Fyziologické aspekty PA dětí Mgr. Lukáš Cipryan

Faktory ovlivňující fyziologický rozvoj: 1) závislé na růstu těla např. - při zvětšení srdce se zároveň zvětší maximální tepový objem, maximální minutový srdeční výdej (Qmax), VO2max, - s rostoucími svaly zároveň roste i síla Děti a dospívající nelze chápat jako „malé“ dospělé. Období vývoje od narození až do dospělosti má svá vlastní specifika. Rozdíly v rychlosti jednotlivých změn nacházíme také mezi jedinci.

Fyziologický rozvoj typický pro velikost svalů a svalovou sílu, aerobní kapacitu (VO2max), velikost srdce a plic.

Faktory ovlivňující fyziologický rozvoj: 1) závislé na růstu těla např. - při zvětšení srdce se zároveň zvětší maximální tepový objem, maximální minutový srdeční výdej (Qmax), VO2, - s rostoucími svaly zároveň roste i síla 2) nezávislé na velikosti těla ( např.TFmax, kontraktilita myokardu a Hb v krvi se nemění během dětství; vzrůstá TK a glykolytická kapacita, apod.)

Tělesný růst Růstový hormon (GH) - uvolňován přibližně každé 2 hodiny, zejména v noci během spánku, ve stavu bdění je uvolňování menší a méně pravidelné - efekt růstového hormonu je buď přímý nebo je zprostředkován IGF-I a IGF-II Výška je geneticky podmíněna z 60 %, váha ze 40 %.

Schéma uvolňování a působení GH a IGF-I

Tělesný růst Růstový hormon (GH) - uvolňován přibližně každé 2 hodiny, zejména v noci během spánku, ve stavu bdění je uvolňování menší a méně pravidelné - efekt růstového hormonu je buď přímý nebo je zprostředkován IGF-I a IGF-II - uvolňování GH a IGF-I je ovlivněno: 1) faktory prostředí (PA a její opakování, dostatečnou stravou) 2) genetickými predispozicemi - další faktory ovlivňující růst: inzulín, thyroidní hormony, apod.

Puberta Nejen vývoj reprodukčních schopností člověka, ale i další změny ve velikosti, složení a funkci organismu jako odpověď na zvýšené uvolňování sexuálních hormonů estrogenu a testosteronu. Biologický věk nemusí odpovídat věku chronologickému. Tyto hormonální změny zároveň ovlivňují odpověď organismu na fyzickou zátěž. Složení těla – testosteron – zvětšuje svalovou hmotu - estrogen – zvyšuje ukládání tuku.

TESTOSTERON ESTRADIOL

Maximální aerobní výkon Absolutně vyjádřený [l.min-1] Do asi 11 let věku je vzestup VO2max postupný a stejný u obou pohlaví, pak dochází k zrychlení vzrůstu VO2max u chlapců, zatímco u dívek se zpomaluje. - u chlapců je zvýšení VO2max spojeno s nárůstem svalové hmoty - zvýšení VO2max je ovlivněno také zvýšením maximálního tepového objemu (jako důsledek zvětšení levé komory), zvětšením objemu velikosti plic, zvýšením kapilarizace svalu a kapacity aerobních enzymů ve svalu Relativne vyjádřený [ml.min-1.kg-1] - Již asi od 11 let dochází k poklesu z důvodu nárůstu tělesné hmotnosti. Velký vliv puberty na maximální aerobní výkon. V 16 letech je VO2max u chlapců o 60% větší než u dívek. Průměrný VO2max u chlapců je okolo 52 ml/kg/min v letech 6-16 let, pak začíná klesat. U dívek je průměrný VO2max v 8 letech 50 ml/kg/min, v 16 letech 40 ml/kg/min. Pokud ovšem vztáhneme VO2max na kg tělesné hmotnosti, aerobní kapacita klesá (jako následek poklesu klidového metabolismu / kg), glykolytická kapacita se zvyšuje. Metabolismus při zátěži: V klidu BMR/kg klesá jako následek: a) poklesu oxidativního celulárního metabolismu, b) zmenšení poměru velikosti nejvíce metabolicky aktivních orgánů (játra, srdce, plíce, ledviny) na kg tělesné hmotnosti. Během maximální zátěže však svaly zabírají až 85% metabolismu (v klidu 20%). A protože zastoupení svalové hmoty stoupá (v 5 letech svaly tvoří u chlapců 42% tělesné hmotnosti, v 15 letech 50%; u dívek 40%, resp. 43%), dochází k vzrůstu VO2max.

Vývoj absolutních hodnot VO2max s věkem u chlapců a dívek

(Seliger & Bartůněk, 1978)

Kardiovaskulární systém Odpověď kardiovaskulárního systému na zvyšující se nebo stálou dynamickou zátěž i na izometrickou kontrakci je u dětí a dospělých podobná. Aby bylo dosaženo potřebného Q, je tělesný růst kompenzován zvětšením tepového objemu.

Kardiovaskulární systém Tepová frekvence (TF) - TF v klidu během dětství klesá, - TF se s rostoucí intenzitou zátěže zvyšuje stejně jako u dospělého jedince, - při dané stejné intenzitě zátěže TF s věkem klesá (zvětšení srdce a tepového objemu), - návrat TF ke klidovým hodnotám po zátěži závisí na aerobní zdatnosti (čím vyšší VO2max, tím rychlejší návrat TF), u dětí se však regenerace TF po zátěži zpomaluje s věkem nezávisle na aerobní zdatnosti. Průměrná klidová TF v 5 letech 80, v 15 letech 62 tepů/min.

Kardiovaskulární systém Tlak krve (TK) TK v klidu: novorozenec 70/55 mmHg, 10 let věku 110/62 mmHg, 15 let věku 115/65 mmHg. - v klidu i při zátěži se TK s věkem a velikostí těla u dětí ZVYŠUJE.

Respirační systém Maximální ventilace není limitujícím faktorem aerobního výkonu u dospělých ani u dětí. Reakce respiračního systému je schopna zajistit homeostázu pH i výměny plynů dokonce i během maximální zátěže.

Respirační systém Základní principy ventilace při zátěži jsou stejné u dospělých i u dětí, avšak při dané úrovni metabolismu děti hyperventilují ve srovnání s dospělými. Pro děti je tedy typické: větší poměr VE/VO2 při jakékoliv intenzitě zátěže, - nižší hodnoty arteriálního pCO2 při zatížení a zároveň nižší práh pro pCO2. - ačkoli je vznikající metabolická acidóza během zátěže u dětí menší (menší produkce laktátu),… - ačkoli je vznikající metabolická acidóza během zátěže u dětí menší, jejich kompenzační ventilační odpověď je daleko větší než u dospělých

Respirační systém Vitální kapacita plic (VC) se přímo úměrně zvyšuje s velikostí těla. VC/kg je ve všech věkových skupinách větší u mužů než u žen. Dechový objem v klidu stoupá s velikostí plic. Dechová frekvence v klidu klesá. Avšak dechová frekvence i dechový objem v klidu ve vztahu k velikosti těla klesají, a proto klesá i klidová minutová ventilace. V období 5-14 let se průměrné hodnoty objemu plic zvyšují z 1400 na 4500 cm3.

Respirační systém Dechová frekvence během maximálního zatížení pomalu s věkem klesá (hodnoty jsou nezávislé na velikosti těla). Dechový objem při maximální zátěži s věkem roste v závislosti na velikosti plic, tím se zvyšuje také maximální minutová ventilace.

Respirační systém Změny hodnot na začátku konstantní zátěže u dospělých jsou: - pro VO2/min 20-40s, rovnovážný stav je dosažen ve 3.-6.min, - produkce oxidu uhličitého VCO2/min roste pomaleji - minutová ventilace dosahuje rovnovážného stavu až kolem 4.-5.min. Všechny tyto hodnoty jsou u dětí výrazně kratší. Protože je celá reakce rychlejší, dochází k menší produkci laktátu a pokles pH je také menší než u dospělých.

Pohybová aktivita Pro děti je typická vysoká spontánní PA, která je charakteristická vysokou intenzitou v krátkém čase. Dětem je vlastní krátkodobá intenzivní zátěž s častými přestávkami. Takto se mohou pohybovat po dlouhou dobu, aniž by se projevovaly větší příznaky únavy. Vytrvalostní zátěž je z hlediska možností organismu dítěte možná. Problém je však s motivací. Pokud dítě běží s dospělým stejnou rychlostí, je pohyb dospělého ekonomičtější. Pokud však je rychlost vztažena k hmotnosti, nenacházíme rozdíly v ekonomičnosti pohybu.

Termoregulace Pracovní účinnost pracujících svalů je u dětí i dospělých asi 20%. To znamená, že zbytek spotřebované energie se mění v teplo, které musí být z těla odvedeno. To se děje zejména 2 způsoby: 1) ztráta tepla vedením (závislé na okolní teplotě), 2) pocení a ztráta tepla odpařováním (závislé na vlhkosti vzduchu). Při 36 stupni Celsia veškeré ztráty tepla vedením. Oba způsoby mají nároky na kardiovaskulární systém – ad1/vyšší prokrvení kůže, méně krve v pracujících svalech, vítr, (tzv.konvekce) ad2/dehydratace – redukce objemu krve a plnění komor, (tzv.evaporace).

Termoregulace Děti vytvářejí více tepla na kg hmotnosti během práce než dospělí, ale zase mají relativně větší tělesný povrch, kterým mohou teplo odvádět. Děti se méně potí (zejména chlapci v porovnání s muži), a tak jsou více závislé na odvádění tepla konvekcí. To znamená, že děti hůře snášejí zátěž v horkém prostředí, na druhou stranu však jsou méně náchylné k dehydrataci.

Ztráty sodíku pocením