184

■ ■ ■
■ ■ ■
■ ■ ■
■ ■ ■
■ ■ ■
■ ■ ■
■ ■ ■
■ ■ ■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■ ■
■ ■
■
mm
U
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■ ■ ■
■ ■
■
REKOMENDACJA
Komitetu Rehabilitacji, Kultury Fizycznej i Integracji Społecznej PAN
F izjologia
WYSIŁKU I TRENINGU
FIZYCZNEGO
Redakcja naukowa
J A N G Ó RSKI
Wydawnictwo
Lekarskie
PZWL
F izjologia
WYSIŁKU I TRENINGU
FIZYCZNEGO
Redakcja naukowa
prof. dr hab. n. med. J A N G Ó R SKI
REKOMENDACJA
Komitetu Rehabilitacji, Kultury Fizycznej
i Integracji Społecznej PAN
Wydawnictwo
Lekarskie
PZWL
SP’5 TREŚCI
P R Z E D M O W A ..........................................................................................................
13
1.
PODSTAWY FIZJOLOGII WYSIŁKU - Jan G órski.........................................
15
1.1.
15
15
15
19
23
24
24
24
25
25
26
27
29
30
32
32
32
33
35
35
35
35
37
37
39
39
39
1.2.
1.3.
1.4.
Narząd r u c h u ...................................................................................................
1.1.1. Mięśnie szkieletow e.........................................................................
1.1.1.1. B u d o w a.............................................................................
1.1.1.2. Czynność skurczowa m ię ś n ia ........................................
Wykorzystanie tlenu przez ustrój lu d z k i.....................................................
1.2.1. Przemiana m aterii.............................................................................
1.2.1.1. Podstawowa przemiana materii ( P P M ) ........................
1.2.1.2. Całkowita przemiana materii (C P M ).............................
1.2.1.3. Współczynnik oddechowy ( R Q ) ....................................
1.2.1.4. Deficyt tlenowy i dług t l e n o w y ....................................
1.2.2. Pobór tlenu w czasie wysiłku o stałym obciążeniu.........................
1.2.3. Pobór tlenu w czasie wysiłku o wzrastającym obciążeniu; V 0 2max .
1.2.3.1. Metody pomiaru V 02max................................................
1.2.3.2. Czynniki determinujące V 02max....................................
1.2.3.3. Wydolność fiz y c z n a .........................................................
Ocena obciążeń w y s iłk ie m .........................................................................
1.3.1. Skala B o r g a .....................................................................................
1.3.2. Próg m leczanow y.............................................................................
1.3.2.1. Zastosowanie wyników pomiaru progu mleczanowego
1.3.3. M E T ..................................................................................................
Źródła energii dla m ię ś n i..............................................................................
1.4.1. ATP i fosfokreatyna.........................................................................
1.4.2. Substraty wewnątrzmięśniowe.........................................................
1.4.2.1. G l i k o g e n .........................................................................
1.4.2.2. Triacyloglicerole mięśniowe............................................
1.4.3. Substraty krwiopochodne.................................................................
1.4.3.1. G lu k o za.............................................................................
5
1.4.3.2. Wolne kwasy tłu s z c z o w e ...................................
42
1.4.3.3.
Lipoproteiny o s o c z a ..........................................
44
1.4.3.4.
Ciała k e to n o w e ..................................................
45
1.4.3.5. Aminokwasy...........................................................
45
1.4.4. B iałka..................................................................................................
1.4.4.1. Zapotrzebowanie na białko w czasie wysiłku . . . .
1.4.5. A m o n i a k ..........................................................................................
1.5. Wpływ treningu na wykorzystanie węglowodanów i tłuszczów................
1.5.1. Trening wytrzym ałościow y.............................................................
1.5.2. Trening b ez tle n o w y .........................................................................
1.6. Wpływ wysiłku na układ wewnętrznego w ydzielania.................................
1.6.1. W prow adzenie..................................................................................
1.6.2. Wpływ wysiłku na stężenie hormonów we k rw i.............................
1.6.2.L Adrenokortykotropina i hormony wydzielane przez
korę n a d n e r c z y ..................................................
51
1.6.2.2.
TSH i hormony wydzielane przez gruczoł tarczowy .
1.6.2.3. Gonadotropiny i hormony wydzielane przez gruczoły
płciowe (gonady).............................................................
1.6.2.4. P ro la k ty n a ...........................................................
54
1.6.2.5. Hormon wzrostu ( G H ) .......................................
54
1.6.2.6. Hormon antydiuretyczny (wazopresyna, ADH) . . .
1.6.2.7. Przedsionkowy peptyd natriuretyczny (sodopędny)
( A N P ) ..............................................................................
1.6.2.8. Hormony wydzielane przez wyspy trzustki (wyspy
L a n g e rh an sa ).................................................................
1.6.2.9. Aminy katecholowe (adrenalina, noradrenalina). . .
1.6.2.10. Erytropoetyna......................................................
58
1.6.2.11. L e p t y n a ..............................................................
58
1.6.2.12. O ksytocyna..........................................................
59
1.6.2.13. Parathormon i kalcytonina..................................
59
1.6.2.14. Peptydy opioidow e..............................................
59
1.7. Wpływ wysiłku na układ krążenia.................................................................
1.7.1. W prow adzenie..................................................................................
1.7.2. Wysiłki dynam iczne.........................................................................
1.7.2.1.
Objętość minutowa s e r c a ..................................
61
1.7.2.2. Ciśnienie t ę t n i c z e ...............................................
63
1.7.2.3.
Wykonywanie wysiłku kończynami górnymi . . . .
1.7.2.4.
Wpływ wysiłku na dystrybucję krwi w ustroju . . . .
1.7.3. Wysiłek statyczny a czynnośćukładu k r ą ż e n ia ..............................
1.7.4. Krążenie p ł u c n e ..............................................................................
1.7.5. Ekstrakcja tlenu w t k a n k a c h .........................................................
1.7.6. M io g lo b in a ......................................................................................
1.8. Wpływ treningu na układ k r ą ż e n ia .............................................................
1.8.1. Częstość skurczów s e r c a .................................................................
1.8.2. Wielkość s e r c a ..................................................................................
1.8.3. Objętość w yrzutow a.........................................................................
1.8.4. Objętość m in u to w a ..........................................................................
1.8.5. Naczynia k rw io n o ś n e .....................................................................
1.8.6. Ciśnienie tę tn ic z e .............................................................................
1.9. Wpływ wysiłku na układ o d d e c h o w y .........................................................
1.9.1. W prow adzenie..................................................................................
1.9.2. Wpływ wysiłku na wentylacjęp ł u c ..................................................
6
46
46
47
47
47
48
48
48
50
53
53
55
56
56
57
59
59
61
63
63
66
66
67
67
68
68
68
68
69
69
69
69
69
70
1.10.
1.11.
1.12.
1.13.
1.14.
1.15.
2.
1.9.3. Wpływ treningu wytrzymałościowego na wentylację płuc . . .
Wpływ wysiłku na k r e w .............................................................................
1.10.1. W prow adzenie.............................................................................
1.10.2. Wpływ w y siłk u .............................................................................
1.10.3. Wpływ treningu wytrzymałościowego.........................................
Wpływ wysiłku na równowagę kwasowo-zasadową................................
Wpływ wysiłku na czynność n e r e k .............................................................
1.12.1. W prow adzenie.............................................................................
1.12.2. Wpływ w y s iłk u .............................................................................
Wpływ wysiłku na czynność przewodu pokarm ow ego............................
1.13.1. W prow adzenie.............................................................................
1.13.2. Wpływ w y siłk u .............................................................................
Wpływ wysiłku na układ odpornościow y.................................................
1.14.1. W prow adzenie.............................................................................
1.14.2. Wpływ w y siłk u .............................................................................
1.14.3. Wpływ treningu wytrzymałościowego..........................................
1.14.4. Cytokiny.........................................................................................
Z m ę c z e n i e .................................................................................................
1.15.1. W prow adzenie.............................................................................
1.15.2. Zmęczenie obw odow e.................................................................
1.15.2.1. Droga r u c h o w a .........................................................
1.15.2.2. Przyczyny m ięśniow e.................................................
1.15.3. Zmęczenie ośrodkow e.................................................................
1.15.4. Przetrenow anie.............................................................................
PODSTAWY TRENINGU FIZYCZNEGO - Zdzisław Adach, Mariusz Naczk
72
72
72
74
74
75
76
76
77
77
77
78
79
79
79
80
80
81
81
81
81
81
83
83
86
2.1.
Trening wytrzymałościowy.........................................................................
86
2.1.1. Metody treningu wytrzymałościowego......................................... 87
2.1.1.1. Metody treningu cią g łe g o ....................................
87
2.1.1.2. Metody treningu pow tórzeniow ego...................
89
2.1.1.3. Metoda treningu in terw ało w eg o .......................
89
2.1.2. Wpływ treningu wytrzymałościowego na organizm ....................
91
2.1.3. Wpływ treningu na ekonomikę w y s i ł k u ....................................
92
2.1.4. Ocena wydolności t l e n o w e j .........................................................
92
2.1.4.1. Metody pomiaru maksymalnego poboru tlenu . . .
92
2.2. Trening szybkości (wydolności beztlenow ej).................................................101
2.2.1. Ocena wydolności beztlenow ej......................................................... 102
2.2.1.1. Test M arg arii-K a la m e n a...................................... 103
2.2.1.2. Test ergometryczny „siła-szybkość”według Vandewalle’a ......................................................................104
2.2.1.3. Test Wingate (B ar-O ra)......................................... 106
2.2.1.4. Stężenie kwasu mlekowego w oceniewydolności bez­
tlenowej
107
2.3. Trening ogólnorozw ojow y............................................................................. 108
2.4. Trening siły m ię śn io w e j................................................................................. 109
2.4.1. Rola treningu siłowego w utrzymaniu z d r o w i a .............................109
2.4.2. Trening siłowy u d z i e c i ..................................................................... 110
2.4.3. Metody treningu siły i ich wpływ na organizm .................................111
2.4.3.1. Trening izometryczny (statyczny)......................... 112
2.4.3.2. Trening d y n a m ic z n y ............................................. 112
2.4.3.3. Elektrostymulacja mięśni (E M S ).........................119
7
3.
W YSIŁEK FIZYCZNY I TRENING KOBIET - Zdzisław Adach, Wioletta
Brzenczek-Owczarzak............................................................................................. 122
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.
W prow adzenie..................................................................................................122
Skład c i a ł a ...................................................................................................... 122
M etab o lizm ................................................................................................. 123
Układ r u c h u ......................................................................................................123
Siła m ięśniow a............................................................................................. 123
Trening s iło w y ............................................................
124
Krew i układ k rą ż e n ia ......................................................................................124
Układ o d d e c h o w y ..........................................................................................124
T e rm o re g u la c ja ..............................................................................................125
Wydolność tle n o w a ..........................................................................................125
Cykl miesiączkowy a zdolność do wykonywania wysiłków wytrzymało­
ściowych, szybkościowych i siłowych ............................................................. 126
3.12. Trening wytrzymałościowy..............................................................................126
3.13. Zdolność do wykonywania wysiłków beztlenow ych.....................................127
3.14. Trening a zaburzenia cyklu miesiączkowego................................................. 127
3.15. Hormony a w y siłe k ......................................................................................... 128
3.16. Wysiłek fizyczny i trening kobiet w c i ą ż y ..................................................... 129
3.16.1. Rola hormonów płciowych w przebiegu c i ą ż y .............................130
3.16.1.1. Progesteron ..................................................................130
3.16.1.2. E s t r o g e n y ..............................................................130
3.16.1.3. R e la k s y n a .............................................................. 131
3.16.1.4. Somatomammotropina kosm ów kow a................. 131
3.16.2. Uwarunkowania wysiłku podczas c i ą ż y .........................................131
3.16.2.1. Zmiany w składzie ciała oraz układzie ruchu . . . 131
3.16.2.2. Wydatek energetyczny oraz zapotrzebowanie na
t l e n ..................................................................................132
3.16.2.3. Układ k r ą ż e n i a ......................................................133
3.16.2.4. Termoregulacja matki i p ł o d u ............................. 133
3.16.3. Trening rekreacyjny w okresie ciąży i uzasadnienie jego stoso­
wania ..................................................................................................134
3.16.4. Wpływ treningu w okresie ciąży na zdolność do wykonywania
wysiłków długotrwałych (wydolność t l e n o w ą ) .............................135
3.16.5. Demineralizacja k o ś c i ..................................................................... 136
3.16.6. Karmienie p ie rsią ..............................................................................136
3.16.7. Ciąża a sport wyczynowy................................................................. 136
3.16.8. Trening siłowy w okresie ciąży ......................................................... 138
4.
W YSIŁEK FIZYCZNY I TRENING SPORTOWY W WIEKU ROZWOJO­
WYM - Marian K ra w czyń ski................................................................................. 140
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
8
Rozwój ontogenetyczny (osobniczy) i czynniki ro z w o ju .............................140
Granice normy auksologicznej (ro z w o jo w e j).............................................141
Rozwój motoryczny w wieku ro z w o jo w y m ................................................. 142
Odrębności reakcji układu krążenia i układu oddechowego u dzieci na
wysiłek f iz y c z n y ..............................................................................................144
Sprawność i wydolność fizyczna u dzieci i młodzieży oraz metody ich
ocen y .................................................................................................................. 146
Wydolność fizyczna i trening sportowy a rozwój dziecka.............................150
Wiek biologiczny a zwiększony wysiłek fiz y c z n y .........................................154
STARZENIE S IĘ A WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA CZŁOWIEKA - Jerzy A.
Żołądź, Joanna Majerczak, Krzysztof D u d a ....................................................
157
Starzenie się a skład c ia ła .............................................................................
Starzenie się a masa mięśni szkieletow ych.................................................
Starzenie się a siła i moc mięśni szkieletowych człowieka........................
Starzenie się a maksymalny pobór t l e n u .....................................................
Trening fizyczny osób w starszym w ie k u .....................................................
5.5.1. Trening s i ł o w y .................................................................................
5.5.2. Trening w ytrzym ałościowy.............................................................
157
159
160
161
162
162
163
W YSIŁEK FIZYCZNY W RÓŻNYCH TEMPERATURACH OTOCZENIA
- Zbigniew Szyguła, Anna L u b k o w s k a ............................................................
166
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
W p ro w ad ze n ie.............................................................................................
Podstawy te rm o re g u la c ji.............................................................................
Wysiłek w wysokiej temperaturze o to c z e n ia .............................................
6.3.1. Następstwa odw odnienia.................................................................
6.3.2. Następstwa h ip e r te r m ii.................................................................
6.3.3. Profilaktyka zaburzeń cieplnych i poprawa zdolności do wysiłku
Wysiłek w niskiej temperaturze o to c z e n ia .................................................
6.4.1. Fizjologiczna reakcja na z i m n o .....................................................
6.4.1.1. Reakcje naczyniowe.........................................................
6.4.1.2. Termogeneza.....................................................................
6.4.2. Adaptacja do długotrwałej ekspozycji na z i m n o ........................
6.4.3. Wysiłek w zimnym p o w ie trz u .........................................................
6.4.4. Wysiłek w zimnej w o d z ie.................................................................
6.4.5. Zdolność do wysiłku w niskiej temperaturze otoczeniu . . . .
6.4.6. Zagrożenia związane z wysiłkiem w niskiej tem peraturze oto­
czenia .................................................................................................
6.4.7. Zapobieganie w y c h ło d z e n iu .........................................................
ZINTEGROWANA ODPOWIEDŹ USTROJU NA NIEDOTLENIENIE
WYSOKOŚCIOWE - Bruno Grassi, Jerzy A. Ż o ł ą d ź .....................................
7.1.
7.2.
166
166
170
172
172
173
175
175
176
176
177
177
178
179
180
181
183
W p ro w ad ze n ie.............................................................................................
Zmiana ciśnienia tlenu wraz ze wzrostem wysokości nad poziom
m o r z a ..............................................................................................................
Hipoksja i hiperwentylacja wysokościowa-wpływ aklimatyzacji . . . .
Wymiana tlenu w płucach na szczycie Mount E verestu............................
Przesunięcia krzywej dysocjacji oksyhemoglobiny....................................
Konsekwencje kwasowo-zasadowe hipoksji wysokościowej....................
Wydolność fizyczna w warunkach wysokogórskich....................................
7.7.1. Wysiłki krótkotrwałe o mocy m a k s y m a ln e j................................
7.7.2. Wysiłki długotrw ałe.........................................................................
Trening w warunkach wysokogórskich.........................................................
184
185
187
188
190
192
193
193
195
WYSIŁEK I SPORT OSÓB NIEPEŁNOSPRAWNYCH - Krzysztof Klukowski
198
8.1. W p ro w a d z e n ie .............................................................................................
8.2. Specyfika zdolności wysiłkowej w procesie uspraw niania........................
8.3. Testy czynnościowe i ich odrębności w przypadku osób niepełnosprawnych
8.4. Wybrane zagadnienia sportu osób niepełnosprawnych............................
198
198
7.3.
7.4.
7.5.
7.6.
7.7.
7.8.
183
20 1
203
9
8.4.1.
8.4.2.
8.4.3.
9.
WPŁYW NIEDOBORU AKTYWNOŚCI RUCHOWEJ (HIPOKINEZJI)
NA USTRÓJ - Krzysztof K lu k o w s k i................................................................. 209
9.1.
9.2.
9.3.
9.4.
9.5.
10.
Roztrenowanie i hipokinezja sp o rto w c ó w .................................................209
9.1.1. Zapobieganie zmniejszaniu się V 02miUl i tolerancji wysiłku . . 211
Ograniczenie aktywności fizycznej i długotrwałe pozostawanie w pozy­
cji leżącej przez osoby zdrowe .................................................................211
9.2.1. Objętość i skład płynów ustrojow ych.............................................213
9.2.2. Czynność układu k r ą ż e n i a ............................................................. 214
9.2.3. Nietolerancja ortostatyczna............................................................. 214
9.2.4. Termoregulacja..................................................................................214
9.2.5. Mięśnie szkieletow e......................................................................... 215
9.2.6. Metabolizm k o ś c i..............................................................................215
9.2.7. Tolerancja w ęglow odanów ............................................................. 215
9.2.8. Układ odpornościow y..................................................................... 216
9.2.9. Zdolność do wysiłków fiz y c z n y c h .................................................216
9.2.10. Właściwości psychofizjologiczne.....................................................216
Przebywanie w warunkach mikrograwitacji .............................................216
Hipokinezja a proces starzenia s i ę ............................................................. 218
Zapobieganie skutkom h ipokinezji............................................................. 218
WYSIŁEK FIZYCZNY W WYBRANYCH CHOROBACH - Anna Jegier
10.1.
10.2.
10.3.
10.4.
11.
Wydolność tlenowa osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego
204
Rola i znaczenie wydolności beztlenowej w życiu codziennym
oraz sportowej aktywności fizycznej osób z uszkodzeniem
rdzenia kręgowego w odcinku sz y jn y m .................................... 205
Metody oceny wydolności beztlenowej mięśni kończyn gór­
nych osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego w warunkach
laboratoryjnych................................................................................. 206
. 220
W p ro w ad ze n ie..............................................................................................220
Aktywność fizyczna a choroba niedokrwienna s e r c a .................................220
Aktywność fizyczna a o t y ł o ś ć ..................................................................... 225
Aktywność fizyczna a cukrzyca..................................................................... 228
TRENING ZDROWOTNY-A n n a J e g ie r .........................................................235
11.1. W p ro w ad ze n ie..............................................................................................235
11.2. Trening zdrowotny - efekty fiz jo lo g ic z n e .................................................237
11.3. Trening zdrowotny - zalecenia..................................................................... 238
11.4. Kwalifikacja do treningu z d r o w o tn e g o .....................................................240
11.5. Trening zdrowotny - tolerancja wysiłku fizycznego i możliwość po­
wikłań ..............................................................................................................241
12.
WYSIŁEK FIZYCZNY A ŻYWIENIE -Irena C elejo w a .................................245
12.1.
12.2.
Współczesne poglądy na żywienie w s p o r c ie .............................................245
Specyfika żywienia sportowców w okresie treningów, zawodów i od­
nowy ..............................................................................................................254
12.3. Posiłki podczas treningów i zawodów - pora spożywania, częstotliwość
i r o d z a j ..........................................................................................................257
10
13.
DOPING W SPO RCIE -Jerzy Smorawiński, Andrzej Pokryw ka.................... 261
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
13.5.
13.6.
13.7.
13.8.
13.9.
13.10.
13.11.
13.12.
13.13.
13.14.
13.15.
13.16.
13.17.
13.18.
14.
W prowadzenie............................................................................................. 261
Definicja d o p i n g u ..................................................................................... 261
Reguły a n ty d o p in g o w e ............................................................................. 262
Analiza środków dopingujących.................................................................263
Lista substancji i metod zabronionych w sp o rc ie .....................................264
Medyczne aspekty stosowania środków dopingujących.........................266
Steroidy anaboliczno-androgenne.............................................................267
E ry tro p o ety n a............................................................................................. 268
In su lin a..........................................................................................................268
Hormon w z ro stu ......................................................................................... 269
Agoniści receptorów beta2-adrenergicznych .........................................269
D iu re ty k i......................................................................................................270
S ty m u la n ty ..................................................................................................270
N ark o ty k i......................................................................................................271
Kanabinoidy..................................................................................................271
G likokortykosteroidy................................................................................. 272
Beta-blokery (b e ta -ad ren o lity k i).............................................................272
Nieświadome użycie substancji dopingujących.........................................273
PODSTAWY GENETYKI WYSIŁKU FIZYCZNEGO - Małgoizata Żendzian-Piotrowska ................................................................................................. 277
14.1.
14.2.
14.3.
W prowadzenie............................................................................................. 277
Geny warunkujące zdolność organizmu do wysiłku fizycznego . . . 278
14.2.1. Gen A C T N 3 ................................................................................. 279
14.2.2. G e n A C E ..................................................................................... 280
14.2.3. Gen B D K R B 2 ............................................................................. 280
14.2.4. Gen PPA R -alfa............................................................................. 281
14.2.5. G e n M S T N ................................................................................. 281
Doping g e n o w y ......................................................................................... 282
SKOROWIDZ
285