Adaptace na pohybovou zátěž Fyziologie zátěže Mgr. Kamil Pantlík

Co je adaptace? Je komplexní děj umožňující přizpůsobení organismu na změněné vnější a vnitřní podmínky a tím jeho přežití v rámci jedince nebo druhu Z biologického hlediska se jedná o jakýkoli vliv narušující homeostázu organismu, s kterým se organismus v zájmu přežití musí vyrovnat.

Pohyb = Stresový podnět Seley definuje stres jako nespecifickou reakci organismu na každý požadavek.

Stres Pozitivní (eustres) – při sportu, zábavě, sexu Negativní (distres) – snažíme se mu vyhnout

Fáze adaptačního syndromu Fáze poplachová (alarmová) narušení vnitřního prostředí organismu Fáze rezistence organismus se adaptuje na daný stresor Fáze vyčerpání (exhausce) organismus se nedokázal přizpůsobit stresoru, může vyvolat onemocnění a smrt

Podmínky adaptace 1. Pravidelné opakování stresu 2. Intenzita − hyperstres (vysoká, překračuje hranici adaptability) − hypostres (nízká intenzita, nedosahuje toleranci stresu) 3. Trvání

Schéma transportu O2 a CO2 (Wasserman, 1999)

Adaptační změny transportního systému K jeho hlavním složkám patří: Kardiovaskulární systém Dýchací systém Jejich hlavní funkcí je zajistit přísun O2 a energetických zdrojů pracujícím svalům i dalším tkáním a odsun CO2 a jiných metabolitů.

Fickova rovnice VO2 = Q x DA-V VO2 – spotřeba kyslíku [ml/min] Q – minutový srdeční výdej [ml] DA-V – arterio-venózní diference kyslíku SV – systolický (tepový objem) [ml] SF – srdeční frekvence [tep/min.] SV SF

1. Kardiovaskulární systém Nejvýznamnějším projevem adaptace je pokles srdeční frekvence a to jak v klidu tak při submaximální zátěži. Zapříčiněné zvýšením systolického objemu v klidu i při zátěži. Tím pádem můžeme přečerpat více krve za minutu – zvyšuje se minutový objem srdce

Minutový objem srdce Klidnetrénovaný 4,9 = 70 tepů x 70 ml Klidtrénovaný 4,9 = 40 tepů x 120 ml Zátěžnetrénovaný 200 x 100 = 20 l/min. Zátěžtrénovaný 200 x 200 = 40 l/min. Při zátěži se zvyšuje SF i SV tedy i Q SV se zvyšuje do 120 tepů, pak se na zvyšování Q podílí zejména SF SF = 220 - věk

Co se podílí na zvýšení systolického objemu? Vytrvalostní trénink 1. Mírný nárůst celkového objemu cirkulující krve Tím se v klidu i při zátěži zvyšuje žilní návrat. Vede k lepšímu plnění komor na konci diastoly.

2. Fyziologické zvětšení srdce - hypertrofie Vytrvalostní trénink Dochází k zvětšení objemu srdečních dutin – dilatační hypertrofie. Zvýší se objemová práce srdce. Silový, rychlostně – silový trénink Vede k hypertrofii stěny levé komory. Zvyšuje se tlaková práce srdce.

Hypertrofie srdce Trvá několik let. Běžné u vrcholových sportovců u rekreačních výjimečné. Vedle fyziologicky zvětšeného srdce se velmi často setkáváme s patologicky zvětšeným srdcem. Rozdíl je ve výkonnosti. Mnichovský syndrom – pitím piva se zvětší objem krve – roztažení srdce - ischemie.

Krevní tlak TK 2. Vytrvalostní trénink Při práci stoupá systolický tlak, diastolický tlak se méně – při dlouhotrvající zátěži může i klesnout. Zřetelně vyšší TK je při práci menšími svalovými skupinami než s velkými. V klidu po vytrvalostním tréninku TK rychle klesá až mírně pod normální hodnoty.

TK 1. Silový trénink Charakteristické výrazným vzestupem TK. Dynamické i izometrické svalové kontrakce vedou ke stlačení periferních cév a tím ke zvýšení periferního odporu. Potřeba fixace hrudníku tzv. Valsalvův efekt. Zvyšuje se tím nitrohrudní tlak.

TK Na poklesu TK se podílí jednak celková ekonomizace činnosti kardiovaskulárního systému. Ale také celkové vegetativní přeladění směrem k převaze parasympatiku. Pokles může být 10 torrů – využít při léčbě hypertenze. Označuje se jako pokojová adaptační hypotonie.

2. Dýchací systém Zvyšuje se maximální minutová ventilace při zátěži. Je daná: DF x DV DF (dechová frekvence) z 12 – 16 dechů/min. až na 60 i více DV (dechový objem) z 0,5 až na 3 l

Dýchací systém Zlepšení ekonomiky ventilace – zvyšuje se extrakce kyslíku z alveolárního vzduchu. Zvýšená schopnost přijímat kyslík. Pokles ventilačního ekvivalentu pro O2 Na přijetí 1 l O2 stačí “předýchat” méně vzduchu.

Zlepšení arterio-venózní diference V klidu 50 ml O2 z 1 l krve Při zátěži až 170 ml O2 na 1 l krve

Koncentrace O2 ve vydechovaném vzduchu u netrénovaného je okolo 18% = extrakce 3%. u trénovaného to bývá 15 – 14% = extrakce 6 – 7%.

V klidu hlubší a pomalejší dýchání – relativní zmenšení mrtvého prostoru. Zvyšuje se sila a celková výkonnost dýchacích svalů. Zvyšuje se vitální kapacita plic.

Adaptační změny pohybového systému 1. Kosti změny ve složení a struktuře. Zvyšuje se obsah minerálních látek (zejména vápníku). Důležité je zejména jejich zatěžování ve směru gravitace (poskoky, běh…). Dominantní je růst kostí do puberty, vhodným zatěžováním můžeme vytvořit pevnou kostní hmotu. Prevence osteoporózy ve vyšším věku.

2. Vazivová tkáň Dochází ke „ztloustnutí“ elastických resp. kolagenních vláken. Vede k celkovému zvýšení pevnosti vazivových struktur, hlavně vazů a šlach. Adaptace pomalejší než u svalů – problém anabolických steroidů = mechanické poškození.

3. Svaly A) Adaptace při rozvoji vytrvalostních PS intenzita svalových kontrakcí nižší, nedochází ke svalové hypertrofii ani k výraznějšímu zvyšování síly zvýšení počtu mitochondií zvýšení aktivity enzymů energetického metabolismu, především Krebsova cyklu

A) zvyšují se zásoby glykogenu důležitou adaptační změnou je vyšší schopnost využívat při tělesném zatížení vyšší podíl tuků - šetří se glykogen pokles podílu rychlých glykolytických vláken, menší průměr vláken (lepší difůze O2 z krve do mitochondrií) - Lepší zásobení svalů krví, prostřednictvím zvýšením počtu kapilár a lepší redistribuce krve ve prospěch aktivovaných svalů.

B) Adaptace při rozvoji rychlostních PS zvyšuje se obsah ATP a CP zvýšení rychlosti utilizace ATP a CP, rychlejší max. využití nedochází k signifikantním změnám v počtu rychlých a pomalých sv. vláken

C) Adaptace při rozvoji silových PS - hypertrofie svalových vláken, hlavně rychlého typu - vyšší aktivita myokinázy (reguluje tvorbu ATP z 2 ADP) - výrazný nárůst silových schopností, závisí na charakteru zatížení, intenzitě, objemu

- zlepšení nervosvalových regulačních procesů – schopnost zapojit v určitém čase více motorických jednotek Motorická jednotka – počet sv. vláken inervované jednou motorickou nervovou buňkou. - zlepšení vzájemné koordinace synergistů a antagonistů

D) Adaptace při rozvoji rychlostně – vytrvalostních PS (do 2 min.) - rozvoj glykolytického metabolické potenciálu kosterního svalu (laktát = acidóza) - lepší utilizace glykogenu, zvyšuje se množství glykogenu (superkompenzace)

Superkompenzace

D) - vyšší kvalita glykolytických enzymů (fosforylázy, fosfofruktokinázy, laktátdehydrogenázy) zvýšení pufrovací kapacity svalu (nárazníkové systémy) a vyšší tolerance k laktátu (nízké pH) Mezi nárazníkové systémy patří ionty: uhličitanové (bikarbonátové – HCO3, fosforečné, bílkoviny H + HCO3 → H2CO3 → H2O + CO2

Obecně u všech - zlepšení nervosvalových regulačních - zlepšení vzájemné koordinace synergistů a antagonistů - hypertrofii (mimo vytrvalosti) - zvýšení svalové síly i vytrvalosti

Složení krve Zvyšuje se celkové množství krve až o 20%, převážně na základě zvýšení množství plazmy (pokles hematokritu) , ale dochází i k absolutnímu zvýšení erytrocytů, leukocytů, bílkovin a elektrolytů. U sportovců k relativnímu poklesu erytrocytů. Absolutní hodnoty erytrocytů i hemoglobinu jsou zvýšené.

To má za následek: Zlepšuje se transportní kapacita krve Zlepšení specifické a nespecifické imunity Zlepšení pufrovací kapacity Zvýšení funkční rezervy pro ztráty tekutin

Vegetativní nervový systém Posun vegetativní rovnováhy na stranu parasympatiku - vegetativní „vagotonie“. Typické znaky: pokles SFklid, TK, snížení frekvence dýchání. Pokles koncentrace katecholamínů, zvýšení acetylcholinu. Snížení počtu betareceptorů, prostřednictvím kterých katecholaminy uplatňují svůj vliv na srdce.

Převaha parasympatiku má za následek i rychlejší zotavení po tělesném zatížení. Zvýšená odolnost vůči stresu, únavě.

Hormonální systém Katabolické hormony Katecholamíny - nižší vzestup po standardním zatížení pozorujeme již po několika týdnech. Asi po 2.měsících se projeví pokles katecholamínových rceptorů.

Další katabolické hormony ACTH a kortizon - podílí se na tvorbě glukózy v játrech (glukoneogeneze). Méně výrazný vzestup kortizolu při standardním zatížení kontrastuje s hypertrofií kůry nadledvin.

Tyreotropní hormon - řídí činnost štítné žlázy, kde nejdůležitějším hormonem je tyroxin. Stoupá v době zátěže u trénovaných více než u netrénovaných. Sportovci mají v klidu vyšší hodnoty tyreotropních hormonů než nesportovci. Stimulují lipázu – dojde k lipolýze tukové tkáně s mobilizací VMK a k utilizaci pracujícími svaly.

Anabolické hormony Růstový hormon - se u trénovaných jedinců při stejné intenzitě méně zvyšuje jako u netrénovaných. Při maximálním zatížení je stejné stoupání koncentrace bez ohledu na trénovanost. Jeho hladina závisí od intenzity zatížení. Jeho proteoanabolický efekt zmírňuje účinky katabolických zátěžových hormonů.

Další anabolické hormony Testosteron - jeho hladina závisí od intenzity zatížení. Krátkodobé intenzivní zatížení vede ke zvýšení, dlouhodobé vytrvalostní zatížení nízké intenzity zpravidla vede k jeho poklesu. Důležitou úlohu sehrává při hypertrofii svalové tkáně.

Nejsilnější anabolický hormon Inzulín Projevuje se poklesem hladiny a celkového snížení potřeby inzulínu. Vysvětluje se to zvýšením citlivosti inzulínových receptorů v periferních buňkách – léčba a prevence diabetu 2. typu.

Všeobecně k hormonálnímu systému Všeobecně můžeme říci, že hormonální regulace se vliv pravidelného cvičení stává přiměřenější, účelnější a celkově lépe odpovídá na nároky tělesného zatížení.

Imunitní systém Příznivý vliv PA na imunitní systém a celkovou obranyschopnost organismu závisí od intenzity zatížení. Nižší intenzita příznivý účinek, zatím co extrémní trénink může naopak vést k oslabení.

Na zlepšení obranyschopnosti se podílí zmnožení B a T lymfocytů, včetně zrychlení jejich transformace při tvorbě protilátek a zvýšení cytostatické aktivity (T-lymfocyty) zvýšení hladiny interferonu (brání šíření viru na další buňky) zvýšení fagocytární aktivity.

Psychické změny Projevují se změny v emocionálním chování, které spočívají hlavně v potlačení negativních emocí. Snižuje se psychické napětí, úzkost a deprese. Zlepšení sebevědomí a představa o vlastní osobě. Podporuje koncentraci a tvořivou aktivitu.

Při intenzivní pohybové činnosti dochází ke zvýšení endorfinů, což vyvolává příjemné pocity a tlumí bolest.