském ergometru E [j] = { P(W) * t(s) } * 4 - tj. při 25% účinnosti práce

Intenzita zatížení aerobního metabolizmu Vyjádení intenzity zatížení organizmu 1/2 Intenzita zatížení aerobního metabolizmu a) VO2 - minutový příjem kyslíku [l/min] b) % VO2max - % maximálního příjmu kyslíku [%] = {(VO2zátěž - VO2klid) / (VO2max - VO2klid)} • 100 c) METs - „mety“ = násobky klidové spotřeby energie při vědomí vsedě (MET = metabolic energy turnover; metabolic multiple) 1 MET ≈ 75 J • min-1 • kg-1 (při VO2 3,5 ml•min-1•kg-1) Příklad VO2zátěž= 1,65 l; VO2klid= 0,28 l; VO2max= 3,50 l %VO2max = {(1,65 – 0,28) / (3,50 – 0,28)} • 100 = 51,3% METs = (1,65/0,28) • 100 = 5,89 VO2max 3,50 VO2zátěž 1,65 VO2klid 0,28 „0“

Intenzita zatížení krevního oběhu (srdce) Vyjádení intenzity zatížení organizmu 2/2 Intenzita zatížení krevního oběhu (srdce) a) SF minutová srdeční frekvence [tepy/min] HR – heart rate, fH – frequency of heart [bpm] b) %SFmax % maximální srdeční frekvence [%] HRmax – maximal heart rate = (SFzátěž / SFmax) • 100 c) %MSR % maximální srdeční rezervy [%] = {(SFzátěž - SFklid ) / MSR} • 100 MSR = SFmax - SFklid; HRR – heart rate reserve respektuje individuální SFklid Příklad SFmax= 200; SFklid= 50; SFzátěž= 160 %SFmax = (160/200) • 100 = 80 % %MSR = {(160-50)/(200-50)} • 100 = 73,3 % SFmax 200 SFzátěž160 SFklid 50 „0“

Hodnocení ekonomiky vytrvalostního běhu (Jones, 2007) VO2 při rychlosti 16 km/h a sklonu 1% [ml.kg-1.min-1] 44-47 – výborný 47-50 – velmi dobrý 50-54 – průměrný 55-58 – slabý VO2 [ml.kg-1.km-1] v přepočtu na 1 kg hmotnosti a 1 km/h rychlosti [(ml.kg-1.min-1)/(km.h-1/60)] 170-180 – výborný 180-190 – velmi dobrý 190-200 – nadprůměrný 200-210 – podprůměrný 210-220 - slabý

„Ekonomika běhu“ 12 km/h při dopadu na patu a na přední předonoží Pospíchal a Novotný, 2016 p < 0,05 n = 16 p < 0,05 n = 12 p < 0,05 n = 16 p < 0,05 n = 12

„Ekonomika běhu“ na různých površích Chovancová, Kalina, Novotný, 2012 ẋ±s

Šetření energie silničního cyklisty v závětří James Hagberg, 1990 In: Tomas Swift-Metcalfe, 2013; https://www.swiftmomentumsports.com/trainingblog/economy-of-effort/ Výkon cyklisty na čele a v „háku“ Trenchard, 2013 http://lessonsfromthepeloton.blogspot.cz/2013_04_01_archive.html

Odhad podílů energetické náročnosti gravitace a odporu vzduchu při různých rychlostech jízdy na kole 10%: 10m výšky na 100 m délky v půdorysu http://bicycles.stackexchange.com/questions/10326/why-is-it-easier-to-follow-a-cyclist-up-hill