…. klidový (RMR – resting MR) …. bazální (BMR – basal MR)

Prezentace na téma: "…. klidový (RMR – resting MR) …. bazální (BMR – basal MR)"— Transkript prezentace:

1 Odhad výdeje energie při pohybové aktivitě (pouze ilustrace pro přednášky) Jan Novotný 2017

2 …. klidový (RMR – resting MR) …. bazální (BMR – basal MR)
VÝDEJ ENERGIE …. celkový (MR – metabolic rate) …. klidový (RMR – resting MR) …. bazální (BMR – basal MR)

3 Asker Jeukendrup. Which sport or event has the most extreme energy expenditure? In: mysportscience (2015) 1 cal = 4,187 J → … kcal = kJ ≈ 25,1 MJ; kcal ≈ 41,2 MJ

4 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

5 Možnosti odhadu výdeje energie při pohybové aktivitě člověka
SLEDOVÁNÍ ČASU TRVÁNÍ POHYBOVÉ AKTIVITY Přímé sledování nebo záznam nebo dotazník + Energetické tabulky (minuty–hodiny-dny-měsíce) POUŽITÍ SENZORU POHYBU ČLOVĚKA V PROSTORU Pedometry (minuty–hodiny) Akcelerometry (minuty–měsíce) Gyroskopy (minuty–hodiny) Global Positioning Systém (GPS) (minuty–hodiny) Výpočet z výkonu a času na cykloergometru (vteřiny-hodiny) POUŽITÍ SENZORU ODEZVY ORGANIZMU NA ZÁTĚŽ Srdeční frekvence (minuty–hodiny) Kombinované senzory (Armbandy) (minuty–hodiny) Nepřímá kalorimetrie - Příjem kyslíku (minuty–hodiny) JINÉ ZPŮSOBY Přímá kalorimetrie (výzkum ve speciální laboratoři)

6 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

7

8

9

10

11 Dotazníky energetického výdeje

12

13 Krokoměry (pedometry)

14 Akcelerometry 2D 3D

15 Odhad celkového výdeje energie pomocí akcelerometrů a gyroskopů
při různých polohách smartphonu Sara Saeedi and Naser El-Sheimy. Activity Recognition Using Fusion of Low-Cost Sensors on a Smartphone for Mobile Navigation Application. Micromachines 2015, 6(8), ; doi: /mi

16 Odhad celkového výdeje energie pomocí akcelerometru ve smartphonu
kalibrace pro různé polohy senzorů Sara Saeedi and Naser El-Sheimy. Activity Recognition Using Fusion of Low-Cost Sensors on a Smartphone for Mobile Navigation Application. Micromachines 2015, 6(8), ; doi: /mi

17 GPS monitoring (Global Positioning System)
Global Positioning System (GPS) GPS monitoring (Global Positioning System) v mobilové aplikaci

18 - 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

19 ODHAD VÝDEJE ENERGIE (EE) Z MĚŘENÉ SRDEČNÍ FREKVENCE (HR)
založený na zjištění příjmu kyslíku (VO2) extrapolací z jeho lineárního vztahu k srdeční frekvenci (v intervalu HR t/min) výpočtu výdeje energie podle vypočteného příjmu kyslíku 𝐸𝐸 = 𝑉𝑂2∙𝐸𝐸𝑞𝑂2, kde 𝐸𝐸𝑞𝑂2 je energetický ekvivalent pro kyslík (~ 20) HR je monitorována sporttesterem. Výpočet výdeje E podle HR Dugas L. et al. Prediction of energy expenditure from heart rate monitoring during submaximal exercise. Journal of Sports Sciences, 2005, 23(3): EE = gender x ( x age x weight (gender male = 1; gender female – 0) Kalkulátor výdeje energie

20 Odhad výdeje E podle HR Schrack JA, Zipunnikov V, Goldsmith J, Bandeen-Roche K, Crainiceanu CM, Ferrucci L (2014) Estimating Energy Expenditure from Heart Rate in Older Adults: A Case for Calibration. PLoS ONE9(4): e93520.

21 Intenzita zatížení krevního oběhu (srdce)
Vyjádření 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“

22 Kombinované senzory SenseWear Pro3 Armband

23 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)

24 Spiroergometrie: VE, VO2, VCO2, RER, %O2, ...
Nepřímá kalorimetrie Spiroergometrie: VE, VO2, VCO2, RER, %O2, ... VIDEO: Oxycon Mobile (

25 Intenzita zatížení aerobního metabolizmu
Vyjádení intenzity zatížení organizmu 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“

26 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)] – výborný – velmi dobrý – nadprůměrný – podprůměrný slabý

27 „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

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

29 Přímá energometrie (Wilmore et al., 2004) VIDEO: Fuji human calorimeter (

30 Jennie Dusheck. Fitness trackers accurately measure heart rate but not calories burned, Stanford study shows. Scope, 2017) Jakou chybu dělají účastníci na obrázku, pakliže chtějí zjistit výdej energie cestou nepřímé energometrie?

31 Odhad podílů energetické náročnosti gravitace a odporu vzduchu
při různých rychlostech jízdy na kole 10%: 10m výšky na 100 m délky v půdorysu

32 Šetření energie silničního cyklisty v závětří
James Hagberg, 1990 In: Tomas Swift-Metcalfe, 2013; Výkon cyklisty na čele a v „háku“ Trenchard, 2013