This copy is for personal use only

Transkrypt

Medycyna Sportowa
© MEDSPORTPRESS, 2006; 5(6); Vol. 22, 262-266
2
Author’s Contribution
A – Study Design
B – Data Collection
C – Statistical Analysis
D – Data Interpretation
E – Manuscript Preparation
F – Literature Search
G – Funds Collection
OCENA PROGU PRZEMIAN
BEZTLENOWYCH W WARUNKACH
LABORATORYJNYCH – PORÓWNANIE
METOD
ibu
-d
istr
ESTIMATION OF ANAEROBIC THRESHOLD IN CONDITIONSES
OF LABORATORY – COMPARISON OF METHODS
S³owa kluczowe: próg przemian beztlenowych, diagnostyka, fizjologia wysi³ku
Key words: anaerobic threshold, diagnostics, physiology of effort
nly
Summary
for
pe
rs
on
al
us
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
eo
Background. In the estimation of effort tolerance more and more often the ability of its realization in the condition of anaerobic transformations is taken into consideration. The anaerobic threshold (AT) is most frequently defined as an ability to hold the highest effort intensities,
at which the production of the lactic acid will be equal to its metabolism (3,5-4,0 mM/L).
Material and methods. The research was carried out in 2003/04, on a group of 21 students from Academy of Physical Education, not actively practising sport, 20-27 years of
age. The purpose of the effort provocation in the research was to achieve the threshold of
anaerobic transformations by the examined. There was an interval effort applied with an
ankle bone increase of charge (foot cycloergometer). Time of effort did not exceeded 20
min. Immediately after the end of it, the examined rested in a lying position. There were
a constant registration of the heart rate frequency (HR [1/min]), gasometric and ventilating
data (VO2 [L/min], VCO2 [L/min], Ve [L/min]) as well as post-effort concentrations of lactic
acid in blood [mM/L] conducted before the effort, while its duration and for 30 minutes after
its completion. The frequency of heart rate was registered by means of POLAR SportTester device. The ventilating and gasometric data was measured by means of portable
MES Start 2000M ergogasometer. For marking the lactic acid concentration, the examined were taken blood from the earlobe in 3 minutes after the effort. The measurement was
carried out by the LOX-PAP method, using Doctor Lange equipment.
Results. The results of measured parameters achieved by the examined at end of the effort provocation, do not differ from those of other research [1,2,3,4,6]. Just in case of the comparison of methods: the analysis of respiratory quotient RQ (VCO2/VO2) and one of the ventilating threshold (Ve/VO2), the essential statistic difference during the AT attaining was
obtained; the average data of the heart rate frequency, measured at the moment of AT attaining, in each method do not show statistical differences – the compared methods equally
precisely enable us to specify the beginning of intensification of anaerobic transformations.
Conclusions. The presented indirect methods of a estimation of attaining threshold of
anaerobic transformations give similar results. The easiest method to apply is the one with
the ventilating threshold; the most affordable one is the method of the analysis of the
growth change of the heart rate frequency depending on the increase of charge.
op
1824
2
4
6
y is
-
Word count:
Tables:
Figures:
References:
Th
is c
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Dr Andrzej Magiera
Wydzia³ Rehabilitacji AWF, Katedra Biologicznych Podstaw Rehabilitacji, Zak³ad Fizjologii
01-813 Warszawa, ul. Marymoncka 34, tel./fax: (0-22) 834-04-31 w. 594, e-mail: [email protected]
Otrzymano / Received
Zaakceptowano / Accepted
-
Katedra Biologicznych Podstaw Rehabilitacji, Wydzia³ Rehabilitacji Akademii
Wychowania Fizycznego, Warszawa
Katedra Fizjoterapii, Wydzia³ Rehabilitacji Akademii Wychowania Fizycznego,
Warszawa
tio
np
roh
ibit
1
ed
.
Andrzej Magiera1(A,B,C,D,E,F), Zbigniew Janczak2(A,B),
Agnieszka Niemierzycka2(A,B), Anna Cabak2(A,B),
Agnieszka Zdrodowska2(A,B)
Zaanga¿owanie Autorów
A – Przygotowanie projektu
badawczego
B – Zbieranie danych
C – Analiza statystyczna
D – Interpretacja danych
E – Przygotowanie manuskryptu
F – Opracowanie piœmiennictwa
G – Pozyskanie funduszy
-
-
ARTYKU£ ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE
262
14.03.2006 r.
12.06.2006 r.
tio
np
roh
ibit
ibu
-d
istr
nly
eo
us
al
for
pe
rs
on
Ryc. 1. Przyrosty czêstoœci skurczów serca w zale¿noœci od obci¹¿enia
Fig. 1. Increases of heart rate in dependences from charges
is c
op
y is
-
ed
.
Dla oceny wydolnoœci ogólnej zazwyczaj wykorzystuje siê ocenê zdolnoœci do maksymalnego poboru
tlenu (VO2max). Jednak w ocenie tolerancji wysi³ku coraz czêœciej brana jest pod uwagê zdolnoœæ jego realizacji w warunkach przemian beztlenowych.
Próg przemian beztlenowych (PPB) najczêœciej definiowany jest jako zdolnoœæ do utrzymywania jak najwy¿szej intensywnoœci wysi³ku (okreœlanej wysi³kow¹
czêstoœci¹ skurczów serca – HRw), przy której produkcja kwasu mlekowego bêdzie równa jego metabolizowaniu. Wiêkszoœæ autorów okreœla PPB jako koncentracjê LA we krwi powy¿ej 3,5-4,0 mM/L [1,2,3,4].
Chocia¿ niewystarczaj¹cy dowóz tlenu do pracuj¹cych miêœni mo¿e powodowaæ nadprodukcjê mleczanu, to obecnie brak jest wystarczaj¹cych dowodów na to, ¿e wysi³ek fizyczny powoduj¹cy produkcjê
LA powy¿ej PPB wynika tylko ze zbyt ma³ego dostarczania tlenu [2]. Zale¿y to równie¿ od indywidualnego
progu przemian beztlenowych, progu wentylacyjnego,
intensywnoœci wysi³ku i szybkoœci jego narastania.
Wykorzystywane metody oceny PPB ró¿ni¹ siê
miêdzy sob¹ stopniem skomplikowania, rodzajem sto-
Th
Ryc. 2. Metoda HR/Watt
Fig. 2. Method HR/Watt
-
sowanej aparatury, a co za tym idzie, kosztem wykonania badania. W niniejszym opracowaniu przedstawiamy zestawienie niektórych z poœrednich metod
oceny PPB, g³ównie pod k¹tem porównywalnoœci uzyskiwanych wyników.
1. Powszechnie znane jest zjawisko liniowego i proporcjonalnego wzrostu czêstoœci skurczów serca
(HR) do poch³aniania tlenu (VO2), przy nasilaj¹cym
siê wysi³ku, w zakresie przemian aerobowych. Za³amanie tej proporcji przy przejœciu w zakres przemian anaerobowych wyznacza pocz¹tek nasilania
siê przemian beztlenowych. Pozwoli³o to zaproponowaæ nieinwazyjn¹ metodê okreœlaj¹c¹ próg przemian beztlenowych (PPB), bez koniecznoœci oznaczania poziomu kwasu mlekowego (LA) we krwi.
Badanie polega na okreœleniu zale¿noœci HR od intensywnoœci realizowanego wysi³ku (P) [1,2,4,5].
Narastaj¹ca intensywnoœæ wysi³ku powoduje w pocz¹tkowej fazie badania liniowy wzrost czêstoœci
skurczów serca. Po osi¹gniêciu pewnej wartoœci
mocy nastêpuje zmiana liniowego charakteru narastania HR; prosta charakterystyka funkcji HR (P)
ulega za³amianiu. Punkt za³amania (deflection point) wyznacza PPB (1) (Ryc. 1 i 2).
Wstêp
-
-
-
Magiera A. i wsp., Metody oceny progu przemian beztlenowych
263
ibu
eo
nly
-d
istr
Ryc. 3. Metoda VCO2/VO2
Fig. 3. Method VCO2/VO2
us
al
on
pe
rs
Ryc. 4. Metoda Ve/VO2
Fig. 4. Method Ve/VO2
Th
is c
op
y is
for
2. Druga z zastosowanych metod badawczych polega³a na analizie uzyskanych w czasie wysi³ku testowego danych gazometrycznych. Przed osi¹gniêciem progu przemian beztlenowych, przy wzrastaj¹cym obci¹¿eniu, obserwuje siê za³amanie liniowego narastania poch³aniania tlenu oraz intensywniejsz¹ produkcjê CO2 (wzrost wartoœci wspó³czynnika oddechowego RQ) (Ryc. 3).
3. Ostatnia z prezentowanych metod wykorzystuje
fakt przekroczenia progu wentylacyjnego (VE/
VO2) po osi¹gniêciu PPB (Ryc. 4). W spoczynku
stosunek ten wynosi ok. 20, w maksymalnym wysi³ku mo¿e przekraczaæ 30.
Najdok³adniejsz¹, a zarazem najtrudniejsz¹ do
przeprowadzenia prób¹ oceniaj¹c¹ PPB jest bezpoœrednia ocena koncentracji LA we krwi. Mimo du¿ej dok³adnoœci tej metody, nie mo¿na idealnie okreœliæ punktu osi¹gniêcia zakwaszenia granicznego w miêœniach,
-
-
-
-
tio
np
roh
ibit
ed
.
-
264
poniewa¿ oceniana maksymalna zawartoœæ LA we krwi
pojawia siê (z uwzglêdnieniem ró¿nic osobniczych)
po oko³o 2 do 5 minut po zakoñczeniu wysi³ku.
Celem pracy by³o okreœlenie najdogodniejszego,
z przedstawionych powy¿ej, sposobu poœredniego
okreœlania progu przemian beztlenowych w warunkach laboratoryjnych.
Materia³ i metody
Badania przeprowadzono w latach 2003/2004 na
grupie 21 studentów AWF w wieku 20-27 lat, którzy nie
uprawiali czynnie sportu (x=22.4, SD=2,34). Œrednia wysokoœci cia³a badanych wynosi³a 180,10 cm (SD= 6,9),
œrednia masa cia³a 77,36 kg (SD=5,2).
Za³o¿eniem prowokacji wysi³kowej w prowadzonych badaniach by³o osi¹gniêcie przez badanych progu przemian beztlenowych. Nieinwazyjna metoda po-
ed
.
tio
np
roh
ibit
nly
-d
istr
ibu
W Tab. 1 przedstawiono czasy osi¹gania PPB oznaczone z wykorzystaniem wymienionych metod (VCO2/
VO2, HR/Watt, próg wentylacyjny) oraz odpowiadaj¹ce im czêstoœci skurczów serca (HR1-3). Dodatkowo
podano poziom koncentracji mleczanu w 3 minucie
po wysi³ku.
Pomimo wystêpuj¹cych ró¿nic w czasach osi¹gania PPB w prezentowanych metodach, uzyskiwane
wielkoœci czêstoœci skurczów serca nie wykazuj¹ ró¿nic statystycznie istotnych (Tab. 1). Osi¹gane wartoœci
HR s¹ charakterystyczne dla pocz¹tku nasilania siê
komponenty beztlenowej w metabolizmie wysi³kowym.
Wykresy przedstawiaj¹ graficzne wyznaczanie
PPB u konkretnego badanego wed³ug trzech omówionych wczeœniej metod.
Wyniki oceny istotnoœci ró¿nic miêdzy czasami
osi¹gania PPB w ró¿nych metodach przedstawione
s¹ w Tabeli 2.
eo
Tab. 1. Czasy uzyskiwania progu przemian beztlenowych w stosowanych metodach
Tab. 1. Times of obtaining of anaerobic threshold in practical methods
us
al
on
pe
rs
for
Tab. 2. Istotnoœæ ró¿nic miêdzy czasami osi¹gania PPB w ró¿nych metodach
Tab. 2. Differences between at times of attaining AT in different methods
Th
is c
op
y is
-
Wyniki
-
Czêstoœæ skurczów serca rejestrowano za pomoc¹ urz¹dzenia POLAR SportTester. Wartoœci wentylacyjne i gazometryczne mierzone by³y ergospirometrem przenoœnym MES Start 2000M. Dla oznaczenia
koncentracji kwasu mlekowego, badanym pobierano
krew z p³atka usznego w 3 minucie po wysi³ku. Pomiary wykonywane by³y metod¹ LOX-PAP przy u¿yciu zestawów firmy Dr Lange.
zwalaj¹ca okreœliæ PPB, bez koniecznoœci oznaczania
poziomu kwasu mlekowego we krwi, powinna pozwalaæ
na wyznaczenie poziomu najwy¿szej intensywnoœci obci¹¿enia fizycznego, jaka mo¿e byæ kontynuowana przez d³u¿szy czas, w warunkach pracy tlenowej.
W praktyce stosowany by³ interwa³owy wysi³ek realizowany ze skokowym przyrostem obci¹¿enia. Narastaj¹ca
intensywnoœæ wysi³ku powodowa³a w pocz¹tkowej fazie
badania liniowy wzrost czêstoœci skurczów serca i wentylacji minutowej (Ve) oraz zu¿ycia tlenu (VO2).
Badani poddawani byli wzrastaj¹cemu wysi³kowi
submaksymalnemu na cykloergometrze no¿nym. Badania wykonywano zawsze w godzinach przedpo³udniowych. Obci¹¿enie startowe wynosi³o 50W a docelowe
(maksymalne) – 3,5W/kg masy cia³a. Obci¹¿enie narasta³o liniowo. Rytm peda³owania wynosi³ 60-65 obrotów
na minutê. Maksymalny czas wysi³ku wynosi³ 20 min.
Badanie przerywano wczeœniej w sytuacji wyst¹pienia
symptomów osi¹gniêcia progu przemian beztlenowych.
Bezpoœrednio po zakoñczeniu wysi³ku badani wypoczywali w pozycji le¿¹cej. Przed wysi³kiem, w trakcie jego trwania i przez 30 minut po jego zakoñczeniu
prowadzono ci¹g³¹ rejestracjê:
1. czêstoœci skurczów serca (HR [1/min]),
2. oznaczeñ gazometrycznych i wentylacyjnych:
a. VO2 [L/min],
b. VCO2 [L/min],
c. Ve [L/min],
3. powysi³kowego stê¿enia kwasu mlekowego we
krwi [mmoli/litr].
-
-
-
265
siê przemian beztlenowych. Uzyskane wyniki koncentracji kwasu mlekowego we krwi istotnie przekraczaj¹ progi przemian beztlenowych prezentowanych
w piœmiennictwie [1,2,6], jednak fakt ten t³umaczyæ
nale¿y zmniejszeniem siê buforuj¹cej funkcji p³uc
w pierwszych minutach po wysi³ku i zwiêkszaniem
niekorzystnego stosunku VCO2/VO2.
ed
.
Ró¿nica statystycznie znamienna dotyczy tylko
porównania metod Ve/VO2 – VCO2/VO2; oceniane
w zastosowanych metodach wartoœci HR nie wykazuj¹ ró¿nic (Tab. 2).
Wnioski
1. Prezentowane poœrednie metody oceny osi¹gania
progu przemian beztlenowych daj¹ podobne wyniki.
2. Ze wzglêdów interpretacyjnych naj³atwiejsz¹ do
stosowania jest metoda oceny progu wentylacyjnego, najtañsz¹ zaœ jest metoda analizy zmiany
narastania czêstoœci skurczów serca w zale¿noœci
od przyrostu obci¹¿enia.
ibu
Piœmiennictwo
eo
nly
-d
istr
1. Conconi F, Ferrari M, Ziglio P et al. Determination of
the anaerobic threshold by a noninvasive field test
for runners. J Appl Pysiol 1982; 4: 869.
2. Hofmann P, Gaisl D u. a. Computergestützts Auswertung des modifizierten Conconi-Test am Fahrradergometer. Leistungssport 1989; 3: 27.
3. Raczek J. Test Conconiego. Sport Wyczynowy 1989;
7-8: 295.
4. Sozañski H, Kosmol A, Koziñski E, Perkowski K, Œledziewski D. Kontrola treningu na podstawie reakcji
uk³adu kr¹¿enia. [W:] Obci¹¿enia treningowe; technologia i opracowywanie danych. Sozañski H, Œledziewski D. (Red.) Biblioteka Trenera RCMSKFiT,
Warszawa 1995; 144.
5. Magiera A. Nieinwazyjna metoda oceny progu przemian beztlenowych w warunkach laboratoryjnych.
Sport Wyczynowy 1997; XXXV, 7-8.
6. Svedahl K, MacIntosh BR. Anaerobic threshold: the
concept and methods of measurement. Can J Appl
Physiol 2003; 28 (2): 299-323.
for
pe
rs
on
al
us
Wartoœci wyników ocenianych parametrów uzyskiwanych przez badanych przy koñcu prowokacji
wysi³kowej nie odbiegaj¹ wielkoœci¹ od wyników uzyskiwanych w innych badaniach (HR~190 ud./min,
Ve~100L/min, VO2~40 mL/min/kg) [1,2,3,4,6]. Osi¹gniêcie PPB dawa³o sygna³ do zaprzestania pracy.
Punkt ten wystêpuje najczêœciej w okolicy HR=180
ud./min i od tego momentu, po wzroœcie HR o ok. 20
ud./min, ustala siê osobnicza wartoœæ Hrmax. W naszych badaniach poœrednio okreœlany PPB wystêpowa³ czêsto przy wy¿szych wartoœciach HR (ok. 190
ud./min), co t³umaczyæ mo¿na charakterem wysi³ku
(obci¹¿anie poprzez koñczyny dolne na cykloergometrze rowerowym a nie na bie¿ni) – nie wszystkie
zespo³y dynamiczne mog³y uczestniczyæ w jego realizacji, tak jak w przypadku biegu. Tym faktem, a tak¿e
pozycj¹ przyjmowan¹ w czasie wysi³ku (silna stabilizacja klatki piersiowej) t³umaczy siê uzyskiwanie nieco ni¿szych od opisywanych wartoœci Ve i VO2. Opisan¹ sytuacjê zdaj¹ siê potwierdzaæ uzyskiwane wy¿sze wyniki koncentracji LA (pow. 9 mmoli/litr) i d³u¿sza od przewidywanej restytucja. D³u¿szy czas powrotu do stanu wyjœciowego dotyczy wszystkich ocenianych parametrów – po 30-minutowym odpoczynku
ich wartoœci nadal pozostawa³y na poziomie wy¿szym ni¿ spoczynkowy (HR>90 ud./min, Ve>10L/min,
VO2>7 mL/min/kg).
Analizuj¹c uzyskane wyniki nale¿y zauwa¿yæ, ¿e
tylko w przypadku porównania dwóch metod, analizy
wspó³czynnika oddechowego RQ (VCO2/VO2) i progu
wentylacyjnego (Ve/VO2), uzyskano istotn¹ statystycznie ró¿nicê w czasie osi¹gania PPB. Pomimo to
wartoœci œrednie czêstoœci skurczów serca oznaczane w momencie dochodzenia do kresu przemian tlenowych w poszczególnych metodach nie wykazuj¹
ró¿nic statystycznie znamiennych. Na tej podstawie
mo¿na domniemywaæ, ¿e porównywane metody równie dok³adnie pozwalaj¹ okreœlaæ pocz¹tek nasilania
tio
np
roh
ibit
Dyskusja
-
Th
is c
op
y is
-
-
-
-
266
Praca wykonana zosta³a w ramach badañ statutowych
AWF Warszawa (Ds.-41) G.

This copy is for personal use only

Transkrypt

Podobne dokumenty

FULL TEXT - Medycyna Sportowa