MASARYKOVA UNIVERZITA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA Fakulta sportovních studií Účinky sestavy cvičení tchaj-ťi na autonomní nervové regulace u studentŧ Masarykovy univerzity DISERTAČNÍ PRÁCE Vedoucí disertační práce: prof. MUDr. Jan Novotný, CSc. Vypracoval: Mgr. Titus Ondruška Brno 2010

2 Poděkování Rád bych poděkoval za obětavou pomoc prof. MUDr. Janu Novotnému, CSc., který mě vţdy v prŧběhu zpracovávání této disertační práce podpořil. Děkuji mu, za trpělivost a odborné připomínky, které mi dával během studia. Dále bych rád poděkoval doc. Mgr. Martinu Zvonařovi, Ph.D. za ochotu při řešení problémŧ s měřicí technikou a Mgr. Martinu Seberovi Ph.D. za podnětné konzultace z oblasti statistického zpracování dat. V neposlední řadě děkuji své manţelce ing. Haně Ondruškové za podporu při tvorbě této práce. 2

3 Prohlášení Prohlašuji, ţe jsem tuto disertační práci vypracoval samostatně a na základě literatury vedené v seznamu pouţité literatury. Brno, 2011 Titus Ondruška 3

4 Obsah 1. ÚVOD PRINCIPY POHYBU V TCHAJ-ŤI ČCHÜAN ŠKOLY JANG ROZBOR VÝZKUMNÉHO ÚKOLU ZÁKLADY ANATOMIE A FYZIOLOGIE SRDCE Základní popis srdce Základy fyziologie srdce Srdeční cyklus a EKG Řízení srdeční činnosti Variabilita srdeční frekvence ZDŦVODNĚNÍ VÝBĚRU PROBLÉMU CÍLE PRÁCE HYPOTÉZY ÚKOLY TEORETICKÁ ČÁST EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST ZÁVĚREČNÉ VYHODNOCOVÁNÍ ZÍSKANÝCH DAT METODOLOGIE PRÁCE HARMONOGRAM VÝZKUMU POPIS A CHARAKTERISTIKA SOUBORU METODIKA SBĚRU DAT A ŘEŠENÍ VÝZKUMNÝCH HYPOTÉZ Variabilita srdeční frekvence Dotazníkové šetření VYHODNOCOVÁNÍ DAT ZÍSKANÝCH MĚŘENÍM VARIABILITY SRDEČNÍ FREKVENCE VYHODNOCOVÁNÍ DAT ZÍSKANÝCH DOTAZNÍKOVÝM ŠETŘENÍM VÝSLEDKY POPISNÉ VYHODNOCENÍ ZÍSKANÝCH DAT Výsledky měření týkajícího se variability srdeční frekvence Výsledky dotazníkového šetření VYHODNOCENÍ ZÍSKANÝCH DAT PODLE JEDNOTLIVÝCH HYPOTÉZ

5 9. DISKUZE DISKUZE VÝSLEDKŮ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY VARIABILITY SRDEČNÍ FREKVENCE DISKUZE VÝSLEDKŮ DOTAZNÍKOVÉHO ŠETŘENÍ ZÁVĚRY INTERPRETAČNÍ ČÁST ZÁVĚRY PRO PRAXI SOUHRN - SUMMARY REFERENČNÍ SEZNAM PŘÍLOHY

6 1. Úvod Snad kaţdý uţ někdy slyšel o taiči 1, tchaj-ťi, tchaj-ťi čchüan, taiji, taijiquan, t ai chi, tai chi, Tai Chi, T'ai Chi, t'ai chi, Tai Chi Chuan, tai-čchi, tai-čchi chuan, tai-či, tai-či-čuan, taichi, taichi, T'ai-Chi, t'ai-chi, T'ai-Chi Chuan, taj-chi-čuan. Snad všechno, co se svým pŧvodem váţe k Číně a co dále tradují čínští učitelé, si s sebou zároveň nese punc čínského přístupu k věci. V případě tchaj-ťi čchüan mŧţe člověku ze západu připadat aţ komické zjištění, ţe skoro kaţdá kniha o tchaj-ťi čchüan uvádí jako první a zakládající školu tchaj-ťi čchüan některou z mnoha vţdy nějak zdŧvodněných moţných variant. Těmito variantami jsou například: poustevník Sü Süan-pching (dynastie Tchang ) a jeho cvičení 37 forem tchaj-ťi nebo také čchang-čchüan (zhang-zhuang) čili Dlouhá Pěst (Wong, 2007) Taoista Čang San-feng (Zhang San-feng) 13. století (dynastie Sung) (Yang, 1998) Čang Sung-si (Zhang Songxi) a jeho tchaj-ťi třinácti forem ţijící v období Ťia ťing (Jia jing) (Turneber, 1996). Čchen Wang-tching (Chen Wangting) ( ) z Čchen-ťia kou (Chenjiagou) a jeho tchaj-ťi čchüan školy čchen (chen). a mnoho dalších. Pŧvod tchaj-ťi čchüan je v kapitole historie tchaj-ťi čchüan často líčen, resp. diskutován i na deseti stranách knihy. Pravděpodobnou příčinou je v číňanech hluboce zakořeněné přesvědčení o tom, ţe to, co je starší, je rovněţ také lepší. A tak se kaţdá škola snaţí odkazovat svŧj, byť jen zprostředkovaný, pŧvod k nestarší linii. 1 V souladu s níţe citovaným názorem jednoho z našich předních sinologŧ se i my budeme drţet oficiálního českého fonetického přepisu čínských pojmŧ do češtiny a pouze v případě prvního výskytu daného pojmu v našem textu uvedeme za ním v závorce rovněţ oficiální fonetický přepis do latinky metodou pinyin. Takţe například slovo tchaj-ťi čchüan (taijiquan). Vzhledem ke svému charakteru populárně-naučného textu uţívá předkládaná kniha tradiční český přepis, který je pro českého čtenáře velmi dobře čitelný a aţ na řídké výjimky téměř přesně vystihuje výslovnost čínských termínŧ. Pro porovnání: klíčový termín této práce tchaj-ťi je ve srovnání s Wade-Gilesovým anglickým přepisem ťai-chi pro domácího čtenáře nesrovnatelně výstiţnější. Ţádný anglický mluvčí není schopen bez teoretické znalosti anglického přepisu přečíst výraz ťai-chi bezchybně, zatímco kaţdý Čech přečte tchaj-ťi tak, jak je psáno - tedy dobře. Není tedy v pořádku si nechat do češtiny pouštět zkomoleninu tai-či, jako jiţ nikdo z nás neříká lední hockey... (Vojta, 2001) 6

7 Často se o tchaj-ťi, a budiţ řečeno ţe neprávem, mluví jako o zdravotním cvičení. Přestoţe tyto pozitivní zdravotní účinky nepopiratelně má, jak ostatně uvedeme později v přehledu výzkumŧ zaměřených na zdravotně orientované účinky praxe tchaj-ťi a konec koncŧ i náš výzkum je na zdravotní účinky tchaj-ťi rovněţ zaměřen. V naší práci však uţ nebudeme dále polemizovat na téma historie a pŧvodu tchaj-ťi čchüan, pro tento účel si mŧţe zájemce zakoupit nejednu komerční publikaci pojednávající o tchaj-ťi čchüan, a přejdeme přímo k tomu, co bylo výzkumem historikŧ prokázáno. Za první historicky doloţený systém cvičení, respektive bojového umění, označovaný jako tchaj-ťi čchüan je na základě studií čínských odborníkŧ z let povaţován tchaj-ťi čchüan rodiny čchen ze 17. století. (Vojta, 2001). Tchaj-ťi čchüan školy čchen je komplexní bojové umění zahrnující cvičení sestav, specifického tchaj-ťi čchi-kungu (qigong) 2, tchuej-šou (tuishou) 3, zbraňové formy, bojové aplikace a specifické formy meditace (Yang, 1995). Od vzniku tchaj-ťi čchüan v 17. století byly, vycházejíc z tchaj-ťi čchüan školy čchen, vytvořeny i další školy. Například škola jang (yang), wu (wuu), sun (sun). V současné Číně se pak často tchaj-ťi 4 prezentuje jako úpolový sport, protoţe filozofické a duchovní aspekty tohoto systému se současné čínské vládnoucí garnituře nehodí. V rámci našeho výzkumu šlo o aplikaci sestavy 40 forem 5 tchaj-ťi čchüan školy jang, o kterém Kurfürst (2002) píše: Tchaj-ťi čchüan školy jang bylo vytvořeno z tchaj-ťi čchüan školy čchen vypuštěním nízkých pozic, přeskoků a technik expanzivního výdeje čchi s cílem snížení fyzické náročnosti a zdůraznění zdravotních účinků cvičení tchaj-ťi. Cvičení tchaj-ťi čchüan školy jang je jak v Číně, tak ve světě velmi rozšířené. Za svou popularitu platí určitou daň v podobě existence mnoha variací a zpŧsobŧ praxe. Je moţné věnovat se praxi jang tchaj-ťi čchüan v tradičním provedení, která je i přes výše zmíněné úpravy (vypuštění nízkých pozic atd.) stále zaměřená 2 Čchi (qi) je vitální tělesná energie známá z akupunktury, potaţmo tradiční východní medicíny. Čchi-kung v doslovném překladu znamená kultivace nebo pěstování čchi. Čchi-kung je také někdy označován jako čínská zdravotní gymnastika. Jde o speciální formy cvičení kombinovaného s dechem a mentální koncentrací s cílem zvýšení proudění vitální tělesné energie čchi v dráhách (ťing-luo, meridiány) s cílem dosáhnout jejich pročištění, shromaţďování čchi nebo dosaţení osvícení. Čchi-kung má mnoho směrŧ, škol a druhŧ. V Číně je to jedna z nejrozšířenějších forem na tradici zaloţeného preventivně-zdravotního cvičení. 3 Tchuej-šou čili přetlačování rukama, téţ označované jako tlačící nebo cítící ruce. Technika rozvíjí kontrolu rovnováhy při přetlačování ve dvojici jak ve stoji, tak v chŧzi. Rozvíjí dovednosti práce se čchi. 4 Místo slova tchaj-ťi čchüan budeme často, pokud se to nebude týkat tchaj-ťi čchüan jako školy bojového umění, pouţívat po zbytek tohoto textu jeho často uţívanou zkratku tchaj-ťi. 5 seznam pohybŧ sestavy 40 forem tchaj-ťi čchüan školy jang viz. přílohy 7

8 na ovládnutí bojové sloţky umění. Lze také cvičit jang tchaj-ťi sportovního charakteru, které praktikuje v oblasti pěstních forem 6 pouze krátké sestavy (například 8, 24, 36, 40 forem jang tchaj-ťi čchüan). Dŧraz na praxi krátkých forem souvisí s přípravou na soutěţe, kde není čas na cvičení delších sestav. Jang tchaj-ťi čchüan taoistické školy, které vychází z tradice spjaté se cvičením mnichŧ taostického chrámu v horách Wu-tang (Wudang), je primárně zaměřeno na zdravotní účinky cvičení. A mnoho dalších více či méně rozšířených variant jang tchaj-ťi čchüan. Naše intervence je zaloţena na jang tchaj-ťi čchüan vycházejícím z úprav, které do něj vloţil velmistr Jang Čcheng-fu ( ). Čistě pro upřesnění budiţ řečeno, ţe velmistr Jang Čcheng-fu byl přímým následovníkem rodinné tradice školy jang tchaj-ťi čchüan. Velmistr Čcheng-fu byl také jedním z velkých popularizátorŧ tchaj-ťi v Číně a ve světě a moţná jedním z prvních mistrŧ tchaj-ťi, který začal šířit rodinné tchaj-ťi masově. Do té doby bylo umění tchaj-ťi čchüan prakticky všech škol tchaj-ťi čchüan šířeno v podstatě jen v rámci rodiny. Přijetí studenta mimo vlastní rodinu bylo velmi výjimečné a spojené s velmi náročnými poţadavky na ţáka. Mistr Čcheng-fu upravil rodinný styl tchaj-ťi čchüan tak, aby základní sestava 85 forem jang tchaj-ťi čchüan kromě procvičení všech základních pohybŧ tchaj-ťi čchüan školy jang měla relativně silný zdravotní efekt (Kurfürst, 2002). Toto právě citované tvrzení o zdravotním efektu sestavy 85 forem však není zaloţeno na vědecky podloţených výzkumech, ale na ústní tradici. Nicméně mnoho výzkumŧ zaměřených na zdravotně prospěšné pŧsobení tchaj-ťi čchüan právě z dŧvodu jiţ zmíněné celosvětové rozšířenosti stylu jang de facto zkoumá ze všech stylŧ tchaj-ťi čchüan právě styl jang. 6 Pěstní forma je označení pro cvičení beze zbraní. Jako úderné plochy se pouţívají rŧzné části těla zdaleka ne jenom pěsti jako v boxu. Údernou plochou mŧţe být pěst, dlaň i hřbet nebo malíková hrana ruky, čelo, předloktí, loket, rameno, koleno, bérec, pata, nárt. 8

9 1.1. Principy pohybu v tchaj-ťi čchüan školy jang V Jang Čcheng-fuově tchaj-ťi čchüan je kladen veliký dŧraz na princip kontroly rovnováhy (central equilibrium) a princip spuštění čchi do země (rootedness) (Lowenthal, 2005). Hlavní principy pohybu v tchaj-ťi čchüan školy jang (Estes, 2003) jsou: Energie na vrcholku hlavy musí být lehká a citlivá. Vtáhnout hruď a pozdvihnout záda. Uvolnit pas. Rozlišovat mezi plností a prázdnotou. Klesnout v ramenou a svěsit lokty. Pouţívat mysl a nikoli sílu. Horní a spodní část těla tvoří jeden celek. Jednota vnějšího a vnitřního. Kontinuita bez přerušení. Hledat klid v pohybu. Při snaze o dodrţování výše uvedených principŧ zpravidla začátečník narazí na první velký motorický úkol při osvojování si dovedností jang tchaj-ťi čchüan. Tímto úkolem je chŧze po baţině. Běţná normální chŧze je totiţ v podstatě sérií kontrolovaných-zadrţených pádŧ. Na nohu, kterou vykračujeme vpřed, v podstatě dopadneme. V jang tchaj-ťi čchüan nohu, kterou vykračujeme vpřed, pouze poloţíme vpřed. Aţ poté, co leţí celou plochou plosky na zemi, ji postupně zatěţujeme. A právě odtud ono označení chŧze po baţině. Baţinou nelze ve zdraví projít, aniţ bychom kaţdé místo, na které poloţíme nohu a poté ji tam při kroku opřeme, pečlivě neprozkoumali z hlediska bezpečí. Kaţdé místo došlapu zkrátka musí být pevným místem baţiny. A tak je vlastně nutné nejprve vybudovat nový, respektive alternativní, pohybový vzorec pro chŧzi v jang tchaj-ťi čchüan. Při tomto přístupu k chŧzi a zároveň dŧrazu na maximální moţné celkové tělesné uvolnění je významně rozvíjen cit pro stabilitu a správnou posturu těla. Z podstaty pohybu v tchaj-ťi je takto vypěstovaná motorická dovednost velmi komplexní, protoţe nejde pouze o práci nohou, která je při běţné chŧzi pouze doplňována elementárními vyvaţujícími pohyby rukou. Tato komplexnost a náročnost je dále gradována díky současnému pohybu obou paţí (zpravidla po odlišných a z povahy bojové aplikace vyplývajících trajektoriích) a rovněţ časté větší či menší torzi v trupu. Vzniká 9

10 tak komplikovaný motorický úkol, který lze zvládnou pouze prostřednictvím dlouhodobé praxe. Okamţik, kdy se pro vnějšího pozorovatele cvičící osobě začíná dařit cvičit tchaj-ťi čchüan školy jang, odpovídá z hlediska procesuální stránky tělesných cvičení stádiu zpřesnění vztahŧ mezi prvky pohybové struktury (Čelikovský, 1990). Takţe, to co je z hlediska jang tchaj-ťi čchüan vnímáno jako začátek zdařilé praxe je ve skutečnosti výsledek dlouhodobého procvičování a kultivace pohybové dovednosti dokonce aţ na střední vývojovou úroveň tělesného cvičení. A to, co obdivujeme u mistrŧ jang tchaj-ťi čchüan, totiţ zdánlivě lehký přirozený a jakoby plynoucí pohyb je vlastně pohybová dovednost vykultivovaná aţ na nejvyšší úroveň. Tj. aţ do stádia tvořivé asociace 7. Do stádia, kdy je pohyb prováděn jakoby sám od sebe, tj. plně automaticky. A právě o těchto charakteristických znacích tchaj-ťi se zmiňuje například Kim da Silva a Do-Ri Rydl ve své Základní knize Kineziologie (Silva, 1999). V mezidobí rozvoje pohybové dovednosti od právě zmiňovaného stádia střední vývojové úrovně (cvičícímu se začíná dařit cvičit tchaj-ťi správně) do stádia tvořivé asociace (mistrovský stupeň) je doporučováno myslet na následující pohyb. To znamená, ţe tělo cvičí nějaký pohyb a mysl je koncentrována (v mysli si představujeme) pohyb následující. Tento poţadavek u adepta rozvíjí koncentraci, pozornost, paměť a představivost (Hartl, 2004). Vidíme tak, ţe tchaj-ťi nerozvíjí jen fyzické tělo, ale kultivuje rovněţ psychické funkce. 7 Toto stádium odpovídá tomu, jak mají pohybovou dovednost osvojenu vrcholoví sportovci. 10

11 2. Rozbor výzkumného úkolu 2.1. Základy anatomie a fyziologie srdce Lidské tělo je fantastický celek tvořený mnoha navzájem propojenými systémy se sloţitými a velmi dŧmyslnými formami zpětné vazby neustále kontrolujícími celý prŧběh aktivity jednotlivých elementŧ. V naší práci je velmi dŧleţité porozumět funkcím a regulačním mechanismŧm srdeční činnosti. Obr. 1 Schéma srdce: 1 endokard; 2 myokard; 3 epikard; 4 perikard; 5 srdeční dutiny; 6 pravá síň; 7 levá síň; 8 pravá komora; 9 levá komora; 10 srdeční chlopně; 11 mitrální chlopeň; 12 aortální chlopeň; 13 pulmonální chlopeň; 14 trikuspidální chlopeň; 15 oblouk aorty; 16 pravá plicní tepna; 17 pravé plicní ţíly; 18 truncus pulmonalis; 19 dolní dutá ţíla; 20 síňo-komorové septum. (zdroj: wikiskripta.eu/index.php/srdce) 11

12 Základní popis srdce Srdce (cor, řecky kardia) je součástí oběhového (kardiovaskulárního) systému, který zahrnuje srdce a krevních cév. Srdce je dutý orgán rozdělený do čtyř hlavních oddílŧ, které pracují jako pumpa. Tyto oddíly tvoří dvě oddělené dvojice (pravé a levé srdce) dvou navzájem propojených dutin (síň a komora). Systém krevních cév rozvádí krev od srdce k orgánŧm a svalŧm, tyto krevní cévy označujeme tepny (arterie), a posléze přivádí zpět do srdce, v tomto případě hovoříme o ţílách (venách) (Páč, Veverková, 2004). Srdeční sval je tvaru nepravidelného kuţele orientovaného ventrolaterálně se základnou (bází) naléhající na bránici a vlevo vybíhajícím hrotem v oblasti středního dolního mediastinu (oblast mezi pravou a levou plící a bránicí). Z histologického hlediska je srdeční stěna tvořena 3mi vrstvami. Hovoříme o endokardu, myokardu a epikardu. Epikard (zevní vrstva srdeční stěny; tunica serosa) je mezotelová výstelka tvořící viscerální list perikardu. V subepikardu probíhají koronární arterie. Myokard (srdeční sval; prostřední vrstva srdeční stěny; tunica media) je tvořený příčně pruhovanou srdeční svalovinou, jejíţ základní stavební jednotkou je srdeční buňka (kardiomyocyt), dále se zde nachází specializované buňky převodního systému. Myokard je nejmohutnější vrstvou srdeční stěny. V komorách je mnohem vyšší tlak neţ v síních, proto je zde myokard mohutnější. Myokard pravé komory je tenčí neţ myokard levé komory. Myokard je tvořen 3 vrstvami: zevní longitudinální, střední cirkulární, vnitřní longitudinální. Endokard (vnitřní vrstva; tunica intima) vystýlá srdeční dutinu, je v kontaktu s protékající krví, plynule přechází v tunicu intimu cév, tvoří srdeční chlopně. Skládá se ze 4 vrstev: 1. endotel (endotelové buňky); 2. subendotel (kolagenní vazivo); 3. elasticko-muskulární vrstva (kolagenní a elastické vazivo, hladké svalové buňky; tato vrstva je silná především v srdečních síních); 4. subendokard (řídké vazivo, nacházející se zde struktury převodního systému srdečního) (Čihák, 2004). 12

13 Z hlediska morfologického i funkčního rozlišujeme tyto struktury: pracovní myokard (tyto buňky myokardu odpovídají na impulzy kontrakcí), převodní systém srdeční (odpovědný za systém tvorby a šíření vzruchŧ) a srdeční skelet (tvořící pevný rámec srdce). Pracovní myokard Svalové buňky srdeční svalové tkáně jsou cylindrického tvaru (rozměry μm délka, μm šířka). Jádra buněk uloţená ve středu buňky jsou protáhlého tvaru a obsahují jedno aţ dvě jadérka. Na povrchu kardiomyocytŧ se nachází plazmatická membrána svalové buňky, tzv. sarkolema. V srdečních komorách vytváří sarkolema tzv. systém T-tubulŧ. Cytoplazma kardiomyocytŧ obsahuje příčně pruhované myofibrily, které v buňce vytváří pole myofilament. V extrafibrilární sarkoplazmě jsou pod sarkolemou a u pólŧ jádra v hojném mnoţství zastoupeny mitochondrie. V sarkoplazmě se dále nachází Golgiho komplex, kapénky lipidŧ, glykogenové partikule a v blízkosti jádra ţlutý nebo hnědý pigment lipofuscin. Díky svému rozvětvení jsou buňky ve vzájemném kontaktu. Mezibuněčné kontakty kardiomyocytŧ tvoří interkalární disky, sestávající z desmozomŧ, fasciae adherentes a kontaktŧ nexusového typu. Buňky se spojují v soubory vláken, které dále vytvářejí svalové vrstvy spirálovitě probíhající od apexu srdce aţ k jeho bázi (Dylevský, 2009). Převodní systém srdeční Tento systém zajišťuje generování akčních potenciálŧ pro práci myokardu nezávisle na nervových spojeních srdeční automacie. Tato oblast bude podrobněji rozebrána v oddílu základy fyziologie srdce, kam ze své povahy a dalších vazeb patří. 13

14 Srdeční skelet Srdce má skelet z hustého fibrózního vaziva, na které je uchycen myokard spolu se všemi chlopněmi. Skelet elektricky odděluje myokard síní od myokardu komor (jedinou spojkou mezi myokardem síní a myokardem komor je tzv. Hisŧv svazek procházející skrze trigonum fibrosum dextrum). Skládá z několika částí: Anuli fibrosi čtyři vazivové prstence kolem srdečních chlopní: anulus fibrosus dexter u pravého síňokomorového ústí s trojcípou chlopní; anulus fibrosus sinister u levého síňokomorového ústí s mitrální chlopní; anulus aorticus prstenec semilunární chlopně aorty; anulus trunci pulmonalis prstenec semilunární chlopně plícnice. Tyto prstence jsou navzájem propojeny vazivovými útvary trigonum fibrosum dextrum (mezi anulus dexter, sinister a aorticus) a trigonum fibrosum sinistrum (mezi anulus sinister a aorticus). S pravým trigonem je propojena pars membranacea septi. Srdeční chlopně Srdeční chlopně jsou ventily zajišťující jednostranný tok krve v srdci. Nejsou inervované a jsou bezcévné (otevírají a zavírají se na základě tlakového gradientu). Z histologického hlediska se jedná o duplikatury endokardu. Jsou tvořené vnitřní fibrózní ploténkou (kolagenní a elastická vlákna), na povrchu jsou kryté endotelem. Jsou připojeny k fibrózním prstencŧm srdečního skeletu. V srdci nacházíme 4 srdeční chlopně, jsou to: trikuspidální chlopeň (valva atrioventricularis dextra seu tricuspidalis) mezi pravou síní a pravou komorou; pulmonální chlopeň (valva trunci pulmonalis) mezi pravou komorou a arterií pulmonalis; mitrální chlopeň (valva atrioventricularis sinistra seu bicuspidalis seu mitralis) mezi levou síní a levou komorou; aortální chlopeň (valva aortae) mezi levou komorou a aortou. 14

15 Základy fyziologie srdce Funkcí srdce je čerpání krve v oběhovém systému. Oběhový systém je tvořen dvěma okruhy. Krev je z pravé komory (ventriculus dexter) srdeční (obr.1) pumpována plicní tepnou (plícnice, truncus pulmonalis) do malého (plicního) okruhu. V plicích se okysličuje a je následně plicními ţílami (dvě pravé a dvě levé plicní ţíly, vv. pulmonales) přiváděna do levé předsíně (atrium sinistrum). Z levé síně je přečerpána do levé komory (ventriculus sinister), která tuto okysličenou krev pumpuje srdeční tepnou (srdečnice, aorta) do Velkého (systémový) okruhu. Systémový okruh vede krev ke krevním kapilárám na periferii těla, odkud se systémem ţil opět dostává zpět do srdce horní a dolní dutou ţilou (v. cava superior et intererior), tentokrát do pravé předsíně (atrium dextrum). Z pravé síně krev putuje do pravé komory, odkud je vypuzena do plicního okruhu. Zásobení srdce zajišťují dvě hlavní koronární tepny odstupující jako první z větve aorty. Ţilní návrat obstarávají ţíly slévající se v kmen sinus coronarius, ústící do pravé předsíně srdce. Základní funkční projevy srdečních buněk Základními funkčními projevy buněk srdeční svaloviny (pracovního myokardu) je mechanická čerpací práce (Schreiber a kol., 1998). Naproti tomu základním společným rysem elektrické aktivity všech srdečních vláken je polarizace a depolarizace. Vnitřek srdeční buňky je proti povrchu buňky negativní, řádově o desítky mv (-50 aţ -90 mv). Hlavním intracelulárním iontem je iont K +, dále hrají roli i ionty K + a Cl - (Schreiber a kol., 1998). Projevy souvisejícími s elektrickými vlastnostmi srdečních buněk jsou dráţdivost, automacie, vodivost a staţlivost. (Štefa a kol, 1998). Dráždivost představuje schopnost reagovat na podráţdění depolarizací. Dráţdivost závisí na polarizaci buňky. Čím je vyšší klidové napětí, tím podráţdění vede k rychlejší (strmější) depolarizaci. Automacie (téţ autonomie) je schopnost některých buněk vydávat spontánní elektrické impulzy. Oproti kosterní svalovině tak mŧţe vznikat podráţdění uvnitř srdce. Síňový a komorový myokard jsou funkční syncytium, coţ zmanená, ţe buňky nejsou navzájem 15

16 izolovány, ale jsou propojeny pomocí gap junctions. Podnět, který vznikne kdekoliv v komorách a v síních, proto vţdy vyvolá úplnou kontrakci obou komor a obou síní (tzv. zákon vše nebo nic ) (Silbernagl, Despopoulos, 2004). Vodivost je schopností vést vzruch. Postupnou elektrickou aktivaci srdečních oddílŧ zajišťuje převodní soustava. Podnět pro dráţdění myokardu vzniká normálně v sinusovém uzlu (obr. 3), který je tedy srdečním pacemakerem. Podráţdění se z něho šíří na obě síně aţ k atrioventrikulárnímu uzlu (AV-uzel) a dostává se pak Hisovým svazkem a oběma jeho (Tawarovými) raménky k Purkyňovým vláknŧm, která přenášejí podráţdění na myokard komor (Mumenthaler, Mattle, 2001). V tom se podráţdění šíří směrem zevnitř k vnějším vrstvám a od hrotu k bázi, coţ lze v intaktním organismu sledovat pomocí elektrokardiogramu (EKG) viz. obr. 2. Obr. 2 EKG křivka zdroj Schreiber a kol., 1998 Podstatou vodivosti jsou změny iontové vodivosti realizované přes plazmatickou membránu a v dŧsledku toho dochází ke vzniku iontových proudŧ. Buněčný potenciál v sinusovém uzlu je pacemakerový potenciál. U tohoto typu membránového potenciálu neexistuje konstantní klidový potenciál. Po kaţdé repolarizaci, jejíţ maximální negativní hodnota je označována jako maximální diastolický potenciál (přibliţně -70 mv), začíná opět pomalu narŧstat depolarizace, coţ trvá, dokud potenciál nedosáhne hodnoty prahového potenciálu (kolem -40 mv), a je znovu vyvolá akční potenciál (Nevšímalová a kol., 2005). 16

17 Stažlivost (kontraktilita) znamená schopnost konat mechanickou práci. Kontraktilitu ovlivňuje tok iontŧ Ca 2+ z extracelulárního prostoru do buňky, prodlouţení akčního potenciálu a inhibice Na + -K + -ATPázy (Silbernagl, Despopoulos, 2004). Obr. 3 Šíření podráţdění srdcem a EKG zdroj Silbernagl, Despopoulos,

18 Srdeční cyklus a EKG Srdeční frekvence činí v klidu 60-80/min. To znamená, ţe přibliţně za 1s proběhnou 4 fáze činnosti srdečních komor: napínací (I) a vypuzovací fáze (II) systoly a relaxační (III) a plnicí fáze (IV) diastoly; na jejímţ konci se kontrahují síně. Těmto dynamickým fázím srdeční aktivity (srdeční revoluce) předchází elektrické podráţdění síní a komor. (Trojan, 2003) Vazba srdečního cyklu a EKG je zachycena na obr. 4. Obr. 4 Vazba srdečního cyklu a EKG zdroj Silbernagl, Despopoulos,

19 Řízení srdeční činnosti Srdce sice tepe autonomně, přesto však přizpŧsobení srdeční činnosti na měnící se nároky závisí z větší části na eferentních srdečních nervech. Řízení srdeční činnosti mŧţeme rozdělit na nervové, humorální a celulární. Všechny tyto systémy v zásadě pŧsobí na jeden nebo více z následujících dějŧ v srdci: Srdeční frekvence frekvence tvorby podnětŧ v pacemakeru a tím i tepová frekvence srdce (chronotropie), zvýšení srdeční frekvence pak jako pozitivní chronotropie, sníţení naopak jako negativní chronotropie. Síňokomorový převod rychlost vedení podráţdění, především v AV-uzlu (dromotropie), zrychlení převodu vzruchu ze síní na komory (tedy zkrácení intervalu mezi systolou síní a systolou komor) pozitivní dromotropie, zpomalení negativní dromotropie. Síla srdeční kontrakce síla stahu srdečního svalu při daném předpětí, tj. kontraktilita srdce (inotropie), její zvýšení jako pozitivní inotropie, sníţení jako negativní inotropie. Vzrušivost myokardu její ovlivnění se nazývá bathmotropie, zvýšení vzrušivosti se označuje jako pozitivní bathmotropie, její sníţení jako negativní bathmotropie (Schreiber a kol., 1998). Tyto změny jsou indukovány acetylcholinem z parasympatických vláken n. vagus (váţe se na M 2 -cholinergní receptory pacemakerových buněk) a také noradrenalinem z vláken srdečního sympatiku a adrenalinem z plazmy (Silbernagl, Despopoulos, 2004). Nervová centra řízení srdeční činnosti umístěná v prodlouţené míše a v mostu pŧsobí na srdce prostřednistvím sympatických a parasympatických (vagových) nervŧ. Jejich pŧsobení je v podstatě antagonistické. Parasympatikus pŧsobí na srdeční činnost: negativně chronotropně, negativně inotropně, negativně dromotropně a negativně bathmotropně. Sympatikus pŧsobí na srdeční činnost: pozitivně chronotropně, pozitivně inotropně, pozitivně dromotropně a pozitivně bathmotropně. 19

20 Variabilita srdeční frekvence Srdeční rytmus regulovaný komplexními fyziologickými mechanismy kolísá periodicky i v klidu, závisí na střídavých změnách tonizace sympatikem a parasympatikem. Porucha funkce některého z regulačních faktorŧ pak mŧţe vést k patofyziologickým projevŧm ovlivňujících negativně variabilitu srdečního rytmu. Dochází k narušení sympatické (zvýšení) a parasympatické (sníţení) tonizace srdce a k podstatnému sníţení HRV (Placheta, 2001) Skutečnost, ţe srdeční rytmus není za fyziologických podmínek zcela pravidelný, je známa po mnoho let. Přesto nebyl těmto přirozeným oscilacím srdečního rytmu aţ donedávna přikládán větší praktický význam. Pozorování toho, ţe zcela pravidelný sinusový rytmus představuje negativní prognostický faktor, bylo proto pro mnohé kardiology určitým překvapením. Pro oscilaci intervalŧ mezi po sobě následujícími srdečními stahy se ujal název variabilita srdeční frekvence ; přesnější by snad byla variabilita srdečních period či variabilita intervalu R-R. V praxi se však takřka výhradně pouţívá zkratka VSR (variabilita srdečního rytmu) nebo HRV (heart rate variability). Analýza variability srdečního rytmu se stala v poslední době velmi populární metodou v oblasti kardiovaskulárního výzkumu (Turzík, 2008). Dovoluje posouzení integrity a funkce komplexních fyziologických mechanizmŧ, které kontrolují srdeční rytmus. Sníţení HRV odráţí ztrátu této integrity, a proto má zmíněná metoda před sebou celou řadu potenciálních praktických aplikací. Fyziologické studie pouţívající spektrální analýzy krátkodobých záznamŧ získaných za standardních podmínek rozšiřují naše znalosti o normální funkci autonomního nervového systému a jeho účasti v patogenezi celé řady kardiovaskulárních onemocnění (Kautzner, 1998). Metody spektrální analýzy Spektrální analýza variability tepové frekvence je zaloţena na hodnocení změn tepové frekvence, resp. změn délky R-R intervalu prostřednictvím statistických metod vyššího řádu za pomoci výpočetní techniky. Tento zpŧsob posuzování HRV se označuje jako metodika hodnocení variability tepové frekvence ve frekvenční oblasti. Spektrální analýza HRV je povaţována za jeden z nejslibnějších postupŧ, které umoţňují kvantifikovat aktivitu vegetativního systému (Kautzner, 1998). 20

21 Kaţdý variabilní ukazatel, tedy i tepová frekvence a krevní tlak, mŧţe být popisován jako suma oscilačních komponent, které jsou definovány frekvencí a amplitudou (intenzita oscilací). Časové údaje o rozdílech mezi po sobě jdoucími intervaly jsou transformovány do frekvenčních hodnot a tak získáme výkonové spektrum, které obsahuje oscilace o rŧzných frekvencích. Analýza denzity tohoto spektrálního výkonu, který vyjadřuje velikost variability R-R intervalŧ, informuje o tom, jak je tento výkon rozloţen ve sledovaném frekvenčním pásmu (Turzík, 2008). K výpočtu spektrální denzity se pouţívají dvě metody: Neparametrická (rychlá Fourierova transformace) rozkládá vstupní signál na součet periodických funkcí o rŧzné frekvenci. Pro kaţdou frekvenční sloţku je vyjádřen její amplitudový podíl na celkové variabilitě signálu. Parametrická metoda pouţívá autokorelačního modelu. Je zaloţena na srovnávání aktuální hodnoty signálu a hodnot periodicky zpoţděných. Takto mohou být hodnoceny pouze stahy sinusového pŧvodu, a proto je třeba eliminovat ventrikulární i supraventrikulární extrasystoly a všechny artefakty. Se zvyšující se četností ektopických stahŧ či artefaktŧ se analýza stává nespolehlivější (Kautzner, 1998). Po převedení řady intervalŧ R-R, které byly získány jako číselné údaje v tisícinách sekundy, do spektrálního obrazu v rozmezí od 0 do 500 mhz mŧţeme identifikovat tři hlavní spektrální komponenty: HF (high frequency) - jedná se o vysokofrekvenční pásmo s frekvencí větší neţ 150 mhz, většinou okolo mhz (tj. cca 12 za minutu, ev. 1 za 5 sekund), coţ odpovídá dechové frekvenci. Proto se HF komponenta označuje také jako respirační vlna. Je ovlivněna výhradně vagovou aktivitou. Zvyšující se dechový objem zvyšuje velikost komponenty HF, zatímco zvyšující se frekvence dýchání ji posouvá doprava a redukuje ji. Frekvence dýchání a dechový objem tedy přímo ovlivňují výkonové spektrum HRV. LF (low frequency) - zahrnuje nízkofrekvenční pásmo s frekvencí okolo 100 mhz. Je nejvíce ovlivněna baroreflexní sympatickou aktivitou a koresponduje s pomalými oscilacemi variability arteriálního tlaku (proto je označována jako Mayerova tlaková vlna), ale také se stimulací vagu. Neměla by být povaţována za celkový ukazatel sympatické aktivity. 21

22 VLF (very low frequency) - velmi nízkofrekvenční aktivita představuje spektrální pásmo pod mhz. VLF má vztah k termoregulační sympatické aktivitě cév, k hladině cirkulujících katecholaminŧ a k aktivitě renin - angiotenzinového systému. Představuje nejméně objasněnou komponentu, přestoţe zabírá aţ 95 % celkového výkonu. Popisuje se těsná korelace výkonu VLF s maligními arytmiemi a úzký vztah k tepové frekvenci při změnách polohy a v prŧběhu zátěţe a zotavení (Turzík, 2008). Na základě výše uvedených informací mŧţeme s jistou rezervou povaţovat spektrální výkon s frekvencí vyšší neţ 150 mhz za ukazatel tenze parasympatiku. Oblast pod touto hranicí odpovídá oscilacím sympatiku, střední oblast kolem frekvence 100 mhz reflektuje specificky sympatickou aktivitu baroreceptorŧ (Stejskal, 1996). Při hodnocení variability tepové frekvence ve frekvenční oblasti se pouţívají rŧzné ukazatele. Za nejvýznamnější jsou povaţovány spektrální výkony (Power) jednotlivých frekvenčních komponent, které se vyjadřují v ms² a lze je přiblíţit jako plochu spektrální sloţky. Dále se hodnotí výkonová spektrální hustota (Power spectral density PSD), vyjadřuje se v ms²/hz, coţ si lze představit jako amplitudu spektrální komponenty. Významným ukazatelem je pak frekvenční centrum (Frekvence maximální denzity) jednotlivých spektrálních sloţek. Dále je moţno vypočítat relativní zastoupení jednotlivých spektrálních sloţek a poměry jejich spektrálních výkonŧ (Opavský, 2002). 22

23 3. Zdůvodnění výběru problému Z dŧvodu své celosvětové rozšířenosti stylu jang a jeho dŧrazu na zdravotní efekty pravděpodobně pramení skutečnost, ţe tchaj-ťi čchüan školy jang bývá nejčastěji testovanou školou v rámci vědeckého výzkumu spjatého se zdravotními účinky. Tento výzkum často studuje pŧsobení tchaj-ťi na osoby staršího věku v kombinaci s kontrolou rovnováhy související s rizikem pádŧ, jako zdrojem mnoha úrazŧ seniorŧ. Tse a Bailey (1992) a rovněţ Lin a kol. (2000) ve svých výzkumech dokumentují pozitivní účinky tchaj-ťi na posturální kontrolu u seniorŧ. Yan (1998) zjišťoval míru zlepšení rovnováhových schopností a pohyblivost paţí. Li a kol. (2001) doklád účinnost praxe tchaj-ťi na soběstačnost seniorŧ. Wu (2002) ve své studii potvrdil zlepšení rovnováţných dovedností a souvislost tohoto lepšení se sníţením četnosti pádŧ seniorŧ. Sattin (2005) dokumentuje sníţení strachu z pádu díky praktikování tchaj-ťi rovněţ u seniorŧ (291 ţen a 20 muţŧ ve věkovém rozpětí let). Experiment autorŧ Lan a kol. (2000) byl zaměřeny na posílení extensorŧ kolen a s tím spjatou lepší kontrolu práce dolních končetin. Stejnou skutečnost dokumentuje také Christou (2003). Jako projev snahy o sjednocení výsledŧ a metodik mnoha experimentŧ zaměřených na zlepšení rovnováhových schopností a prevenci pádŧ seniorŧ zpracoval Wu v roce 2002 kontrolní studii, která v závěru navrhuje další cesty výzkumu v této oblasti. Cheung a kol. (2006) prokázali zlepšení pohyblivosti ramen (kardiovaskulárních funkce nezměněny) u osob s postiţením dolních končetin (vozíčkářŧ) jiţ po patnáctitýdenním intervenčním programu realizovaném dvakrát týdně. Souvislost zlepšení kvality spánku a praxe tchaj-ťi prokázali ve své práci Li a kol. (2004) u osob muţŧ i ţen ve věku 60 aţ 92 let. Intervence probíhala 24 týdnŧ třikrát týdně po dobu jedné hodiny. Sekundárními zjištěními studie bylo zlepšení výdrţe ve stoji na jedné noze a rychlá chŧze na trati 50ti krokŧ. 23

24 Vliv tchaj-ťi na zvýšení VO 2 MAX, výrazně větší pohyblivost a niţší BMS u seniorŧ (věk probandŧ 69,3±5,6 let) prokázali Lan a kol. (1996). Zde je třeba zdŧraznit, ţe probandi dlouhodobě a pravidelně cvičili (11,8±5,6 let, 4,3±1,3 krát týdně, cvičeni na úrovni 70% TF max ). Jednotková intervence (cvičení) sestávalo z 20 minutového rozcvičení, 24 minut praxe tchaj-ťi a 10 minut závěrečného cvičení. K obdobným závěrŧm z hlediska délky a intenzity praxe tchaj-ťi, věku probandŧ a dokumentovaných výsledkŧ dospěli i Hong, Li, Robinson (2000). Ze zpráv není jasné, zda v podstatě šlo jen o duplicitní výzkum nebo byl rozdíl v sestavě nebo stylu tchaj-ťi pouţitého v intervencích. Vyšší odolnost vŧči kardiovaskulárním rizikovým faktorŧm u senioirŧ (65-74 let) díky praxi tchaj-ťi neprokázal experiment Thomase a kol. (2005). Vliv na harmonizaci nebo alespoň sníţení vysokého krevního tlaku u seniorŧ a díky tomu moţnost sníţení medikace související s tímto onemocněním jako dŧsledek praxe tchaj-ťi studovali Yeh a kol. (2008). Nicméně Lee a kol. (2010) po studiu a komparaci výsledkŧ 329 studií zaměřených na souvislost praxe tchaj-ťi a sníţení vysokého krevního tlaku u seniorŧ konstatují, ţe zatím nelze jednoznačně tuto souvislost potvrdit. Jako dŧvod uvádějí nízký počet dokumentovaných případŧ. Problémem zvládání kardiovaskulárních rizik (jedním z nich je i pohybová inaktivita) u osob trpících onemocněním koronárních tepen v souvislosti s moţným doporučením tchaj-ťi jako formy cvičení přiměřené intenzity se ve svém experimentu zabývali Park a kol. (2010). Podařilo se jim prokázat statisticky významné sníţení faktorŧ kardiovaskulárních rizik a naopak zlepšení zdravotních návykŧ (Není jasné, zda pouze začali pravidelně cvičit a tím pádem dělají něco pro své zdraví?!), zlepšení skóre testŧ psychických funkcí a ukazatelŧ kvality ţivota. Liu a kol. (2003) ve svém experimentu zaměřeném na účinky sestavy 24 forem tchaj-ťi, kterého se zúčastnilo 20 ţen středního věku (10 zkušených cvičenek a 10 začátečnic), dokumentují vyšší míru psychického uvolnění a mentální koncentrace. Ve své studii zkoumající vliv cvičení tchaj-ťi na autonomní regulace srdeční činnosti Väänänen et al. (2002), sledovali krátkodobé-akutní změny vyvolané cvičením (měření probíhalo bezprostředně po dvojím zopakování nespecifikované sestavy tchaj-ťi). Účastníky 24

25 tohoto experimentu byli muţi - 15 seniorŧ a 14 dospělých studentŧ. Z dalších uveďme studii Lu et al (2003), která se zabývala účinky tchaj-ťi na autonomní regulace seniorŧ. Experimentem, kterému se svým zaměřením asi nejvíce blíţíme, realizovali Lu a Kuo (2003). Jako intervenčního činitele explicitně uvádějí tchaj-ťi čchüan stylu Jang a sledují změny ukazatelŧ SA HRV. Zbývají se studie akutních změn variablity starších osob (věk ve zprávě dále nespecifikován. Jejich zjištěním je, obdobně jako v našem případě zvýraznění vlivu vagu a zmenšení projevŧ sympatiku. My jsme v návaznosti na poslední dva zmíněné výzkumy provedli experiment prověřující moţnost pŧsobení této formy cvičení na autonomní nervové regulace týkající se řízení srdeční činnosti studentŧ Masarykovy univerzity. 25

26 4. Cíle práce Potvrdit vliv cvičení sestavy 40 forem jang tchaj-ťi čchüan na adaptaci autonomních regulací srdeční činnosti. 26

27 5. Hypotézy Pro náš výzkum stanovujeme tyto hypotézy: Základní hypotéza: Cvičení sestavy 40 forem jang tchaj-ťi čchüan má vliv na adaptace autonomní nervové regulace srdeční činnosti ve smyslu zvýšení aktivity parasympatiku (ukazateli tohoto procesu jsou např. HF a MSSD). Nulové hypotézy pro statistické testy: Pro vybrané ukazatele HRV (VLF, LF, HF, MSSD, LF/HF) stanovujeme v kaţdé poloze ortoklinostatického test nulovou hypotézu (H 0-1 H 0-15 ). Všechny tyto hypotézy mají obdobnou formu. Pro příklad uvádíme H 0-3, která se týká fáze leh v první etapě ortoklinostatického testu a zároveň se vztahuje ke spektrální sloţce vysoké frekvence (HF). H 0-3 : Vysoká frekvence (HF) jako sloţka spektrální analýzy srdeční frekvence ve fázi prvního lehu při měření se vlivem intervenčního programu nezmění. Z dŧvodu větší zřetelnosti ještě explicitně uvádíme: Hypotézy H 0-1 aţ H 0-5 se týkají ukazatelŧ (VLF, LF, HF, MSSD, LF/HF) ve fázi prvního lehu při měření. Hypotézy H 0-6 aţ H 0-10 se týkají ukazatelŧ (VLF, LF, HF, MSSD, LF/HF) ve fázi stoj při měření. Hypotézy H 0-11 aţ H 0-15 se týkají ukazatelŧ (VLF, LF, HF, MSSD, LF/HF) ve fázi druhéhozávěrečného lehu při měření. 27

28 6. Úkoly Na základě pečlivé rešerše stavu soudobého vědeckého poznání v dané oblasti a přístrojové techniky a ostatních metod zjišťování relevantních informací jsme stanovili harmonogram úkolŧ a cílŧ, které budou následně po provedení experimentálních měření statisticky vyhodnoceny Teoretická část Studium fyziologických principŧ funkce a mechanismŧ kontroly srdeční činnosti Studium soudobého přístupu k měření a vyhodnocování změn pŧsobení autonomního nervového systému na srdeční činnost Experimentální část Oslovit dostatečné mnoţství potencionálních respondentŧ intervenčního programu. Provést měření a další pouţité techniky pro sběr dat před a po intervenci a zajistit cvičební prostory, čas a dostatečnou motivaci účastníkŧ pro vlastní intervenční program Závěrečné vyhodnocování získaných dat Vyhodnocení dat získaných dotazníkovým šetřením Statistické zpracování výsledkŧ spektrální analýzy srdeční frekvence. Vyhodnocení celé série jednotlivých nulových hypotéz a posléze základní hypotézy Diskuze výsledkŧ Formulace závěrŧ pro teorii a praxi 28

29 7. Metodologie práce 7.1. Harmonogram výzkumu Výzkum probíhal v těchto etapách. První etapa měření se konala během prvních tří týdnŧ intervence. Obdobím, po které docházelo k působení intervenčního činitele (nácvik a praxe sestavy 40 forem tchaj-ťi čchüan školy jang 8 ), byly dva na sebe navazující semestry v rámci jednoho akademického roku s přestávkou ve zkouškovém období podzimního semestru. Jednalo se o období od 15. září roku 2008 do 12. prosince 2008 a od 16. února 2009 do 22. května Celkem tedy o 27 společných cvičení. Druhá etapa měření pak v rozmezí jednoho měsíce po ukončení intervence. Náš experiment byl zaměřen na vagovou aktivitu ve smyslu dlouhodobé adaptace a nikoliv na bezprostřední reakci autonomního nervového systému řídícího srdeční činnost. Proto také měření variability probíhalo v ranních hodinách (mezi 6:00 a 8:30), aniţ by testované osoby bezprostředně před měřením tchaj-ťi cvičily. Z dŧvodu omezení interference dalších homeostatických vlivŧ byli probandi rovněţ poţádáni o to, aby před měřením nepoţívali ţádné povzbuzující nápoje (káva, černý čaj) a rovněţ, aby přišli nalačno. Probandi byli také před měřením seznámeni s tím, ţe by během měření neměli nijak vědomě ovlivňovat respirační aktivitu. Ve výše popsaném harmonogramu měření se naskýtá první moţnost ke kritice našeho přístupu. Takţe jste před intervencí testovali osoby, které se však jiţ ve skutečnosti dva týdny podrobovali pŧsobení intervenčního činitele? 8 seznam pohybŧ sestavy 40 forem tchaj-ťi čchüan školy jang viz. přílohy 29

30 Naší odpovědí na tuto slabinu je: K této formě testování jsme se museli uchýlit z podstaty fungování univerzitního tělocviku, v jehoţ rámci jsme experiment realizovali. Základním principem experimentu byla dobrovolná participace probandŧ v projektu. Navštěvovat předmět studenti začali aţ po zahájení semestru. Pokud by k nějaké formě zlepšení variability na základě pŧsobení intervenčního činitele, v našem případě cvičení sestavy z tchaj-ťi, došlo, pak jsme si vlastně pouze sniţovali míru dosaţeného efektu. Vzhledem k povaze a obtíţnosti osvojení si potřebných pohybových dovedností je doba dvou týdnŧ velmi krátkým obdobím. Navíc byla na základě dřívějších mnohaletých zkušeností vedoucího intervenčního programu (učitele předmětu) s vedením českých začátečníkŧ v tchaj-ťi známa skutečnost, ţe teprve po prvních třech týdnech aţ měsíci pravidelné kaţdotýdenní docházky do cvičení začínají účastníci kurzu skutečně samostatně a relativně pravidelně sami doma v hodinách procvičené pohyby cvičit. Lidé si zkrátka myslí, ţe to příště zase nějak dají. Ale teprve po třech týdnech či měsíci, kdy kaţdý týden přibývá nový pohyb, se tohoto mylného přesvědčení konečně vzdají a buď úplně přestanou cvičit nebo naopak konečně cvičit začnou. 30

31 7.2. Popis a charakteristika souboru POPIS VÝZKUMNÉHO SOUBORU: Souborem zkoumaných osob byli studenti denního studia rŧzných fakult Masarykovy univerzity, kteří si v rámci povinně volitelného předmětu tělesná výchova vybrali specializaci tchaj-ťi. Věkové rozloţení a další základní biometrické charakteristiky probandŧ zachycuje tab. 1. Tab.1 Základní biometrické charakteristiky probandŧ ţeny muţi prŧměr medián min. max. sm. odch. počet věk (rokŧ) 20, ,80 výška (cm) 175, ,98 23 hmotnost (kg) 69, ,68 věk (rokŧ) 20, ,71 výška (cm) 182, ,60 8 hmotnost (kg) 77, ,89 Budiţ uvedeno, ţe počet studentŧ, kteří zpočátku participovali na programu, byl mnohem vyšší. V prvním běhu měření -měřením před intervencí- tak prošlo více neţ 60 osob. Ale v prŧběhu intervence z rŧzných dŧvodŧ (ztráta zájmu, rozvrhový střet s jiným povinným předmětem v druhém semestru, apod.) však mnozí ukončili svou aktivní účast na projektu. Část z těchto intervenci nedokončivších probandŧ byla ochotna podrobit se i po daném období opětovně měření a tito jedinci jsou v tab. 2 označeni jako nedokončili intervenci. Pro hodnocení výsledkŧ intervence tak vznikly čtyři skupiny probandŧ viz. tab. 2. I přes poměrně malý počet probandŧ ze skupiny nedokončili jsou pro nás jejich výsledky významné. Mohli jsme je totiţ pouţít jako srovnávací skupinu. Tab. 2 Čtyři skupiny probandŧ pohlaví počet dokončili intervenci ţeny 17 muţi 5 nedokončili intervenci ţeny 6 muţi 3 celkem 31 31

32 7.3. Metodika sběru dat a řešení výzkumných hypotéz Variabilita srdeční frekvence Vlastní měření probíhalo ve dvou etapách. První etapa měření se konala během prvních tří týdnŧ intervence a druhá v rozmezí jednoho měsíce po ukončení intervence. Pro měření a vyhodnocování spektrální analýzy variability srdeční frekvence (SA HRV) jsme pouţili systém VariaCardio TF-4 s telemetrickým přenosem tepové frekvence vyvinutý v laboratoři lidské motoriky FTK UP se vzorkovací frekvencí 500Hz. HRV je prováděno při zátěžích definovanými polohami LEH STOJ LEH (ortoklinostáza). Na krátkém záznamu, který trvá např. při 60 tepech za minutu pět minut, můžeme identifikovat tři hlavní spektrální komponenty: VLF (velmi pomalá frekvence většinou v rozsahu 10 až 50 mhz), LF (pomalá frekvence většinou v rozsahu 50 až 150 mhz) a HF (vysoká frekvence většinou vyšší než 150 mhz) (Stejskal 1996). Náš experiment byl zaměřen na vagovou aktivitu ve smyslu dlouhodobé adaptace a nikoliv na bezprostřední reakci autonomního nervového systému řídícího srdeční činnost. Proto také měření variability probíhalo v ranních hodinách (mezi 6:00 a 8:30), aniţ by testované osoby bezprostředně před měřením tchaj-ťi cvičily. Z dŧvodu omezení interference dalších homeostatických vlivŧ byli probandi rovněţ poţádáni o to, aby před měřením nepoţívali ţádné povzbuzující nápoje (káva, černý čaj) a rovněţ, aby přišli nalačno. Probandi byli také před měřením seznámeni s tím, ţe by během měření neměli nijak vědomě ovlivňovat respirační aktivtu (Ţujová, Stejskal, Jakubec, Salinger, 2003). Testovací metodou pouţitou pro vyhodnocování jednotlivých hypotéz na základě dat získaných měřením variability srdeční frekvence byl Wilcoxonŧv párový test na hladině 0,05. 32

33 Metoda snímání variability srdeční frekvence Byl pouţit přístroj VariaCardio TF-4 vyvinutý v laboratoři lidské motoriky FTK UP se vzorkovací frekvencí 500Hz. Přístroj zahrnuje snímač a vysílač údajŧ o EKG signálu umístěný na hrudním pásu se dvěma elektrodami a radiovým vysílačem s dosahem 200 metrŧ a přijímač napojený na notebook prostřednitcvím standardního portu COM1 (obr. 5). Obr. 5 Dokumentační fotografie přístrojového vybavení pro měření variability srdeční frekvence. zdroj (Novotný, Novotná, 2008) Metoda registrace klade na vyšetřovaný subjekt minimální poţadavky a umoţňuje vyšetření v rozličných podmínkách. Testování je moţné provádět u rŧzných pohybových činností (chŧze, běh, skoky, ) i v klidu (leh, sed, stoj). Součástí systému VariaCardio TF-4 s telemetrickým přenosem tepové frekvence je softwarový program, umoţňující zobrazení a archivaci R-R intervalŧ, filtraci artefaktŧ či srdečních arytmií, provedení spektrální analýzy rychlou Fourierovou transformací, výpočty a 33

34 základní statistické hodnocení parametrŧ spektrální analýzy. Celý systém umoţňuje neinvazivní vyšetřování variability srdeční frekvence v klidu i při zátěţi (Salinger, 1994). Vyšetření HRV bylo realizováno ve třech na sebe navazujících etapách a to LEH STOJ LEH. Kaţdá etapa představovala záznam měření v délce 5ti minutového záznamu (256 R-R intervalŧ). V reţimu ON-LINE (tj. jiţ v prŧběhu vyšetření) jsou získané časové R-R intervaly přepočítávány na minutovou tepovou frekvenci a formou sloupkových grafŧ jsou prŧběţně zobrazovány na monitoru počítače spolu s číselnými hodnotami okamţité tepové frekvence, pořadového čísla tepu a doby trvání měření. Simultánně je moţné na monitoru sledovat EKG křivku. Hodnocení variací R-R intervalŧ je značně zkresleno případným výskytem artefaktŧ, mezi které lze zařadit i srdeční arytmie. Z toho dŧvodu je program vybaven procedurou umoţňující automatickou filtrací těchto artefaktŧ, které jsou sice pro kontrolu zobrazovány na monitoru, ale nejsou dále předávány do procedur výpočtŧ. Dále se analyzují jen ty srdeční stahy, které začínají aktivací SA uzlu (Salinger, 1994). Jiţ v prŧběhu měření R-R intervalŧ dochází k orientačním výpočtŧm a zobrazení výsledkŧ spektrální analýzy, přičemţ k detailnímu výpočtu parametrŧ i prostorovému zobrazení spektrální analýzy, dochází aţ po ukončení měření. Reţim vyhodnocování je aktivován automaticky po ukončení fáze měření. Zmíněný software provede spektrální analýzu a vypočte základní statistické charakteristiky, tj. prŧměty a směrodatné odchylky jednotlivých parametrŧ zvolených úsekŧ záznamŧ (Salinger, 1994). Výpočet parametrŧ spektrální analýzy HRV je prováděn metodou rychlé Fourierovy transformace s částečně upraveným algoritmem CGSA (coarse-grining spectral analysis) (Yamamoto, 1991), zajišťující optimální potlačení neharmonických a šumivých sloţek analyzovaného signálu (Souček, 2005). Výstupem tohoto programu je tedy grafická reprezentace vývoje HRV v prŧběhu vyšetření, která ukazuje dynamiku změn aktivity autonomního nervového sytému v klidu a při zátěţi definované pozicemi LEH-STOJ-LEH a řada numerických hodnot obr

35 Obr. 6 Ukázka numerických hodnot obdrţených měřením během intervalu 1 (první leh) a intervalu 2 (stoj) jako etap ortoklinostatického testu vyšetření variability srdeční frekvence. Obr. 7 Trojrozměrná mapa ukazující spektrální aktivity spektrálních aktivit v oblasti HF a LF (Salinger a kol., 1993). 35

36 Grafický výstup, znázorněný na obr. 7, odpovídá vyšetření variability srdeční frekvence jedné osoby během trojice měření (vleţe ve stoji vleţe), kdy doba trvání jednotlivých etap je vyznačena na časové ose. Projevy činnosti sympatiku a vagu jsou poměrně přesně specifikovány polohou na frekvenční ose frekvenčního spektra. Tato poloha, spolu s amplitudou frekvenčního spektra variací R-R intervalŧ, umoţňuje charakterizovat jednak amplitudovou úroveň sloţek zahrnujících projevy funkce sympatiku nebo vagu a také jejich měnící se poměr v závislosti na fyziologické zátěţi (Salinger 1994) Dotazníkové šetření Z hlediska účinkŧ tchaj-ťi na člověka mŧţeme mluvit o multidimenzionální formě pŧsobení. V rešerši výzkumŧ byly citovány četné vědecky dokumentované vlivy tchaj-ťi na rozvoj kondice, zlepšení srdeční činnosti, pozitivní účinek na rovnováhové schopnosti, V četných publikacích (Crompton, 1996; Estes, 2003; Hua, 2000; Kurfürst, 2002; Liao, 2008; Turneber, 1996; Yang, 1998; Wong, 2007) je zmiňované pozitivní pŧsobení tchaj-ťi na mnoho úrovní - fyzická, psychická, energetická. Proto jsme se rozhodli k podrobnějšímu zjištění dalších aspektŧ ţivota účastníkŧ experimentu v oblasti psychické, zdravotní a ţivotosprávy. Protoţe nám v tomto případě nešlo o zjištění dalších charakteristik souboru, které se vlivem intervence změnily a hodnocení míry této změny, hledali jsme svou povahou v podstatě prŧřezovou metodu mapující ţivotní styl a zdravotní stav probandŧ. V tomto smyslu naší potřebu plně uspokojil standardizovaný dotazník Státního zdravotního ústavu v Praze. Dotazníkovému šetření byli probandi v rámci měření podrobeni pouze jednou a to po intervenci. 36