Funkční předpoklady tréninku dětí ve věku 10-14 let V.Bunc bunc@ftvs.cuni.cz

Anatomické rozdíly (Astrand a Rodahl 1986; Bouchard, Malina a Pérusse 1994; Drinkwater et al. 1990; Malina a Bouchard 1991): děti jsou nižší a lehčí než dospělí, mají v průměru kratší končetiny než dospělí, mají užší ramena, mají níže položené těžiště než muži – jejich stabilita je větší, mají více tuku v dolní části těla oproti dospělým, kteří ho mají více v horní polovině těla, svaly tvoří cca 36 % a u dospělých mužů cca 44,8 % celkové hmotnosti těla,

množství celkové tělesné vody je nižší a pohybuje se v rozmezí 50-60 % a u mužů v pásmu 55-65 % celkové hmotnosti, % tělesného tuku se u dětí pohybuje v rozmezí 16-26 %, u dospělých je v pásmu 6-20 %, děti nedosáhly „kostní“ dospělosti, mají stejný podíl pomalu i rychle kontrahujících vláken jako dospělí, mají vyšší poměr extracellulární a intracelulární buněčné hmoty než dospělí.

Základní fyziologické rozdíly (Astrand a Rodahl 1986; Bunc a Heller 1989; Bouchard, Malina a Pérusse 1994; Drinkwater et al. 1990; Malina a Bouchard 1991; Mashall 1981; Wilmore 1974) : děti mají cca o 20 % menší srdce než dospělí, mají v průměru nižší systolický krevní tlak, mají nižší schopnost transportu kyslíku krví, mají menší objem plic a nižší plicní funkce než dospělí, mají vyšší hodnoty maximální srdeční frekvence než dospělí,

mají cca o 18-25 % nižší absolutní maximální spotřebu kyslíku, v relativním vyjádření na kg hmotnosti mají hodnoty maximální spotřeby kyslíku cca o 15% nižší, mají cca o 20 % nižší kyslíkový tep než dospělí, mají nižší anaerobní předpoklady, mají lepší předpoklady pro vytrvalostní práci, lépe využívají chemickou energii uloženou v organismu na mechanickou práci, mají nižší bazální metabolismus ve srovnání s dospělými cca o 15 %, jejich tolerance na zvýšenou teplotu je nižší než dospělých.

Podstatné psychologické rozdíly (Griffin 1997) : jsou zpravidla méně agresivní než dospělí, zpravidla více riskují, jsou zpravidla více citlivé na vnější podněty, role pohybového tréninku v jejich hodnotovém systému je většinou nižší než u dospělých, jsou více citlivé na dietologické intervence.

Základní pedagogické rozdíly (Astrand a Rodahl 1986; Malina a Bouchard 1991) : pohyblivost rozhodujících segmentů je v průměru větší než u dospělých, u dětí mladšího školního věku je snížená rovnováha, „citlivost“ na vytrvalostní trénink je u dětí vyšší než u dospělých, vyžadují v tréninku vyšší podíl zatížení se spontánně řízenou intenzitou než dospělí, jsou citlivější na přerušovaný nebo intervalový trénink,

„citlivost“ na rychlostně-silový trénink je nižší, změny v důsledku aplikovaného tréninkového jsou u dětí i u dospělých prakticky stejné, potenciál volného času dětí je zpravidla vyšší než dospělých, jsou citlivější na přetížení a přetrénování v případě řízeného tréninku, potřebují delší čas na regeneraci po zatíženích rychlostně-silového charakteru, obecně po zatíženích s vyšších podílem anaerobních zatížení.

Zásadní pro hodnocení předpokladů i aktuální výkonnosti v tomto věku je využívat biologický a nikoliv chronologický věk. Pozor na rozdílné zrání psychické a fyzické.

Růst– pouze kvantitativní proces – podstatou je růst počtu buněk tkání (hyperplazie – především v prenatálním a raně postnatálním období) a zvětšování objemu stávajících buněk (hypertrofie v pozdějším období). Růst končí dospělostí (přibližně muži do 21, ženy do 17 let), ale změny v různých funkcích pokračují až do konce života. S růstem současně probíhá vývoj – progresivní (vzestup), kulminační (stagnace), regresivní (pokles) - např. schopností – nejdříve kulminují rychlostní, dále obratnostní, pak silové.

Vývoj dítěte jako celku posuzujeme z hlediska vývoje: biologického, psychického(mentální schopnosti a projevy, inteligence, řeč, cit, vůle), sociálního (postupné zapojování do společnosti) a motorického

Faktory ovlivňující růst: endogenní – hlavně dědičné exogenní – vlivy a podmínky vnějšího prostředí

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.

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 - změna síly o 40% nemusí být provázená pozorovatelnou hypetrofií 2) nezávislé na velikosti těla ( např.SFmax, 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 %.

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.

Největší růstový spurt je v období 12-14 let. Pozor na problémy s koordinací – velké změny tělesných dimenzí. Nedostatečné změny v množství svalové hmoty, zpoždění oproti délkovým změnám.

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.

Maximální spotřeba kyslíku Absolutně vyjádřená [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 Relativně vyjádřená [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.

(Seliger & Bartůněk, 1978)

Snížená Dobrá Vynikající Věk Rychlost VO2max.kg-1 (km.h-1) (ml.kg.-1.min-1) Chlapci 6 7.5/5.1 25.8 8.8/5.6 30.9 11.2/6.5 39.7 8 9.4/5.8 33.0 11.2/6.6 40.1 13.1/7.3 47.1 10 10.5/6.3 37.4 12.5/7.0 44.6 14.4/7.8 51.8 12 11.6/6.7 41.2 13.4/7.4 48.2 15.3/8.1 55.2 14 12.5/7.1 44.9 14.7/7.9 52.9 16.7/8.7 60.4 16 12.7/7.1 45.4 51.9 16.4/8.6 59.4 18 12.3/7.0 43.9 14.1/7.7 50.8 16.1/8.4 58.3

Snížená Dobrá Vynikající Věk Rychlost VO2max.kg-1 (km.h-1) (ml.kg.-1.min-1) Dívky 6 5.7/4.8 24.2 7.4/5.4 30.0 9.2/6.1 35.8 8 9.1/6.1 35.9 11.0/6.8 41.8 10 8.6/5.9 33.8 10.3/6.5 39.7 12.1/7.2 45.7 12 9.3/6.1 36.1 41.9 12.7/7.4 47.7 14 36.2 11.1/6.8 42.3 12.9/7.5 48.2 16 36.0 10.9/6.7 41.5 12.5/7.3 46.9 18 9.3/6.2 36.3 10.8/6.7 41.6 12.3/7.3 46.3

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

Kardiovaskulární systém Srdeční frekvence (SF) - SF v klidu během dětství klesá, - SF se s rostoucí intenzitou zátěže zvyšuje stejně jako u dospělého jedince, - při dané stejné intenzitě zátěže SF s věkem klesá (zvětšení srdce a tepového objemu), - Návrat SF ke klidovým hodnotám po zátěži závisí na charakteru tréninku (čím vyšší podíl intervalového zatížení, tím rychlejší návrat SF). Průměrná klidová TF v 5 letech 80, v 15 letech 62 tepů/min.

Modifikace Karvonenova vztahu (SFmax = 220-věk (roky)) pro různé formy pohybových činností: SFmax = 220 – 1.03*Věk(roky) pro běh SFmax = 210 – 1.06*Věk(roky) pro aerobik apod. SFmax = 205 – 1.08*Věk(roky) pro kolo SFmax = 200 – 0.93*Věk(roky) pro plavání

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 TK se s rostoucím věkem ZVYŠUJE.

Respirační systém Maximální ventilace není limitujícím faktorem aerobního výkonu u dospělých ani u dětí. V maximálním zatížení se dechový objem pohybuje na úrovni 50% maximální volní ventilace – vitální kapacity 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 stejné trénovanosti podobná. 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.

Standardy motorických testů Chlapci 14 let 13 let 12 let 11 let 10 let Člunkový běh (s) 10,4 10,6 10,9 11,0 11,2 Skok do dálky (cm) 220 207 196 180 176 Leh-sed (počet/min) 51 49 48 46 44 Výdrž ve shybu (s) 32,5 27 26,2 24,8 24 Předklon (cm) 11 10 9 9 8 Běh (km/h-min) 15,7-7:39 15,1-7:58 14,3-8:24 13,7-8:46 14,3-6:18* 2000/*1500m % tuku 10,5 11,7 12,4 13 13,6 VO2max.kg-1 (ml) 63 63 61 60 60 vmax 5% (km.h-1) 16 15,5 14,5 13,5 13