114 Maciejczyk1_Layout 1

114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 1
ARTYKUŁ ORYGINALNE / ORIGINAL ARTICLE
Zaangażowanie Autorów
A – Przygotowanie projektu
badawczego
B – Zbieranie danych
C – Analiza statystyczna
D – Interpretacja danych
E – Przygotowanie manuskryptu
F – Opracowanie piśmiennictwa
G – Pozyskanie funduszy
Author’s Contribution
A – Study Design
B – Data Collection
C – Statistical Analysis
D – Data Interpretation
E – Manuscript Preparation
F – Literature Search
G – Funds Collection
Medycyna Sportowa / Polish J Sport Med
© MEDSPORTPRESS, 2013; 3(4); Vol. 29, 175-185
Marcin Maciejczyk1(A,B,C,D,E,F), Witold Ziara2(A,B,E)
1
Zakład Fizjologii i Biochemii, Instytut Nauk Biomedycznych, AWF Kraków
Zakład Sportów Wodnych, Instytut Sportu, AWF Kraków
Department of Physiology and Biochemistry, Institute of Biomedical Sciences, University School
of Physical Education, Kraków, Poland
2
Department of Water Sports, Institute of Sport, University School of Physical Education, Kraków, Poland
2
1
POZIOM WSKAŹNIKÓW SPIROMETRYCZNYCH
U MĘŻCZYZN REKREACYJNIE UPRAWIAJĄCYCH
RÓŻNE DYSCYPLINY SPORTU
THE LEVEL OF SPIROMETRIC INDICATORS IN MEN
RECREATIONALLY ENGAGED IN DIFFERENT SPORTS
DISCIPLINES
Słowa kluczowe: aktywność fizyczna, spirometria, pojemność życiowa płuc,
nasilona pojemność życiowa płuc, maksymalna wentylacja dowolna
Key words: physical activity, spirometry, vital capacity, forced vital capacity,
maximal voluntary
Streszczenie
Wstęp. Celem pracy było określenie poziomu wskaźników spirometrycznych u młodych mężczyzn rekreacyjnie uprawiających różne dyscypliny sportu oraz próba oceny wpływu specyfiki danej
dyscypliny sportu na poziom badanych parametrów spirometrycznych.
Materiał i metody. W badaniach uczestniczyło 58 mężczyzn, którzy tworzyli pięć grup badanych:
grupę niećwiczącą, studentów kierunku wychowanie fizyczne oraz grupy uprawiające dyscypliny sportowe o różnym charakterze: pływanie, piłkę koszykową i narciarstwo zjazdowe. U badanych mężczyzn
przeprowadzono kompleksowe badanie spirometryczne, składające się z trzech etapów. W etapie pierwszym dokonano pomiaru pojemności życiowej płuc oraz jej składowych. Kolejny etap badań obejmował
wykonanie dynamicznych testów spirometrycznych (badanie przepływ-objętość). Trzeci etap badań polegał na pomiarze maksymalnej wentylacji dowolnej oraz określeniu rezerwy oddechowej.
Wyniki. Nie stwierdzono istotnych różnic między porównywanymi grupami w poziomie pojemności życiowej płuc i jej składowymi. Pojemność życiowa płuc w porównywanych grupach kształtowała
się na poziomie 5,47 litra (narciarze) do 6,04 litra (studenci wf). Poziom maksymalnej wentylacji minutowej płuc oraz jednosekundowej objętości natężonego wydechu nie różnicował w sposób istotny
grup aktywnych fizycznie. Wskaźnikami, które istotnie różnicowały osoby nieaktywne fizycznie i osoby ćwiczące był poziom szczytowego przepływu wdechowego oraz maksymalnej wentylacji dowolnej
płuc, których istotnie, w odniesieniu do wszystkich aktywnych fizycznie grup, niższe wielkości odnotowano u osób niećwiczących.
Wnioski. Regularna rekreacyjna aktywność fizyczna korzystnie wpływa na poziom parametrów
spirometrycznych, szczególnie tych określanych w czasie dynamicznych testów spirometrycznych.
Specyfika uprawianej dyscypliny sportu (wysokość ciała koszykarzy, wydech z oporem do wody u pływaków czy wszechstronność aktywności fizycznej u studentów wf) nie wpłynęła znacząco na poziom
parametrów spirometrycznych. Obniżone, w porównaniu do innych grup, wielkości maksymalnej wentylacji dowolnej i rezerwy oddechowej w grupie osób nieaktywnych fizycznie mogą świadczyć o gorszej sprawności układu oddechowego u tych osób.
Summary
Word count:
Tables:
Figures:
References:
7776
3
0
22
Background. The aim of this study was to determine the level of spirometric indicators in young men
who recreationally participated in various sports disciplines and to attempt to assess the effect of the
characteristic features of individual sports disciplines on the level of measured spirometric parameters.
Material and methods. Study participants comprised 58 men divided into 5 research groups: physically inactive, university students at the physical education faculty, and 3 groups of persons who engaged
in different sports disciplines, i.e., swimming, basketball, and alpine skiing. All participants underwent a comprehensive spirometric assessment that consisted of 3 stages. Stage I involved measuring the vital capacity
of lungs and its components. Stage II involved conducting dynamic spirometric tests (flow-volume
assessment). Stage III involved measuring maximal voluntary ventilation and determining breathing reserve.
Results. No statistically significant differences were found between the studied groups in terms
of vital capacity and its components. Vital capacity ranged from 5.47 L (skiers) to 6.04 L (students of
physical education). Maximal pulmonary ventilation and forced expiratory volume in 1 second showed
no significant differences between the physically active groups. However, significant differences
between physically active and physically inactive persons were found in peak expiratory flow and
maximal voluntary ventilation. The physically inactive group showed statistically lower levels of these
two parameters than each physically active group.
Conclusions. Regular recreational physical activity benefits the level of spirometric parameters,
especially those determined during dynamic spirometric tests. The characteristic features of a given
sports discipline (body height of basketball players, resistance breathing of swimmers, and comprehensive physical activity of students of physical education) did not have a significant effect on the
level of spirometric parameters. Lower levels of maximal voluntary ventilation and breathing reserve
in physically inactive persons compared to physically active persons may indicate lower effectiveness
of the respiratory system in the former.
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Dr Marcin Maciejczyk
Instytut Nauk Biomedycznych
AWF Kraków. ul. Jana Pawła II 78, 31-571 Kraków, Tel. 12 683-10-81, e-mail: [email protected]
Otrzymano / Received
Zaakceptowano / Accepted
14.09.2012 r.
06.07.2013 r.
175
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 2
Maciejczyk M. i wsp., Poziom wskaźników spirometrycznych u aktywnych fizycznie mężczyzn
Wstęp
Background
Regularna aktywność fizyczna prowadzi do szeregu zmian w funkcjach organizmu, szczególnie
w układach zaangażowanych podczas pracy fizycznej, czyli układzie krążenia, oddechowym i mięśniowym oraz w obrazie krwi [1,2]. Układy te zaangażowane są w transport tlenu z powietrza atmosferycznego do pracujących mięśni, gdzie tlen zużywany
jest w procesie fosforylacji oksydacyjnej, a sprawność
tych układów decyduje o sprawności mechanizmów
zaopatrzenia tlenowego. Maksymalna wielkość pobranego i zużytego tlenu w trakcie minuty podczas
maksymalnego wysiłku fizycznego (VO2max) jest bowiem miarą wydolności tlenowej organizmu. Regularna aktywność fizyczna wywołuje szereg zmian adaptacyjnych organizmu. U osób wytrenowanych serce
ulega hipertrofii, poprawia się jego ukrwienie, obserwuje się zwiększenie objętości wyrzutowej serca, obniżenie częstości skurczów serca i ciśnienia krwi
w spoczynku. We krwi zwiększa się poziom hemoglobiny i erytrocytów. Systematyczna aktywność ruchowa
osób z nadmiarem tkanki tłuszczowej w organizmie
zwiększa wydatek energetyczny oraz spoczynkową
przemianę materii (RMR), przyczyniając się do redukcji ilości tkanki tłuszczowej. Ponadto, aktywność
fizyczna usprawnia funkcjonowanie autonomicznego
układu nerwowego, poprawia termoregulację, korzystnie wpływa na kościec, więzadła, ścięgna oraz chrząstki stawowe. W układzie oddechowym obserwuje się
zwiększenie maksymalnej wentylacji płuc i maksymalnej wentylacji dowolnej (w wyniku wzrostu siły mięśni
oddechowych i ruchomości klatki piersiowej), zwiększenie pojemności dyfuzyjnej płuc (w wyniku poprawy
stosunku wentylacji do przepływu krwi) oraz zmniejszenie częstości oddechów z równoczesnym ich pogłębieniem. Spośród parametrów charakteryzujących pracę
układu oddechowego, a mających wpływ na wielkość
pobranego tlenu wymienia się przede wszystkim maksymalną wentylację minutową płuc (VEmax). Poziom
mierzonych parametrów spirometrycznych nie zależy
tylko od aktywności fizycznej człowieka, ale również
od szeregu innych czynników. Wśród nich wymienić
należy między innymi: wiek, płeć, budowę somatyczną
(przede wszystkim: wysokość ciała, wielkość otłuszczenia ciała i masy mięśniowej, szczególnie w obrębie
klatki piersiowej i tułowia, wpływającej na ruchomość
klatki piersiowej), zakres ruchów w stawach klatki piersiowej, siłę mięśni oddechowych, palenie tytoniu czy
występowanie chorób obturacyjnych układu oddechowego [3]. Również rodzaj uprawianego sportu może
wpływać na funkcje układu oddechowego [4]. W niniejszym opracowaniu, na tle grupy osób nietrenujących,
zestawiono zatem wyniki pomiarów parametrów spirometrycznych, dokonanych u aktywnych fizycznie młodych mężczyzn: koszykarzy, charakteryzujących się
dużą wysokością ciała; pływaków, u których dyscyplina sportu wymusza wydech z oporem do wody, studentów AWF, kierunku wychowania fizycznego, poddawanych wszechstronnej aktywności fizycznej, wynikającej z programu studiów oraz w grupie zawodników
trenujących sporty zimowe (narciarzy zjazdowych). Zasadniczym celem pracy jest więc określenie czy i w jaki sposób regularnie prowadzona aktywność fizyczna oraz czy forma (specyfika) danej aktywności fizycznej wpływa na poziom parametrów spirometrycznych
u młodych trenujących mężczyzn.
Regular physical activity leads to a number of
changes in the functioning of one’s body, especially
in systems engaged during physical effort, i.e., the
circulatory, respiratory, and muscular system, as well
as changes in the blood count [1,2]. These 3 systems
take part in transporting oxygen from the air to active
muscles, wherein the oxygen is used during oxidative
phosphorylation. The effectiveness of these systems
determines the effectiveness of oxygen supply mechanisms. This is why peak oxygen uptake (VO2max),
measured during one minute of maximal physical
effort, is the measure of one’s aerobic capacity. Regular physical activity results in a number of adaptive
changes in the body. In physically fit persons, the
heart undergoes hypertrophy and its blood supply
improves; furthermore, stroke volume increases,
while heart rate and blood pressure at rest decrease.
The amount of hemoglobin and erythrocytes in the
blood increases. Systematic physical activity undertaken by persons with excessive fat tissue increases
energy expenditure and resting metabolic rate
(RMR), thus contributing to the decrease of the amount
of fat tissue. Moreover, physical activity improves the
functioning of the autonomic nervous system, improves thermoregulation, and benefits the skeleton,
ligaments, tendons, and articular cartilage. As far as
the respiratory system is concerned, changes include
an increase in maximal pulmonary ventilation and
maximal voluntary ventilation (as a result of the increased strength of respiratory muscles and movability of the thorax) and diffusing capacity of the lungs
(as a result of an improved ratio of ventilation to
perfusion). Furthermore, respiratory rate decreases,
while tidal volume increases. Among the parameters
that characterize the functioning of the respiratory
system, which at the same time affect oxygen intake,
maximal pulmonary ventilation (VEmax) is described as
the primary one. The level of measured spirometric
parameters depends not only on a person’s physical
activity, but also on various other factors. These factors include: age, gender, somatic build (primarily
body height, body fat, and muscle mass, with muscle
mass being especially important in the area of the
thorax and the abdomen, where it affects the movability of the thorax), movability in the joints of the
thorax, strength of respiratory muscles, smoking, and
the presence of obstructive pulmonary diseases [3].
The type of sports discipline a person engages in can
also affect the functioning of the respiratory system
[4]. For the above reasons, this study compares spirometric parameters between a group of physically
inactive men and groups of physically active young
men. The physically active groups included basketball players, who were characterized by high body
height, swimmers, whose sports discipline enforces
resistance breathing, students of the University
School of Physical Education at the faculty of physical education, who engaged in comprehensive physical activity under the university curriculum, and
alpine skiers. Therefore, the main aim of this study
was to determine if and how regular physical activity
and the type (specific features) of a given physical
activity affect the level of spirometric parameters in
young physically active men.
176
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 3
Maciejczyk M. et al., The level of spirometric indicators in physically active men
Materiał i metody
Material and methods
W badaniach uczestniczyło 58 mężczyzn, którzy
tworzyli pięć grup badanych, różniących się formą
aktywności fizycznej. Badani mężczyźni uczestniczyli
aktywnie w zajęciach ruchowych z pływania (16 osób
– SWIM), koszykówki (10 osób – BASKET), narciarstwa zjazdowego (9 osób – SKI). Czwartą grupę badanych mężczyzn stanowili studenci wychowania fizycznego (STUD), którzy uczestniczyli w różnych formach aktywności fizycznej, wymaganych programem
studiów (12 osób). Natomiast grupę kontrolną stanowili mężczyźni nieaktywni fizycznie (NA) (11 osób).
Badane osoby zostały poinformowane o celu i przebiegu badania i dobrowolnie wyraziły zgodę na uczestniczenie w badaniu. Osoby pływające ćwiczyły około 8 godzin tygodniowo od około pięciu lat. Mężczyźni uczęszczający na zajęcia z koszykówki i narciarstwa, ćwiczyli od około 3 lat przez około 3-4 godziny
tygodniowo. Studenci kierunku wychowanie fizyczne
realizowali w trakcie programowych zajęć w tygodniu
około 6 godzin z siatkówki, koszykówki, pływania, gimnastyki i lekkiej atletyki. Wszyscy badani mężczyźni
byli osobami niepalącymi tytoniu.
Badania obejmowały pomiar masy (BM) i określenie struktury ciała z wykorzystaniem wagi Tanita TBF666, która po dokonaniu pomiaru masy ciała szacuje
strukturę ciała wykorzystując metodę bioelektrycznej
impedancji (BIA). Pomiar pozwolił wyznaczyć: odsetek tkanki tłuszczowej w organizmie (%F), masę tłuszczu (FM) oraz beztłuszczową masę ciała (LBM). Ponadto, u każdego badanego zmierzono przy użyciu
antropometru wysokość ciała (BH) oraz wyznaczono
wskaźnik masy ciała (BMI). Wysokość ciała zmierzono za pomocą antropometru typu Martin.
Zasadnicza część badań obejmowała wykonanie
kompleksowego badania spirometrycznego, składającego się z trzech etapów. W etapie pierwszym dokonano pomiaru pojemności życiowej płuc (VC) oraz
jej składowych: pojemności wdechowej (IC), zapasowej objętości wydechowej (ERV), objętości oddechowej (TV). Ponadto u każdego badanego określono
częstość oddychania (BF). Zadaniem badanej osoby
było wykonanie w warunkach spoczynkowych maksymalnego wydechu i następnie maksymalnego wdechu,
poprzedzonych serią (około 10) spokojnych, naturalnych oddechów. Kolejny etap badań obejmował wykonanie dynamicznych testów spirometrycznych,
w trakcie których, obok objętości wdychanego i wydychanego powietrza, mierzono szybkość przepływu
powietrza przez drogi oddechowe w różnych fazach
cyklu oddechowego (badanie przepływ-objętość).
Zadaniem badanej osoby było wykonanie minimum
trzech maksymalnych wdechów i maksymalnych wydechów, ale jednocześnie wykonywanych z jak największą szybkością – badana osoba musiała jak najszybciej opróżnić płuca z powietrza po wcześniejszym maksymalnym wdechu. Maksymalny wydech
w tym badaniu musiał trwać minimum 6 sekund. Badanie to pozwoliło zmierzyć: jednosekundową objętość natężonego wydechu (FEV1), natężoną wydechową pojemność życiową płuc (FVCEX), szczytowy
przepływ płucny podczas wydechu (PEF) oraz w czasie wdechu (PIF). Ponadto określono odsetek pojemności życiowej płuc (FEV1%VC) i natężonej wydechowej pojemności życiowej płuc (FEV1%FVCEX) usuniętej
w trakcie pierwszej sekundy wydechu. Trzeci etap
Study participants comprised 58 men divided into
five research groups that engaged different forms of
physical activity. The participants actively engaged in
swimming (16 persons – SWIM), basketball (10 persons – BASKET), and alpine skiing (9 persons –
SKI). The fourth research group comprised students of
physical education (12 persons – STUD), who undertook various forms of physical activity as part of the
university curriculum. The control group was composed of physically inactive men (11 persons – NA). Participants were informed about the aims and procedure
of the study and volunteered to take part in it. Swimmers engaged in swimming for about 8 hours per
week for the past 5 years. Basketball players and
alpine skiers engaged in their respective disciplines
for about 3-4 hours per week for the past 3 years.
Students of physical education underwent a curriculum that consisted of about 6 hours per week of
volleyball, basketball, swimming, gymnastics, and
athletics. All participants were non-smokers.
The study involved a measurement of body mass
(BM) and an assessment of body composition with
a Tanita TBF-666 weight, which, after taking measurement of BM, estimated body composition using bioelectrical impedance analysis (BIA). The measurements allowed us to determine body fat percentage
(%F), fat mass (FM), and lean body mass (LBM). Furthermore, each participant’s body height (BH) and body
mass index (BMI) were measured using an anthropometer. Body height was measured with a Martin anthropometer.
The main part of the study involved a comprehensive spirometric assessment, which consisted of three
stages. Stage I involved measuring vital capacity of
lungs (VC) and its components: inspiratory capacity
(IC), expiratory reserve volume (ERV), and tidal volume (TV). Breathing frequency (BF) was also determined. Each participant was asked to perform
a maximal expiration followed by a maximal inspiration,
preceded by a series of about 10 relaxed, natural
breaths, in resting conditions. Stage II involved performing dynamic spirometric tests, which determined
expiratory and inspiratory volume as well as the speed
at which the air flowed through the respiratory tract
during different phases of the respiratory cycle (flowvolume assessment). Each participant was asked to
perform at least 3 maximal expirations and 3 maximal
inspirations as fast as possible, that is, to release all
air from his lungs after taking a maximal inspiration.
A maximal expiration during this assessment had to
last at least 6 seconds. The assessment allowed us
to determine the following parameters: forced expiratory volume in 1 second (FEV1), forced vital capacity
(FVCEX), peak expiratory flow (PEF), and peak inspiratory flow (PIF). Furthermore, we determined the
percentage of vital capacity (FEV1%VC) and forced
expiratory vital capacity ratio (FEV1%FVCEX) in the
first second of expiration. Stage III involved measuring maximal voluntary ventilation (MVV) and determining breathing reserve (BR) (the difference between
resting pulmonary ventilation and MVV, given as
a percentage). Each participant was asked to take
about a dozen relaxed breaths followed by 12 seconds of breathing as deeply and as fast as possible.
177
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 4
Maciejczyk M. i wsp., Poziom wskaźników spirometrycznych u aktywnych fizycznie mężczyzn
badań polegał na pomiarze maksymalnej wentylacji
dowolnej (MVV) oraz określeniu rezerwy oddechowej
(BR) (różnica pomiędzy spoczynkową wentylacją minutową płuc a MVV wyrażona w procentach). W trakcie tego badania zadaniem badanej osoby było, po
kilkunastu spokojnych oddechach, oddychać przez
12 sekund jak najgłębiej i zarazem jak najszybciej.
Badanie spirometryczne było wykonywane przy
użyciu spirometru LUNGTEST 500, polskiej produkcji. Urządzenie przed rozpoczęciem badania było kalibrowane – wprowadzono aktualne warunki otoczenia: temperaturę, wilgotność oraz ciśnienie atmosferyczne powietrza. Każda badana osoba używała sterylnych ustników oraz mogła przed właściwym badaniem zapoznać się z techniką oddychania poprzez
ustnik. Badana osoba w trakcie badania przebywała
w pozycji siedzącej, z wyprostowanymi plecami, z założonym klipsem na nos, umożliwiającym oddychanie
tylko przez usta.
Wyniki badań zostały opracowane pod względem
statystycznym: określono wielkości przeciętne, poziom
odchylenia standardowego, a istotność międzygrupowych różnic, porównując każdą grupę z każdą, określono testem t-Studenta dla grup niezależnych, wykorzystując program Statistica.
Spirometric measurements were taken using
a LUNGTEST 500 spirometer (Poland). The device
was calibrated prior to the measurement by inputting
current environmental conditions, that is, temperature,
humidity, and atmospheric pressure. Each participant
was given a sterile mouthpiece and was able to learn
the technique of breathing through the mouthpiece
before the assessment. The measurement was taken
in a sitting position with a straight back, and with a nose
clip attached to prevent breathing through the nose.
The results of the assessment were subjected to
statistical analysis. Mean values and standard deviation were calculated. Statistical significance of differences between groups was determined by comparing each group to every other group with the independent samples t-test, using the Statistica software.
Wyniki
Results
Badane osoby były w zbliżonym wieku kalendarzowym wynoszącym około 21 lat. Jedynie koszykarze byli o około 2 lata starsi niż badani w pozostałych
grupach. Różnica wieku między zawodnikami uprawiającymi koszykówkę a pozostałymi uczestnikami
badań była istotna statystycznie. Największą wysokość ciała odnotowano u koszykarzy (188±9,55 cm)
oraz u pływaków (183,87±8,62 cm), a różnica w wysokości ciała między tymi grupami była nieistotna statystycznie. W grupie zawodników uprawiających narciarstwo, studentów wf i u osób nietrenujących odnotowano znacznie niższą wysokość ciała w porównaniu do koszykarzy i wynosiła ona około 181 cm. Nie
odnotowano natomiast istotnych różnic między porównywanymi grupami w poziomie masy ciała, która
kształtowała się na poziomie około 75-76 kg, jedynie
w grupie koszykarzy była ona większa i wynosiła 82,33±
16,27 kg. Również przeciętny poziom beztłuszczowej
masy ciała w charakteryzowanych grupach był na zbliżonym poziomie wynoszącym 64-69 kg, a najniższe
wielkości odnotowano u osób nietrenujących, natomiast najwyższe wielkości u zawodników trenujących
koszykówkę. Najniższym poziomem otłuszczenia ciała, istotnie niższym w porównaniu do pozostałych grup
badanych, charakteryzowali się pływacy, u których
odsetek tkanki tłuszczowej wynosił 8,5±2,4 % masy
ciała. Natomiast najwyższy odsetkowy poziom tkanki
tłuszczowej w organizmie (istotnie wyższy w porównaniu do pływaków, studentów, a porównywalny z narciarzami) odnotowano u zawodników uprawiających
koszykówkę – 15,12±3,9 % masy ciała oraz u osób
nietrenujących – 16,34±4,3% masy ciała. W konsekwencji podobne międzygrupowe różnice odnotowano w poziomie masy tłuszczu w organizmie (Tab. 1).
Wskaźnik masy ciała (BMI) w porównywanych grupach był na zbliżonym poziomie (22-23), co świadczy
o prawidłowej budowie ciała (Tab. 1)
Uzyskane wyniki badań nie wykazały istotnych
statystycznie różnic pomiędzy charakteryzowanymi
All study participants were at a similar chronological
age of about 21 years, with the exception of basketball
players, who were 2 years older than the participants in
other groups. The age difference between basket players and other participants was statistically significant.
The greatest body height was observed in basketball
players (188±9.55 cm) and swimmers (183.87±8.62
cm). The difference between these 2 groups was statistically insignificant. Body height of alpine skiers, students of physical education, and physically inactive
persons was much lower compared to basketball players and amounted to about 181 cm. On the other
hand, no significant differences in body mass were
found between the studied groups. Body mass
amounted to about 75-56 kg in all groups except the
basketball players, for whom this parameter was
higher and amounted to 82.33±16.27 kg. Mean lean
body mass also reached a similar value of 64-69 kg
in all studied groups, with physically inactive persons
showing the lowest values and basketball players
showing the highest values. Swimmers showed the
lowest fat percentage (8.5±2.4% of body mass) compared to other groups. The difference was statistically
significant. Conversely, the greatest fat percentage (statistically higher than in swimmers and students, and
similar to the fat percentage in skiers) was found in
basketball players (5.12±3.9% of body mass) and physically inactive persons (16.34±4.3% of body mass).
As a consequence, similar differences between groups
were found for fat mass (Table 1). Body mass index
was similar in all studied groups and ranged from 22 to
23, which indicates a normal body build (Table 1).
The obtained results did not indicate any statistically significant differences between the studied
groups in terms of vital capacity and its components.
Vital capacity in the studied groups ranged from 5.47 l
(skiers) to 6.04 l (students), which means the difference
between the highest and lowest value was only 0.57
l. The greatest inspiratory capacity was observed in
178
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 5
Maciejczyk M. et al., The level of spirometric indicators in physically active men
Tab. 1. Wiek oraz poziom parametrów somatycznych w badanych grupach
Tab. 1. Age and somatic parameters in studied groups
grupami w poziomie pojemności życiowej płuc i jej
składowych. Pojemność życiowa płuc w porównywanych grupach kształtowała się na poziomie 5,47 litra
(narciarze) do 6,04 litra (studenci wf), także różnica
między maksymalnym odnotowanym poziomem i minimalnym wynosiła zaledwie 0,57 litra. Największą pojemność wdechową odnotowano w grupie trenującej
pływanie – 3,98±1,18 litra, natomiast niższą wielkość
tego parametru zanotowano ponownie wśród narciarzy – 3,57±0,64 litra. Zapasowa objętość wydechowa
nie różnicowała w sposób istotny porównywanych grup
– jej poziom kształtował się na poziomie 1,71 litra (nietrenujacy) do 2,14 litra (studenci wf). Przeciętna objętość oddechowa u badanych osób wynosiła 1,07-1,57
litra i ponownie międzygrupowe różnice w poziomie tego parametru nie były istotne statystycznie.
Podstawowym parametrem oznaczanym w dynamicznych testach spirometrycznych jest jednosekundowa objętość natężonego wydechu (FEV1). We
wszystkich porównywanych grupach kształtowała się
ona na zbliżonym poziomie, różnice między wielkością
maksymalną (notowaną w grupie koszykarzy – 5,2±
0,93 l) a najniższym poziomem notowanym u narciarzy (4,63±0,57 l) wynosiła około 0,6 litra. Również
najwyższy poziom nasilonej wydechowej pojemności
życiowej płuc (FVCEX) odnotowano u koszykarzy,
a w pozostałych porównywanych grupach kształtował się na zbliżonym poziomie. Różnice międzygrupowe w poziomie omawianego parametru również
były nieistotne statystycznie.
W porównywanych grupach badanych nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w poziomie szczytowego przepływu wydechowego (PEF), które kształtowały się na poziomie 10-11 litrów powietrza na sekundę. Parametrem, który istotnie różnicował osoby nietrenujące i osoby trenujące był poziom szczytowego przepływu wdechowego (PIF), którego istotnie, w odniesieniu do wszystkich aktywnych fizycznie grup, niższe
wielkości odnotowano u osób nietrenujących (Tab. 3).
Poziom maksymalnej wentylacji minutowej płuc
(MVV) również nie różnicował w sposób istotny grup
aktywnych fizycznie, a najwyższą wielkość tego parametru odnotowano u studentów wf – 207,36 litrów
na minutę, w pozostałych grupach kształtował się
na poziomie około 190 litrów na minutę. Istotnie niższe, w odniesieniu do studentów wychowania fizycz-
swimmers (3.98±1.18 l), while skiers showed the lowest value of this parameter (3.57±0.64 l). Expiratory
reserve volume showed no significant differences
between the groups and ranged from 1.71 l (physically inactive persons) to 2.14 l (students). Mean tidal
volume was 1.07-1.57 l. The differences between groups
were also statistically insignificant.
The primary parameter measured in dynamic
spirometric assessments is forced expiratory volume
in 1 second. FEV1 was similar in all studied groups.
The difference between the highest value (5.2±0.93 l,
observed in basketball players) and the lowest value
(4.63±0.57 l, observed in skiers) amounted to about
0.6 l. The highest value of forced expiratory vital capacity was also found in basketball players, while in
other groups, the parameter reached similar values.
Differences in FVCEX between the groups were also
statistically insignificant.
The studied groups showed no statistically significant differences in PEF, which amounted to 10-11 l
of air per second. On the other hand, peak inspiratory
flow in the physically inactive group was statistically
lower than in each other group (Table 3).
Maximal voluntary ventilation showed no significant
differences between the physically active groups.
Students of physical education displayed the highest
value of this parameter (207.36 l per minute), while in
each other group, it amounted to about 190 l per minute. Physically inactive persons showed statistically
lower MVV than students of physical education. Breathing reserve, i.e., the percentage difference between
MVV and resting pulmonary ventilation, which constitutes a measure of the efficiency of the respiratory
system, reached similar values of about 91-92% in all
physically active groups, while physically inactive
persons showed the lowest values of this parameter.
The lower values of maximal voluntary ventilation and
breathing reserve found in physically inactive persons
compared to other groups may indicate that their
respiratory system is slightly less efficient (Table 3).
179
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 6
Maciejczyk M. i wsp., Poziom wskaźników spirometrycznych u aktywnych fizycznie mężczyzn
Tab. 2. Przeciętny poziom pojemności życiowej płuc i jej składowych w charakteryzowanych grupach
Tab. 2. Mean values of vital capacity and its components in studied groups
Tab. 3. Przeciętny poziom parametrów spirometrycznych określanych w badaniu „przepływ-objętość” oraz średni
poziom maksymalnej wentylacji dowolnej w porównywanych grupach
Tab. 3. Mean values of spirometric indicators measured during the flow-volume assessment and maximal voluntary
ventilation in the studied groups
nego, wielkości maksymalnej wentylacji minutowej
płuc odnotowano u osób nietrenujących. Rezerwa
oddechowa (BR) – procentowa różnica między MVV
a spoczynkową wentylacją minutową płuc, będąca
miarą sprawności układu oddechowego – kształtowała się we wszystkich aktywnych fizycznie grupach
na zbliżonym poziomie 91-92%, a najniższe wielkości tego wskaźnika odnotowano u osób nieaktywnych fizycznie. Obniżone, w porównaniu do innych grup, wielkości maksymalnej wentylacji dowolnej i rezerwy oddechowej w grupie osób nietrenujących mogą świadczyć
o nieznacznie gorszej sprawności układu oddechowego u tych osób (Tab. 3).
Dyskusja
Discussion
Jednosekundowa objętość natężonego wydechu,
jak również szczytowy przepływ wydechowy uważane są za rzetelne, łatwe do zmierzenia, wskaźniki
zwykle służące do wykrywania chorób obturacyjnych
układu oddechowego [5]. W warunkach prawidłowych, w ciągu pierwszej sekundy nasilonego, dynamicznego wydechu z płuc powinno było zostać usunięte ponad 83% nasilonej pojemności życiowej
(FEV1% FVCEX) – taki wynik zazwyczaj świadczy
o braku obturacji drzewa oskrzelowego. W badaniach własnych, we wszystkich charakteryzowanych
grupach, wskaźnik ten kształtował się powyżej 83%,
przeciętnie kształtując się na poziomie 85-87%, stąd
można wnioskować o niskim prawdopodobieństwie
Forced expiratory volume in 1 second as well as
peak expiratory flow are considered reliable and easily
measurable indicators, used to diagnose obstructive
diseases of the respiratory system [5]. In normal conditions, more than 83% of forced vital capacity (FEV1%
FVCEX) should leave the lungs during the first second
of dynamic expiration; such a result indicates that no
obstruction is present in the bronchi. This study found
that FEV1% FVCEX amounted to more than 83% in all
groups, with the mean value of 85-87%. Therefore,
we may surmise that the risk of obstructive changes
within the respiratory system in study participants is
low. However, one should remember that the value of
this indicator can also be affected by the strength of
180
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 7
Maciejczyk M. et al., The level of spirometric indicators in physically active men
występowania u badanych mężczyzn zmian obturacyjnych w układzie oddechowym, choć należy pamiętać, że wielkość tego wskaźnika może również
zależeć od siły mięśni wydechowych, gdyż nasilony
wydech jest aktem czynnym.
Należy jednak pamiętać, że nasilony, dynamiczny
wydech odbywa się z udziałem mięśni wydechowych,
głównie mięśni brzucha, podczas gdy spokojny wydech jest aktem biernym. Zatem na poziom tych parametrów może wpływać również siła mięśni wydechowych. W badaniach Ross i wsp. [6], którzy dokonywali
pomiaru wskaźników spirometrycznych przed i po
biegu maratońskim (po zmęczeniu mięśni oddechowych) odnotowano istotne obniżenie parametrów mierzonych w trakcie wdechu, (m.in. szczytowego przepływu wdechowego) oraz nieznaczne obniżenie parametrów wydechowych m.in. FVCex. W badaniach
własnych również odnotowano istotne niższe wielkości szczytowego przepływu wdechowego u osób nietrenujących, co może potwierdzać tezę o słabszej sile mięśni wdechowych (przede wszystkim mięśni brzucha) u osób nieaktywnych fizycznie. Niższe wielkości
PIF mogą świadczyć o mniejszej sile mięśni wdechowych, decydującej o szybkości i objętości przepływającego powietrza w trakcie wdechu. Deboeck i wsp. [7]
wykazali, że spadek siły mięśni oddechowych obserwowany w warunkach hipoksji hipobarycznej może być
przyczyną obniżonej nasilonej pojemności życiowej
płuc, obserwowanej na dużych wysokościach nad poziomem morza. Pozytywne efekty treningu mięśni oddechowych, przeprowadzanego w różnych formach, odnotowali Mickleborough i wsp. [8], którzy po okresie 12tygodniowego treningu wykazali istotny przyrost poziomu mierzonych parametrów spirometrycznych.
Spośród innych czynników niewątpliwie wpływających na wyniki badania spirometrycznego należy
wymienić wiek badanej osoby, płeć, palenie tytoniu
oraz poziom aktywności fizycznej. W interpretacji wyników, obok siły mięśni oddechowych, należy uwzględnić jeszcze takie czynniki jak ruchomość klatki piersiowej, poziom otłuszczenia klatki piersiowej czy
wielkość mięśni klatki piersiowej i obręczy barkowej.
Budowa somatyczna organizmu wpływa dość jednoznacznie na poziom uzyskiwanych rezultatów. Najwyższe wielkości parametrów spirometrycznych notuje się o osób wysokich (szczególnie pojemność życiowa płuc wysoko koreluje z wysokością ciała).
Struktura ciała (poziom beztłuszczowej masy ciała,
masy mięśniowej oraz otłuszczenie ciała) może znacząco wpływać na funkcje układu oddechowego [3].
Budowa somatyczna może również limitować ruchomość klatki piersiowej, tym samym wpływać na poziom uzyskiwanych wyników. Potwierdzają to wyniki
badań Wang i Cerny [9], którzy dokonali pomiaru parametrów spirometrycznych (ERV, FEV1, FVC) po obciążeniu klatki piersiowej zewnętrznym obciążeniem symulującym nadmiar tkanki tłuszczowej w jej obrębie
– po zastosowaniu obciążenia zewnętrznego poziom
mierzonych parametrów istotnie się obniżył. W badaniach własnych, najwyższą wysokość ciała, istotnie
większą niż w pozostałych charakteryzowanych grupach, odnotowano u koszykarzy, ale nie wpłynęło to
znacząco na poziom parametrów spirometrycznych,
które były porównywalne z innymi grupami. Jednocześnie zawodnicy trenujący koszykówkę byli najbardziej otłuszczeni ze wszystkich grup trenujących
– być może to właśnie wysoki poziom beztłuszczowej
respiratory muscles, as forced respiration can be
considered physical activity.
Forced dynamic expiration engages respiratory
muscles, primarily muscles of the abdomen, while
relaxed expiration is passive. Therefore, the strength
of respiratory muscles can also affect the level of the
aforementioned parameters. Ross et al. [6], who
measured spirometric indicators prior to and after
a marathon (when respiratory muscles were exhausted), found the values of parameters measured during
inspiration (such as PIF) decreased significantly, while
expiratory parameters (such as FVCEX) decreased
insignificantly. This study also observed significantly
lower values of PIF in physically inactive men, which
may confirm the thesis that physically inactive
persons have lower strength of inspiratory muscles
(primarily muscles of the abdomen) compared to
physically active persons. Lower values of PIF may
indicate lower strength of inspiratory muscles, which
determines the speed and volume of air flow during
inspiration. Deboeck et al. [7] showed that a decrease
in the strength of respiratory muscles, observed during
hypobaric hypoxia may be the cause of decreased
forced vital capacity observed on high altitudes
above sea levels. Mickleborough et al. [8] showed
positive effects of respiratory muscles training, conducted in various forms. The researchers observed
a significant increase in the values of spirometric parameters measured after a 12-week training program.
Among other factors which have been shown to
affect the results of spirometric assessments, we
should mention age and gender of the assessed person, their smoking habits, and their physical activity.
Interpretation of these results, in addition to the
strength of respiratory muscles, should consider such
factors as movability of the thorax, adiposity of the
thorax, and size of muscles of the thorax and shoulders. Somatic build of the body affects achieved results in a relatively straightforward way. Tall persons
show the greatest values of spirometric parameters
(vital capacity is especially closely correlated to body
height). Body composition (lean body mass, muscle
mass, and body fat) can considerably affect the functioning of the respiratory system [3]. Somatic build
can also limit the movability of the thorax, thus affecting the achieved results. This relationship has been
confirmed by Wang and Cerny [9], who measured
spirometric parameters (ERV, FEV1, and FVC) after
putting external weight on the thorax that simulated
excessive fat tissue in that part of the body. The addition of the external weight resulted in a significant
decrease in the measured parameters. This study
found that basketball players had the greatest body
height and were statistically taller than other studied
groups. However, this did not have a significant effect
on the measured spirometric parameters, which reached similar values as in other groups. At the same
time, the basketball players had the highest amount
of body fat in all physically active groups; perhaps it
was precisely their high lean body mass and high
amount of body fat that affected the movability of the
thorax, thus also affecting the measured spirometric
parameters. High BMI and high waist circumference
can lead to dysfunctions of the respiratory system
and a reduction in respiratory indicators, which in turn
limit one’s physical fitness and increase the risk of
disorders of the respiratory system [10].
181
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 8
Maciejczyk M. i wsp., Poziom wskaźników spirometrycznych u aktywnych fizycznie mężczyzn
masy ciała i duże otłuszczenie ciała wpłynęło na ruchomość klatki piersiowej i tym samym na poziom mierzonych parametrów spirometrycznych. Wysoki poziom BMI oraz duży obwód pasa może prowadzić do
dysfunkcji układu oddechowego i obniżenia wskaźników oddechowych, ograniczając zdolności wysiłkowe
i zwiększa prawdopodobieństwo chorób układu oddechowego [10].
Obniżone, w porównaniu do innych grup, wielkości maksymalnej wentylacji dowolnej i rezerwy oddechowej w grupie osób nietrenujących mogą świadczyć o nieznacznie gorszej sprawności układu oddechowego u tych osób
Trening fizyczny wpływa korzystnie na funkcje układu oddechowego. Huang i Osness [11] wykazali, że 10tygodniowy trening aerobowy o umiarkowanej intensywności, prowadzony w grupie starszych osób (powyżej
75 roku życia) istotnie poprawił stan układu oddechowego – u badanych osób odnotowano znaczną poprawę
natężonej pojemności życiowej płuc oraz jednosekundowej natężonej pojemności wydechowej.
Specyficznym rodzajem treningu sportowego jest
trening pływacki, gdzie trenująca osoba, wykonując
wydech, musi pokonać dodatkowy opór wynikający
z dużej gęstości wody. Rumaka i wsp. [12] wykazali,
że 12-tygodniowy trening pływacki spowodował istotna poprawę notowanych parametrów spirometrycznych (VC, FVC, FEV1, FIV1). Autorzy sugerują, że
jest to efekt głównie wzmocnienia mięśni wdechowych i poprawy ich wytrzymałości. Również Kilding
i wsp. [13] wykazali, że trening mięśni oddechowych
wpłynął pozytywnie na poziom wyników notowanych
u zawodników pływających na dystansie 100 i 200
metrów. Podobne wyniki uzyskali w swoich badaniach Doherty i Dimitriou [14], którzy w grupie pływaków odnotowali istotnie wyższe wielkości jednosekundowej natężonej pojemności życiowej płuc niż
u osób trenujących różne dyscypliny sportu na lądzie
i u osób nietrenujących. Ciekawe dane uzyskali Prakash i wsp. [15], którzy porównywali poziom parametrów spirometrycznych u osób trenujących sport, nietrenujacych i ćwiczących jogę. Najwyższy poziom
badanych parametrów układu oddechowego odnotowali oni u osób ćwiczących jogę (nawet istotnie wyższy niż u sportowców), choć osoby trenujące uzyskiwały istotnie wyższe wielkości badanych parametrów niż osoby nieaktywne fizycznie. W niniejszych
badaniach również wykazano korzystny wpływ aktywności fizycznej na czynność układu oddechowego. U osób trenujących odnotowano bowiem istotnie
wyższe, niż u osób nietrenujących, wielkości PIF oraz
maksymalnej wentylacji dowolnej, co może świadczyć zarówno o większej sile mięśni wdechowych,
jak i o lepszej sprawności układu oddechowego. Sam
trening wyłącznie mięśni oddechowych (respiratory
muscle training) może poprawiać zdolności wytrzymałościowe organizmu [16,17]. W badaniach własnych nie odnotowano istotnych różnic między porównywanymi grupami osób trenujących różne dyscypliny sportu. Mahotra i Shrestha [4] wykazali jednak, że osoby trenujące dyscypliny sportu mocno angażujące mięśnie oddechowe (np. pływanie, podnoszenie ciężarów) uzyskują lepsze wyniki w testach
spirometrycznych niż zawodnicy trenujący dyscypliny
sportu angażujące w mniejszym stopniu mięśnie oddechowe (np. sprinterzy). W dostępnej literaturze
przedmiotu można spotkać informację o braku istot-
182
Lower values of MVV and BR in the physically
inactive group compared to other groups may
indicate a slightly lower efficiency of the respiratory
system in physically inactive persons.
Physical training benefits the functioning of the
respiratory system. Huang and Osness [11] have
shown that elderly persons (above the age of 75
years) who engaged in moderate-intensity aerobic
training for 10 weeks significantly improved the state
of their respiratory system: the researchers observed
a considerable increase in forced vital capacity and
forced expiratory volume in 1 second.
Swimming exercises are a special type of sports
training. The trainee, when exhaling, must overcome
an additional resistance due to high density of the
water. Rumaka et al. [12] have shown that a 12week-long swimming training resulted in a significant
improvement of observed spirometric parameters
(VC, FVC, FEV1, and FIV1). The researchers suggest
that this improvement was caused mainly by an increase in strength and endurance of inspiratory muscles. Kilding et al. [13] have also shown that respiratory muscle training improved the results achieved
by swimmers who engaged in 100 meter and 200
meter swimming. Doherty and Dimitriou [14] obtained
similar results in their study with a group of swimmers, which found that swimmers had significantly
greater values of forced vital capacity in 1 second
than persons engaged in other sports disciplines and
physically inactive persons. Prakash et al. [15] obtained interesting results when they compared the level
of spirometric parameters in athletes, physically inactive persons, and practitioners of yoga. Yoga practitioners achieved the highest levels of measured
parameters of the respiratory system (even higher
than athletes), while athletes achieved significantly
higher levels than physically inactive persons. This
study has also observed a beneficial effect of physical activity on the functioning of the respiratory system. Physically active persons displayed significantly
greater values of PIF and MVV than physically inactive persons, which may indicate that the former had
a greater strength of respiratory muscles as well as
a more efficient respiratory system. Respiratory muscle training by itself can improve one’s physical fitness [16,17]. This study found no significant differences between the groups of persons engaged in different sports disciplines. On the other hand, Mahotra
and Shrestha [4] have shown that persons who participate in sports disciplines which strongly engage
respiratory muscles (such as swimming or weight
lifting) achieve perform better in spirometric tests than
persons who participate in sports disciplines which do
not engage respiratory muscles as strongly (such as
sprinting). Some available papers on the subject suggest that physical training does not significantly affect
the functioning of the respiratory system. Kippelen et
al. [18] observed no significant changes in the level
of spirometric parameters in the course of a 1-yearlong training cycle. Similar results were obtained by
Lucia et al. [19], who found no significant differences
in the functioning of the respiratory system during the
transition, preparatory, and competitive phase in cyclists. However, their training intensity increased significantly and consistently. On the other hand, Amonnete
and Dupler [20], in their study on the effect of resistance training of inspiratory and expiratory muscles
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 9
Maciejczyk M. et al., The level of spirometric indicators in physically active men
nego wpływu treningu fizycznego na czynność układu oddechowego. Kippelen i wsp. [18] nie zanotowali
istotnych zmian w poziomie parametrów spirometrycznych w okresie rocznego cyklu treningowego. Podobne rezultaty wykazali Lucia i wsp. [19], którzy nie odnotowali znaczących różnic w czynności układu oddechowego w okresie roztrenowania, przygotowawczym
i startowym u badanych kolarzy. U zawodników istotnie natomiast zwiększała się wielkość obciążeń treningowych. Z kolei Amonnete i Dupler [20] w swoich badaniach ocenili wpływ treningu oporowego mięśni
wdechowych i wydechowych na poziom parametrów
spirometrycznych oraz na poziom wydolności aerobowej (VO2max) – po okresie treningu odnotowano istotnie
wyższy poziom maksymalnej wentylacji minutowej
płuc, maksymalnej objętości oddechowej natomiast
nie stwierdzono istotnych zmian w poziomie wydolności aerobowej oraz innych parametrów oddechowych.
W badaniach Galanisa i wsp. [5], którzy dokonali
pomiaru podstawowych parametrów spirometrycznych u mężczyzn (zarówno palących, jak i niepalących) amatorsko uprawiających tenis ziemny, odnotowano wyższe wielkości jednosekundowej objętości
natężonego wydechu i szczytowego przepływu wydechowego. Autorzy wskazują więc, że już przeciętna aktywność fizyczna o umiarkowanej intensywności poprawia stan układu oddechowego. Co ciekawe, nie odnotowano w tym badaniu istotnych różnic w poziomie
parametrów spirometrycznych między osobami palącymi i niepalącymi. Interesujące wyniki badań przedstawili w swoim opracowaniu De i Tripathi [21], którzy
wykazali, że palący sportowcy uzyskują istotnie gorsze
wyniki w badaniu spirometrycznym niż niepalący, ale
jednocześnie notowane rezultaty są znacząco lepsze
niż u palących osób, które nie uprawiają sportu. Podobne rezultaty badań uzyskał Cheng i wsp. [22] – u badanych przez niego aktywnych fizycznie mężczyzn, odnotowano wyższe wielkości FEV1 i FVC niż u osób nieaktywnych fizycznie oraz stwierdzili, że palenie tytoniu pogarsza znacząco czynności układu oddechowego.
Czynność układu oddechowego jest jednym
z czynników wpływających na wydolność aerobową
organizmu. Z parametrów charakteryzujących pracę
tego układu, wpływających na zdolność organizmu
do wykonywania wysiłków długotrwałych, najczęściej
wymienia się poziom maksymalnej wentylacji minutowej płuc oraz sprawność dyfuzji gazów oddechowych
przez błony biologiczne. Badanie spirometryczne często jest pomijane w badaniach lekarskich lub laboratoryjnych testach wysiłkowych, a właśnie w tego typu badaniu można wykryć zmiany w czynności układu oddechowego – np. obturacje drzewa oskrzelowego w przebiegu astmy oskrzelowej czy reakcji alergicznych, które niewątpliwie mogą rzutować na poziom wentylacji
minutowej płuc i tym samym, w sposób pośredni, na
poziom wydolności tlenowej organizmu.
Podsumowując, regularna aktywność fizyczna korzystnie wpływa na poziom parametrów spirometrycznych, szczególnie tych określanych w czasie dynamicznych testów (badanie „przepływ-objętość”). Na
poziom tych parametrów ma wpływ bowiem zarówno
siła mięśni oddechowych, jak i ruchomość klatki piersiowej. W przeprowadzonych badaniach specyfika
danej dyscypliny sportu (wysokość ciała koszykarzy,
wydech z oporem do wody u pływaków czy wszechstronność aktywności fizycznej u studentów wf) nie
wpłynęła znacząco na poziom parametrów spirome-
on the level of spirometric parameters and aerobic
capacity (VO2max), found that after a period of training,
MVV and maximal TV increased significantly, while
aerobic capacity and other spirometric parameters
showed no significant changes.
Galanis et al. [5], who measured basic spirometric
parameters in men (both smokers and non-smokers)
casually engaged in tennis, observed an increase in
the levels of FEV1 and PEF. Thus, the authors suggest that even casual, moderate-intensity physical
activity improves the functioning of the respiratory
system. Interestingly, Galanis et al. found no significant differences in spirometric parameters between
smokers and non-smokers. De and Tripathi [21] presented interesting results in their study, which found
that athletes who smoke perform significantly worse
in spirometric tests than non-smoking athletes, but at
the same time, they perform significantly better than
physically inactive smokers. Cheng et al. [22] obtained similar results: they found that physically active
men obtained higher levels of FEV1 and FVC than
physically inactive persons and that smoking significantly worsens the functioning of the respiratory
system.
The functioning of the respiratory system is one of
the factors that affect aerobic capacity. Researchers
consider maximal pulmonary ventilation and the efficiency of diffusion of respiratory gases through biological membranes to be the primary parameters of the
respiratory system that affect one’s ability to engage
in long-term effort. Spirometric assessment is often
neglected in medical examination and laboratory effort tests, even though such assessment allows us to
detect changes in the functioning of the respiratory
system, such as bronchial obstructions in the course
of asthma or allergic reactions, which can undoubtedly affect the level of pulmonary ventilation and,
indirectly, the level of aerobic capacity.
In conclusion, regular physical activity improves
the level of spirometric parameters, especially those
measured in dynamic tests (i.e., flow-volume assessment). This is because the level of these parameters
is affected both by the strength of respiratory muscles and the movability of the thorax. This study
found that the characteristic features of a given
sports discipline (body height of basketball players,
resistance breathing of swimmers and comprehensive physical activity of students of physical education) did not have a significant effect of the level of
spirometric parameters: no significant differences in
measured spirometric parameters were found between the physically active groups.
183
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 10
Maciejczyk M. i wsp., Poziom wskaźników spirometrycznych u aktywnych fizycznie mężczyzn
trycznych – nie stwierdzono istotnych różnic w wielkości analizowanych parametrów spirometrycznych
między grupami trenującymi różne dyscypliny sportu.
Wnioski
Conclusions
1. Rekreacyjne, regularne uprawianie sportu korzystnie wpływa na poziom niektórych parametrów spirometrycznych – u osób trenujących notowano wyższe niż u osób nietrenujących, wielkości szczytowego przepływu wdechowego (PIF) oraz maksymalnej wentylacji dowolnej (MVV).
2. Obniżone, w porównaniu do innych grup, wielkości maksymalnej wentylacji dowolnej i rezerwy
oddechowej w grupie osób nietrenujących mogą
świadczyć o nieznacznie gorszej sprawności
układu oddechowego u tych osób.
3. Charakter uprawianej dyscypliny sportu nie wpłynął na wynik badania spirometrycznego – poziom
parametrów spirometrycznych nie różnicował
istotnie osób trenujących różne dyscypliny sportu.
4. Badane osoby różniły się budową ciała. Najniższy
poziom otłuszczenia odnotowano u zawodników
trenujących pływanie, najwyższy u koszykarzy
i u osób nietrujących. Wysoki poziom otłuszczenia ciała i beztłuszczowej masy ciała odnotowany
u koszykarzy mógł wpłynąć na poziom parametrów spirometrycznych.
1. Recreational and regular engagement in sports
improves the level of some spirometric parameters. Physically active persons displayed higher
levels of peak inspiratory flow and maximal voluntary ventilation than physically inactive persons.
2. Lower values of maximal voluntary ventilation and
breathing reserve in the physically inactive group
compared to other groups may indicate a slightly
lower efficiency of the respiratory system in
physically inactive persons.
3. The characteristic features of a given sports discipline did not affect spirometric test results: the
level of spirometric parameters showed no significant differences between persons engaged in
different sports disciplines.
4. Study participants had different body composition.
Swimmers had the lowest amount of body fat, while
basketball players and physically inactive persons
had the highest amount. High amount of body fat
and high lean body mass, observed in basketball
players, may have affected their spirometric parameters.
Piśmiennictwo / References
1. Janssen I, LeBlanc AG. Systematic review of the health benefits of physical activity and fitness in school-aged children and youth. Int J Behav Nutr Phys Act 2010; 7 (40): 1-16.
2. Vogel T, Brechat PH, Leprêtre PM, Kaltenbach G, Berthel, M, Lonsdorfer J. Health benefits of physical activity in
older patients: a review. Int J Clin Pract 2009; 63: 303–320.
3. Pekkarinen E, Vanninen E, Länsimies E, Kokkarinen J, Timonen, KL. Relation between body composition, abdominal obesity, and lung function. Clin Physiol Funct Imag 2012; 32: 83–88.
4. Mahotra NB, Shrestha L. Effects Of Type Sports On Pulmonary Function Tests: A Comparative Study In Nepalese Settings. J Nobel Med College 2013; 2 (1): 18-21.
5. Galanis N, Farmakiotis D, Kouraki K, Fachadidou A. Forced expiratory volume in one second and peak expiratory low rate values in non-professional male players. J Sports Med Phys Fitness 2006; 46 (1): 128-31.
6. Ross E, Middleton N, Shave R, George K, McConnel A. Changes in respiratory muscle and lung function following
marathon running in man. J Sports Sci 2008; 26 (12): 1295-1302.
7. Deboeck G, Moraine JJ, Naeije R: Respiratory muscle strength may explain hypoxia-induced decrease in vital capacity. Med Sci Sports Exerc 2005; 37 (5): 754-758.
8. Mickleborough T, Stager J, Chacham K, Lindley M, Ionesco A. Pulmonary adaptations to swim and inspiratory muscle training. Eur J Appl Physiol 2008; 103 (6): 635-641.
9. Wang LY, Cerny FJ. Ventilatory response to exercise on simulated obesity by chest loading. Med Sci Sports
Exerc 2004: 36 (5): 780-786.
10. Paulo R, Petrica J, Martins J. Physical Activity and Respiratory Function: Corporal Composition and Spirometric
Values Analysis. Acta Med Portuguesa 2012; 26 (3): 258-264.
11. Huang G, Osness W. Changes in pulmonary functions response to a 10-week controlled exercise program In sedentary elderly adults. Percept Mot Skills 2005; 100 (2): 394-402.
12. Rumaka M, Aberberga-Augskalne L, Upitis I. Effects of a 12-week swimming-training program on spirometric variables in teenage females. Int J Aquat Res Educ 2007; 1 (2): 101-108.
13. Kilding A, Brown S, McConnel A. Inspiratory muscle training improves 100 and 200 m swimming performance. Eur
J Appl Physiol 2010; 108 (3): 505-512.
14. Doherty M, Dimitriou L. Comparison of lung volume In Greek swimmers, land based athletes and sedentary controls using allometric scaling. Br J Sports Med 1997; 31 (4): 337-41.
15. Prakash S, Meshram S, Ramtekkar U: Athletes, yogis and individuals with sedentary lifestyles; do their lung functions differ? Indian J Physiol Pharmacol 2007; 51 (1): 76-80.
16. HajGhanbari B, Yamabayashi C, Buna, TR, et al. Effects of respiratory muscle training on performance in athletes: a systematic review with meta-analyses. J Strength Condit Res 2013; 27 (6): 1643-1663.
17. Edwards AM. Respiratory muscle training extends exercise tolerance without concomitant change to peak oxygen
uptake: Physiological, performance and perceptual responses derived from the same incremental exercise test.
Respirology 2013; 18: 1022–1027.
184
114 Maciejczyk1:Layout 1 2013-11-07 18:59 Strona 11
Maciejczyk M. et al., The level of spirometric indicators in physically active men
18. Kippelen P, Caillaud C, Robert E, Cannes P, Godard P, Prefaut C. Effects of endurance training on lung function:
a one year study. Br J Sports Med 2005; 39 (9): 617-21.
19. Lucia A, Hoyos J, Pardo J, Chicharro JL. Effects of endurance training on the breathing pattern of Professional
cyclists. Jpn J Physiol 2001; 51 (2): 133-41.
20. Amonette WE, Dupler TL. The effects of respiratory muscle training on VO2max, the ventilatory threshold and pulmonary function. J Exerc Physiol Online 2002; 5 (2): 29-35
21. De AK, Tripathi MM. Smoking and lung functions in sportsmen. Br J Sports Med 1988; 22 (2): 61-3.
22. Cheng YJ, Macera CA, Addy Cl, Sy FS, Wieland D, Balair SN. Effects of physical activity on exercise test and respiratory function. Brit J Sports Med 2003; 37 (6): 521-528.
185