UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Fakulta tělesné výchovy a sportu Katedra sportů v přírodě

Transkript

1 UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Fakulta tělesné výchovy a sportu Katedra sportů v přírodě Vliv zapojení paží na energetickou náročnost chůze s holemi Diplomová práce Vedoucí práce: Mgr. Jiří Baláš Ph.D. Vypracoval: Bc. Martin Luštický Praha, 2012

2 ABSTRAKT Název práce: Vliv zapojení paží na energetickou náročnost chůze s holemi Cíle: Cílem této práce je porovnat energetickou náročnost chůze, chůze s mírným a zvýrazněným úsilím práce paží. Metody: Na běhacím koberci jsme testovali 14 mužů ve věku 24,1 ± 1,8 let s tělesnou hmotností 74,3 ± 6,4 kg a výškou 179,1 ± 5,4 cm. Pro posouzení vlivu zapojení paží a sklonu na energetickou náročnost chůze s holemi jsme využili nepřímou kalorimetrii. Základní hodnocení bylo provedeno deskriptivní statistikou. Významnost rozdílů mezi jednotlivými typy chůze byla zjišťována analýzou rozptylu s opakovaným měřením (2x3), se dvěma vnitroskupinovými faktory sklon, typ chůze. Za významné byly považovány rozdíly na hladině alfa 0,05. Výsledky: Byl zaznamenán významný nárůst energetické náročnosti chůze s holemi se zvýrazněným úsilím práce paží 39,60 ± 3,65 kj.min -1 respektive 58,79 ± 4,63 kj.min -1 ve sklonu 10 % v porovnání s chůzí (31,26 ± 2,71 kj.min -1 ; 52,66 ± 3,81 kj.min -1 ) i s chůzí s holemi s mírným úsilím práce paží (33,32 ± 3,64 kj.min -1 ; 53,52 ± 4,78 kj.min -1 ). Zvýšení energetické náročnosti chůze s holemi s mírným úsilím práce paží na rovině a ve sklonu 10 % (33,32 ± 3,64 kj.min -1 ; 53,52 ± 4,78 kj.min -1 ) v porovnání s chůzí (31,26 ± 2,71 kj.min- 1 ; 52,66 ± 3,81 kj.min -1 ) nedosáhlo významného rozdílu. Došlo k významnému nárůstu všech sledovaných parametrů ve sklonu 10 % u všech tří typů chůze. Závěr: Rozdílné úsilí práce paží, významně ovlivňuje spotřebu kyslíku a následně i energetickou náročnost chůze s holemi. Míra úsilí práce paží se jeví jako faktor, který má vazbu na vysokou variabilitu možného zvýšení energetické náročnosti při chůzi s holemi. Klíčová slova: Chůze s holemi, energetická náročnost, zapojení paží.

3 ABSTRACT Title: Effect of Arm Work Intensity on Energy Expenditure in Nordic Walking. Objectives: The aim of study is to assess energy expenditure of walking, Nordic Walking with low and high intensity of arm work. Methods: We tested 14 men in averge age 24,1 ± 1,8 years, body mass 74,3 ± 6,4 kg and height 179,1 ± 5,4 cm on laboratory treadmill. We used indirect calorimetry for assess energy expenditure influnced by intensity of arm work and different slopes. Descriptive statistics was used for basic evaluation. Analysis of varince with repeated measures (2x3) was used to assess statistical differences. The significance level was set at alfa 0,05. Results: We observed significant increase in the energy expenditure of Nordic Walking with high intensity in slopes 0 % and 10 % (39,60 ± 3,65 kj.min -1 ; 58,79 ± 4,63 kj.min -1 ) of arm work compared with Nordic Walking with low intensity of arm work (33,32 ± 3,64 kj.min -1 ; 53,52 ± 4,78 kj.min -1 ) and walking (31,26 ± 2,71 kj.min -1 ; 52,66 ± 3,81 kj.min -1 ). Increasing the energy expenditure of Nordic Walking with low intensity of arm work (33,32 ± 3,64 kj.min -1 ; 53,52 ± 4,78 kj.min -1 ) compared with walking (31,26 ± 2,71 kj.min -1 ; 52,66 ± 3,81 kj.min -1 ) in slopes 0 % and 10% did not reach significant difference. There was a significant increase in all parameters observed in 10% slope. Conclusion: Different arm work intensity significantly affects the oxygen consumption and consequently energy expenditure in Nordic Walking. The level intesity of arm work appears to be a factor that is linked to the high variability of the potential for increased energy expenditure of Nordic Walking. Keywords: Nordic Walking, energy expenditure, arm work

4 Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracoval samostatně a na základě literatury a dalších pramenů uvedených v seznamu použitých zdrojů. Tato práce ani její podstatná část nebyla předložena k získání jiného nebo stejného akademického titulu. V Praze dne podpis...

5 Tímto bych chtěl poděkovat celé své rodině za podporu během mého studia na UK FTVS, vedoucímu své diplomové práce Mgr. Jirkovi Balášovi Ph. D. za cenné rady a konzultace a v neposlední řadě i Mgr. Barboře Strejcové Ph. D. za pomoc s realizací měření.

6 Svoluji k zapůjčení své diplomové práce ke studijním účelům. Prosím, aby byla vedena přesná evidence vypůjčovatelů, kteří musí pramen převzaté literatury řádně citovat. Jméno a příjmení Číslo OP Datum vypůjčení Poznámka

7 Obsah 1 Úvod Teoretická východiska Energetické procesy probíhající v lidském organismu při pohybové aktivitě Faktory ovlivňující výdej energie Zjišťování energetického výdeje Přímá kalorimetrie Nepřímá kalorimetrie Fyziologické ukazatele činnosti organismu ve vztahu k energetickému výdeji Spotřeba kyslíku Maximální spotřeba kyslíku Respirační kvocient Vztah srdeční frekvence a spotřeby kyslíku Energetická náročnost chůze Energetická náročnost chůze s holemi Srovnání chůze a chůze s holemi Chůze s holemi v různých skolench Vztah vlastností používaných holí na energetickou náročnost NW Vliv různých povrchů na energetickou náročnost NW Energetická náročnost chůze s holemi ovlivněná nadměrnou tělesnou hmotností Vliv intenzity na energetickou náročnost NW NW jako aktivita udržující funkční kapacity organismu Shrnutí teoretických podkladů Cíle, hypotézy a úkoly Cíl práce... 42

8 4.2 Hypotézy Úkoly práce Metodika práce Charakteristika sledovaného souboru Použité metody Vyhodnocení a interpretace získaných dat Výsledky Diskuze Závěr Zdroje Seznam zkratek Seznam grafů a tabulek... 56

9 1 Úvod Pro člověka byla chůze vždy způsob, jak změnit svoji polohu. Překonávání vzdáleností pomocí dolních končetin bylo, a snad i stále je, naprosto přirozenou součástí lidských životů. Člověk chodil na lovecké výpravy, sbírat plody a v pozdější době i za zaměstnáním. Velká změna přišla až s průmyslovou revolucí a následným vzestupem dopravy. Díky technice jsme schopni urazit obrovské vzdálenosti, ale zároveň se na této technice stáváme závislí. Naše nohy už nejsou tak pevné a hbité jako v dřívějších dobách, a tak si někteří z nás život bez aut či hromadné dopravy ani nedokážou představit. Ale už i lidé v dobách dávno minulých si chůzi ulehčovali zapojením horních končetin využitím opory o hůl. Setkáváme se tak s historickými výjevy poutníků s dřevěnou holí, která jim pomáhala překonávat dlouhé vzdálenosti, byla jim oporou v těžkém, neprostupném terénu a stala se symbolem cesty. Jak se s vývojem společnosti člověka měnil i životní styl, tak se změnila i podoba této hole. Z nástroje, který měl především praktický význam pro pohyb v terénu, máme dnes hned dvě hůlky, které jsou v očích většiny lidí nejvíce chápany jako náčiní, s jehož pomocí mohou zlepšit svoji fyzickou kondici. Možná prvotním impulsem k používání dvou holí byla lepší stabilita a myšlenka odlehčení kloubům na dolních končetinách, a tak jsou hole velmi často používány při dlouhých túrách především se zátěží. V současné době můžeme pozorovat stále vzrůstající zájem o chůzi s holemi, neboli Nordic Walking či severskou chůzi, jak se někdy tento název překládá. Jako samostatné sportovní odvětví se vyvinul ve Finsku ve 30. letech 20. století. Základem mu byl pohyb v horském prostředí s dopomocí holí a nejrůznější techniky lyžařů běžců, kteří využívají hole ve své přípravě. Jedním z důvodů, proč je Nordic Walking stále populárnější, může být zapojení paží do přirozené lokomoce. Zvyšuje se tím atraktivita pohybové činnosti a skrze zapojení svalů horních končetin může docházet ke zvýšení energetického výdeje oproti chůzi. V očích určité skupiny lidí pak může být tato aktivita chápána především jako nástroj k redukci nadváhy. 9

10 Do jaké míry může ovlivňovat zapojení paží energetický výdej při chůzi s holemi, případně jak by tento moment mohl ovlivnit potencionální snižování tělesné hmotnosti, je v době, kdy s obezitou a hypokinezi bojuje většina vyspělých států, stále aktuálnější téma. Bylo zjištěno, že je možné sledovat zvýšenou energetickou náročnosti chůze s holemi oproti chůzi, ale výsledky se už rozcházejí v tom, jak veliký tento rozdíl je. Není ani zcela jasné, jaké všechny faktory způsobují tento nárůst, a které se projevují více a které méně. 10

11 2 Teoretická východiska 2.1 Energetické procesy probíhající v lidském organismu při pohybové aktivitě Pohybová aktivita znamená pro tělo významný stresový faktor, který vyžaduje součinnost orgánových soustav. Důležitým okamžikem svalové práce je zajištění dostatečného energetického krytí. Organismus postupně aktivuje nejrůznější systémy, aby zajistil dostatečný přísun energie. V prvních okamžicích získávají svaly energii z adenosintrifosfátu (ATP) a kreatinfosfátu, ten ještě krátkou dobu umožňuje resyntézu ATP. Další energie přichází ze zásob glukózy a svalového glykogenu, které jsou zpracovány v procesu anaerobní glykolýzy. Déle trvající pohybová aktivita potřebuje ke svému krytí kyslík a další metabolity, které mohou být zpracovány (glukóza, mastné kyseliny). Je nezbytně nutné zvýšit dodávku krve do pracujících svalů, tak aby mohla plnit svoji transportní funkci. Dále se zvyšuje ventilace, aby byla dostatečně zajištěna výměna dýchacích plynů. Musí být náležitě pokryta spotřeba kyslíku, ale současně i odstraňován oxid uhličitý, který vzniká při svalové práci a jeho přebytek by vedl k nadměrné acidóze organismu. Stejně tak musí být z krve odstraňovány další metabolity vzniklé vyšší svalovou prací, jinak by došlo k rychlému unavení a zastavení činnost. 2.2 Faktory ovlivňující výdej energie Většina reakcí, která je spojená v organismu se změnou energie, má charakter buď katabolický, nebo anabolický. Tyto reakce se pak následně odrážejí v metabolismu člověka, který hodnotí energetické změny. Denní energetická spotřeba organismu je podle McArdla et al. (2007) určena převážně 3 faktory: - hodnota metabolismu v klidu (metabolismus bazální, ve spánku, při vzrušení organismu) - termogenní efekt přijaté potravy 11

12 - vydaná energie v průběhu fyzické aktivity, ta v závislosti na nejrůznějších okolnostech může tvořit i okolo až 30% denního výdeje energie. Významnými faktory jsou doba trvání a intenzita pohybové aktivity Mezi další faktory, které ovlivňují výdej energie, můžeme počítat i klima. Teplota, ve které se organismus nachází, podstatně ovlivňuje klidový metabolismus, jelikož je do jisté míry stresovým faktorem. Výdej energie dále ovlivňuje těhotenství. Při hodnocení výdeje energie musíme brát ohled na individuální specifika hodnocené skupiny nebo jedince. Jedním z faktorů, který se významně projeví, je tělesná hmotnost. Obzvláště to je významné při přesouvání tělesné hmoty v prostoru. Toto zvýšené zatížení způsobuje také zvýšené nároky na energetické krytí aktivity, a tak se vzrůstající tělesnou hmotností vzrůstá i energie potřebná k uskutečnění pohybu. 2.3 Zjišťování energetického výdeje Zjišťování energetického výdeje lidského organismu je založené na sledování výdeje tělesného tepla. V základě rozlišujeme dvě metody, jimiž se zjišťuje, kolik energie jedinec vydává. Jedná se o přímou kalorimetrii a nepřímou kalorimetrii Přímá kalorimetrie Základním principem přímé kalorimetrie je sledování výdeje tepla lidským organismem, které je produkováno, jako výsledek veškerých metabolických procesů. Prvotní experimenty se prováděly v uzavřené místnosti, kde byl pouze uzavřený systém přívodu a odvodu vzduchu, ale jinak byla naprosto izolována. Měření probíhala od několika hodin až po několik dnů, v místnosti bylo možné jíst, spát a provádět cvičení. V horní části místnosti byly stočené trubky s vodou o známé teplotě. Ty absorbovaly jisté množství tepla podle přítomnosti či činnosti člověka. Dalším příkladem, jak by bylo možné přímo měřit výdej tepla lidským organismem je moderní kosmický oblek, který je naprosto neprodyšný a uzavřený pro vnější prostředí. Během let bylo vyvinuto více přístrojů, jak zjistit vydávané teplo, ale na různém principu. Vždy to ale vyžaduje izolaci od okolního prostředí, aby se (podle termodynamického zákona) mohlo vydané teplo měnit na jinou energii a my byli schopni tuto změnu zaznamenat. Stále se využívá voda, která je ohřívána v cívkách 12

13 nebo i přímo, kdy je člověk ponořen do vody o známé teplotě a sleduje se ohřev. Dále je to na podobném principu vzduch nebo vrstvy nejrůznějších materiálů. Přímá kalorimetrie má více méně spíše teoretické použití. Je značně náročná na technické zázemí i čas pro měření v oblasti pohybových aktivit a sportu, takže aplikace této metody je značně problematická (McArdle et al., 2007) Nepřímá kalorimetrie Veškeré energetické reakce, které probíhají v těle člověka, mají jistý vztah k využívání kyslíku. Měření spotřeby kyslíku během fyzické aktivity nám poskytuje vcelku přesné odhady o výdeji energie a to jak při laboratorním měření, tak i v terénu. S nepřímou kalorimetrií se můžeme setkat ve dvou provedeních: otevřená a uzavřená spirometrie. I. Uzavřená spirometrie Systém uzavřené spirometrie byl vyvinut v 19. století a v současné době se využívá spíše v nemocničních a laboratorních zařízeních k zjišťování klidového energetického výdeje. Celé zařízení je uzavřeným systém, kde osoba dýchá 100% kyslík ze zásobníku a vdechuje zpět do systému. Vydechnutý vzduch prochází přes hydroxid draselný, který pohlcuje oxid uhličitý. Úbytek kyslíku, způsobený vdechnutím, je zaznamenáván na válec přichycený k celému zařízení, který se otáčí známou rychlostí. Při měření uzavřenou spirometrií může během cvičení docházet k problémům. Vyšetřovaná osoba musí stále setrvávat v blízkosti velikého zařízení. Celý systém klade vcelku veliký odpor při zvýšených objemech dechu během cvičení, navíc může docházet k prodlevám odstraňování oxidu uhličitého při více intenzivnějších pohybových aktivitách. II. Otevřená spirometrie V současné době je otevřená spirometrie nejrozšířenější metoda k zjišťování energetické výdeje organismu. Osoba vdechuje okolní vzduch se známým složením plynů a v konstantním poměru (20,93% kyslík, 79,04% dusík, 0,03% oxid uhličitý a malým množstvím inertních plynů). Princip této metody je založen na porovnání množství kyslíku a oxidu uhličitého ve vdechovaném a vydechovaném vzduchu. Při výdechu dochází ke změně poměrného zastoupení kyslíku (O 2 ) a oxidu uhličitého (CO 2 ), což je nepřímý důsledek metabolických procesů probíhajících v organismu. 13

14 K zjištění spotřeby kyslíku nám slouží v podstatě analýza 2 faktorů objem vydýchaného vzduchu během určité doby a složení vydechovaného vzduchu. Heller (2010) popisuje 2 základní metody měření v terénu. První je sběr vydechnutého vzduchu do tzv. Douglasových vaků, které má subjekt na zádech. Z těch se následně určuje hodnota O 2 a CO 2. Jde ale pouze o průměr, jelikož se ve vacích nashromáždí vydechnutý vzduch za celou dobu testování. V současné době se využívá systém, který umožňuje sledovat i průběžné hodnoty. Zařízení má zabudované mikrosensory, které už při výdechu analyzují hodnoty O 2 a CO 2. Tyto informace jsou pak vysílány do vzdáleného přijímače. Jestliže srovnáme přímou kalorimetrii s nepřímou, dospějeme k závěru, že nepřímá kalorimetrie nám poskytuje velice přesné odhady výdeje energie. V průměru se výsledky zjištěné rozdílnými metodami neliší o více méně (±) než 1% (McArdle et al., 2007). Je méně složitá při realizaci, zvláště pak při pohybové aktivitě a celkově je i levnější. Má tedy pro praktické využití daleko lepší předpoklady. 2.4 Fyziologické ukazatele činnosti organismu ve vztahu k energetickému výdeji Spotřeba kyslíku Energetické krytí fyzické aktivity provádí organismus v podstatě třemi základními způsoby. Jednak je to způsob přímo závislý na kyslíku (aerobní oxidace), dále anaerobní oxidační děje, kde není dodáváno dostatečné množství kyslíku nebo na účet kyslíkového dluhu. V posledních dvou případech musí dojít po skončení aktivity vyrovnání vzniklého deficitu. Je zřejmé, že ve způsobech energetického krytí organismu hraje kyslík významnou roli. Ve stádiu submaximální zatížení můžeme sledovat lineární vztah mezi spotřebou kyslíku a rychlostí prováděné lokomoce. V tomto stádiu může také ještě vzniknout tzv. rovnovážný stav, kdy je spotřeba kyslíku VO 2 prakticky konstantní. Tento efekt má vztah k trénovanosti, a čím je vyšší aerobní trénovanost, tím blíže maximálnímu zatížení se může ustanovit tento rovnovážný stav. Jestliže následně dochází stále ke zvyšování intenzity zatížení, dosahuje zpravidla jedinec maximální spotřeby kyslíku, což je považováno za maximální výkon (Bunc, 1989). 14

15 2.4.2 Maximální spotřeba kyslíku Výborní vytrvalostní sportovci se vyznačují významně vyšší kapacitou aerobního systému. Fyziologickým ukazatelem, jenž tuto kapacitu reprezentuje, je maximální spotřeba kyslíku (VO 2 max ). Nejde ale jen o samotnou transportní kapacitu systému, ale i o další faktory, které jsou také důležité. McArdle et al. (2007) uvádí zvýšenou hustotu kapilár, adaptaci na enzymatické úrovni, zvětšení i zmnožení mitochondrií a typ svalových vláken. Vysoká hodnota VO 2 max vyžaduje integraci rozvinutých funkčních systému, především pak dýchacího, kardiovaskulárního a neuromuskulárního. Heller (2010) chápe maximální aerobní kapacitu jako celkové množství energie, které může být dosaženo aerobní resytézou ATP. Tou můžeme nepřímo určit VO 2 max. Tato hodnota odráží množství kyslíku, který je organismus schopný transportovat a využít v tkáních. VO 2 max je zjišťována pomocí rozmanitých aktivit, které aktivují velké svalové skupiny. Obvykle se využívá běh nebo chůze na laboratorním páse, případně šlapání na ergometru. Výběr testu by měl zohledňovat individuální hledisko, tak aby byl relativně přirozený vzhledem k síle, tělesné hmotnosti i dovednostem. Ve většině případů mají testy charakter stupňovaného zatížení až do doby, kdy už není jedinec schopen v testu pokračovat. McArdle et al. (2007) uvádějí, že nejvyšší spotřeby kyslíku je dosahováno těsně před tím, než se jedinec dostane na jeho maximální možnou úroveň provádění aktivity. Důležitým prvkem testů pak může být rozhodnutí jedince skončit s cvičením. To může být do jisté míry ovlivněno motivačními aspekty, které nemusí odpovídat samotnému fyziologickému zatížení. K tomu aby jedinec dosáhl reálných hodnot VO 2max je nezbytné povzbuzování a motivování. Ve většině případů se děti, nemocní nebo senioři při testování nedostávají do oblastí nejvyšší možné hodnoty spotřeby kyslíku (VO 2 max ). U těchto specifických skupin se po té nehodnotí VO 2 max, ale VO 2peak Heller (2010). McArdle et al. (2007) uvádí 6 nejdůležitějších faktorů, které ovlivňují maximální spotřebu kyslíku. Patří mezi ně druh pohybové aktivity, dědičnost, trénovanost, pohlaví, stavba těla a tělesná hmotnost, věk. 15

16 Druh pohybové aktivity Rozdílné pohybové aktivity aktivizují různé množství svalové hmoty při pohybu. Se zvyšováním počtu zapojených svalů roste i potřeba jejich energetického zásobení. Dědičnost Obecně by se dalo říct, že většina fyzických aktivit je charakteristická vcelku vysokým podílem dědičného ovlivnění. Výzkumy odhadují, že tomu může být u VO 2 max mezi 20-30% a maximální srdeční frekvence až z 50%. Jestliže to zkombinujeme dále s vlivem rodiny, můžeme se dostat na hodnotu až 50 % u VO 2 max (McArdle et al., (2007). Trénovanost Stav aerobní trénovanosti jedince významně ovlivňuje hodnotu VO 2 max. Uvádí se nárůst o 5-20% v závislosti na aktuálním stavu trénovanosti (McArdle et al., (2007). Stavba těla a tělesná hmotnost Individuální rozdíly v absolutních hodnotách VO 2 max mohou být až ze 70 % způsobeny tělesným složením. Rozdílná tělesná stavba má takový efekt, že to vedlo až k obecné praxi, vyjadřovat spotřebu kyslíku relativně a to většinou ve vztahu k tělesné hmotnosti. Pohlaví Ženy dosahují obvykle nižších hodnot VO 2 max v průměru o %. Dokonce i mezi vrcholovými vytrvalostními sportovci se rozdíl pohybuje mezi 15-20%. Hlavní příčinou těchto rozdílů je rozdílné tělesné složení. Muži mají obecně více svalové hmoty než ženy. Dalším faktem, který dopomáhá mužům k vyššímu VO 2 max je větší množství hemoglobinu, které je způsobeno vyšší hladinou testosteronu. Tím dochází i k navýšení transportní kapacity Respirační kvocient Další výzkumy odhalily cestu, jak zhodnotit metabolické procesy z plicní výměny plynů. Vychází se z rozdílného chemického složení cukrů, tuků a bílkovin. Tyto molekuly potřebují rozdílné množství O 2 k oxidaci uhlíkových a vodíkových atomů na CO 2, vodu a další molekuly. Dochází tedy ke katabolizaci nejrůznějších 16

17 substrátů, jejímž výsledkem je vznik CO 2 na jednotku O 2. Respirační kvocient tedy pak určuje poměr metabolické výměny plynů jako. RQ = CO 2 vyprodukovaný/o 2 spotřebovaný Respirační kvocient může být vhodným vodítkem k přibližnému určení látek (molekul, substrátu), jejichž katabolizací je kryta energetická spotřeba organismu, ať už při klidovém stavu nebo i při pohybových aktivitách. RQ pro cukry K oxidaci jedné molekuly glukózy je zapotřebí 6 molekul kyslíku, vzniká tak 6 molekul oxidu uhličitého a 6 molekul vody. Respirační kvocient bude tedy vypadat následovně: C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O RQ = 6 CO 2 / 6 O 2 RQ = 1,00 RQ pro tuky Chemické složení tuků je velice rozdílené od molekul cukrů. Tuky obsahují více atomu vodíku a uhlíku než kyslíku. K oxidaci tuků je tedy zapotřebí větší množství kyslíku ve vztahu k oxidu uhličitému než u cukrů Příklad oxidace kyseliny palmitové C 6 H 12 O O 2 16 CO H 2 O RQ = 16 CO 2 / 23 O 2 RQ = 0,696 17

18 Obecně je za hodnotu respiračního kvocientu pro tuky považována hodnota 0,70, ale v závislosti na délce uhlíkového řetězce oxidované mastné kyseliny se může RQ pohybovat mezi 0,69 0,73. RQ pro bílkoviny Bílkoviny většinou nejsou organismem využívány, ke krytí energetických potřeb. K jejich oxidaci na oxid uhličitý a vodu tedy dochází jen ve výjimečných případech. Spíše dříve dojde k deaminaci dusíkatých molekul v játrech. Tělem je vyloučen dusík, síra a zbývající fragmenty keto-kyselin jsou oxidovány na CO 2 a O 2. K dosažení maximálního možného zisku energie vstupuje krátký řetězec keto-kyselin do katabolismu tuků. Příklad oxidace albuminu C 72 H 112 N 2022 S + 77 O 2 63 CO H 2 O + SO CO (NH 2 ) 2 RQ = 63 CO 2 / 77O 2 RQ = 0,818 Pro bílkoviny je charakteristická hodnota respiračního kvocientu 0,82. Ve skutečnosti ale jen málokdy dochází k čisté oxidaci jen cukrů nebo tuků. Místo toho dochází ke katabolismu směsi především právě cukrů a tuků. Respirační kvocient se v těchto případech pohybuje v hodnotách 0,70 1,00. Ve většině případů uvažujeme u RQ 0,82 oxidaci cukrů asi 40% a tuků 60%. Respirační kvocient RQ předpokládá, že výměna O 2 a CO 2 v plicích odráží katabolické procesy probíhající v buňce. To platí, ale pouze během klidu nebo aktivity, kdy dojde k ustálení metabolických procesů a jen s malým podílem anaerobního krytí. Dochází tedy k situacím, kdy toto neplatí. V tom okamžiku nám již RQ nepodává obraz o oxidaci na buněčné úrovni závislé na stravě a začíná se mluvit o respiračním poměru (R nebo RER). Přesto dochází ke stejnému výpočtu R jako RQ a mají i stejnou povahu. 18

19 Během hyperventilace dochází k poklesu hladiny CO 2, jelikož je vydýchán ven z těla, ale už nedochází k navýšení spotřeby O 2. Zvýšená dechová frekvence neúměrně vysoko neodpovídá metabolickým potřebám organismu, a tak se RER dostává nad hodnoty 1,00 a nereflektuje oxidaci makroživin. Vyčerpávající činnosti mohou být dalším příkladem, kdy se hodnota RER dostane nad 1,00. Během vysoké zátěže dochází k úhradě energie i anaerobním krytím a v krvi se začíná objevovat laktát (La). K neutralizaci volných vodíkových radikálů, které vznikly po rozpadu kyseliny mléčné, jsou využívány nejrůznější látky (plasmatické bílkoviny, hemoglobin, hydrogenuhličitan sodný) jako pufry. Díky nimž nedochází k nadměrnému zvýšení acidózy v krvi, protože po vzájemné reakci vzniká kyselina uhličitá, která je nestabilní a rychle se rozkládá na vodu a oxid uhličitý, který je vydýchám z těla plícemi. Toto přidané množství CO 2 se projeví jako navýšení respiračního poměru RER. Naopak nízké hodnoty RER se mohou objevit po zatížení organismu. Kdy je CO 2 využíváno k resyntéze hydrogenuhličitanu sodného, který byl využit k neutralizaci při předchozím nahromadění laktátu. To snižuje množství vydechovaného CO 2 a RER se tak snižuje až na hodnoty kolem 0,70 (McArdle et al., (2007). Heller (2010) dále uvádí, že hodnocení činnosti metabolismu může být sledováno i za pomoci ukazatelů, které jsou jednodušeji sledovatelné. Jedná se například o srdeční frekvenci nebo ventilaci. Získané hodnoty těchto ukazatelů jsou pak vztahovány ke spotřebě kyslíku Vztah srdeční frekvence a spotřeby kyslíku Při srovnání spotřeby kyslíku (VO 2) a srdeční frekvence (SF) během pohybové aktivity nalezneme téměř lineární závislost, to ale platí pouze při hodnotách od 20 85% VO 2 max. Změna úrovně SF nemusí být způsobena pouze intenzitou fyzické zátěže, ale i emocemi nebo vnějším prostředím. Dále je nutné brát v úvahu individuální specifika subjektu jako věk, pohlaví a trénovanost (Heller, 2010). Při pohybových aktivitách, kde jsou významněji zapojeny horní končetiny, dochází k rozdílným fyziologickým odpovědím v submaximálních i maximálních intenzitách. Při srovnatelných výkonech dochází ke zvýšenému zatížení kardiovaskulární soustavy oproti dominantnímu zapojení dolních končetin. Příčiny 19

20 mohou být ve snížení žilního návratu krve do srdce, zvýšená nervová stimulace nebo menší zapojení svalové hmoty (Pivarnik, Grafner, & Elkins, 1988; Vokac, Bell, Bautzholter, & Rodahl, 1975). V tomto duchu Mayo, Kravitz, & Wongsathikun (2001) uvádí, že pokud byly z celkového výkonu zapojeny horní končetiny aspoň z 33 %, docházelo k významnému nárůstu SF, VO 2 oproti dolním končetinám, které vytvářely stejný výkon. Tulppo et al. (1999) zjistili významně vyšší hodnoty SF v submaximálním zatížení při dominantním zapojení paží ve srovnání s dolními končetinami při stejném VO 2. Byl také pozorován strmější nárůst SF ve srovnání s VO 2 při práci horních končetin. Maximální hodnoty SF byly naopak vyšší při zapojení dolních končetin. 2.5 Energetická náročnost chůze Chůze je základním typem pohybu, při kterém se lidské tělo přesunuje v prostoru. Využíváme ji v každodenním životě, kde nám pomáhá uspokojovat naše základní životní potřeby. Síla, která tento pohyb způsobuje, vychází ze svalového aparátu. Tento pohyb je ve svých obměnách různě energeticky náročný. Aby nedocházelo ke zbytečným energetickým ztrátám, je důležité zvolit optimální frekvenci kroků, která je závislá na délce končetin. Samotná volba frekvence a délky kroku pak ovlivňuje rychlost, kterou se tělo pohybuje. Pomalá chůze nezatěžuje významným způsobem kardiovaskulární aparát, dochází ale k většímu zatížení posturálních svalů, a tak dojde dříve k únavě z poruchy koordinace. Naopak rychlá chůze neklade takovým způsobem nároky na udržené vzpřímené polohy těla. Je využito setrvačnosti hmoty těla, a tím je významně odlehčeno řídícímu centru nervové soustavy, zatímco zatížení kardiovaskulárního systému vzrůstá (Véle 2006). McArdle et al. (2007) uvádí hlavní faktory, které ovlivňují energetickou náročnost chůze: Ovlivnění spotřeby kyslíku rychlostí chůze Při chůzi bychom našli takřka lineární vztah mezi rychlostí chůze a VO 2 při rychlostech mezi 3,0 5,0 km.h -1. Při zvýšení rychlosti, pak dochází k nepřiměřenému navýšení VO 2. To má převážně příčinu v nižší efektivitě pohybu a tím i vyššímu energetickému výdeji. 20

21 Vztah tělesné hmotnosti a energetického výdeje při chůzi Energetickou náročnost chůze ovlivňuje tělesná hmotnost. Nárůst energetického výdeje v závislosti na zvyšující se tělesné hmotnosti jedince při rychlostech 3,2 6,4 km.h -1 na rovině má vcelku lineární charakter. Efekt terénu na výdej energie při chůzi Terén a povrch do značné míry ovlivňuje náročnost pohybové aktivity jakou je chůze. Spotřeba energie je dosti podobná při pohybu na trávě a dlážděných cestách. Budeme-li se ale pohybovat např. po písečných dunách, spotřebuje skoro dvakrát více energie než při chůzi po tvrdém povrchu. Jedinec musí vynaložit větší svalovou sílu, aby byl schopen provést odraz z nestabilního povrchu a mohl se tak pohybovat vpřed. Tabulka č. 1 ukazuje nárůst spotřeby energie na různém povrchu při rychlostech mezi 5,2 5,6 km.h-1. Terén Korekční faktor (násobky) Dlážděná cesta, tráva 0,0 Zorané pole 1,5 Tvrdý sníh 1,6 Písečné duny 1,8 Tabulka č. 1: Efekt různého terénu na výdej energie při chůzi při rychlostech 5,2 a 5,6 km.h -1 (Upraveno dle McArdle et al., 2007). Při chůzi s kopce tělo ztrácí potenciální energii. Tělesná hmotnost se pohybuje ve směru blízkém gravitaci a svaly vykonávají excentrické pohyby, které vyžadují při stejném sklonu a rychlosti méně energie než pohyby koncentrické. Graf č. 1 ilustruje spotřebu kyslíku potřebnou při sestupu s postupně se navyšujícím sklonem. Do 9 % negativního sklonu při rychlosti 5,4 km.h -1 a 12 % při rychlosti 6,3 km.h -1 dochází k poklesu spotřeby kyslíku. Pak tento ukazatel začne vzrůstat, což je pravděpodobně způsobeno zvýšeným svalovým úsilím, které musí více brzdit tělo a zajistit bezpečnou chůzi. 21

22 Graf č 1: Vztah spotřeby kyslíku v závislosti na sklonu při rychlostech 6,5 km.h -1 a 5,4 km.h -1 (McArdle et al., 2007). chůzi Srovnání spotřeby energie v laboratorních a terénních podmínkách při Sparrow (2000) uvádí, že většina průzkumů ukazuje, že energetické nároky na prováděnou lokomoci v podmínkách laboratoře na laboratorním pásu a v podmínkách terénních nevykazují přílišné odlišnosti. Stejně tak nedochází k výrazným kinematickým změnám. K významnějším změnám dochází až při dosahování vyšších rychlostí, začíná se zvyšovat spotřeba kyslíku, prodlužovat délka kroku. Tento efekt je přisuzován pásu na laboratorním zařízení, který vytváří oporu pro dolní končetiny a usnadňuje jim pohyb. McArdle et al. (2007) potvrzuje, že výzkumy neodhalily rozdíly mezi výdejem energie při chůzi v rychlostech 2,9 km.h -1 a 5,9 km.h -1 na laboratorním páse a chůze na tvrdém povrchu při stejných rychlostech. Tyto zjištění podporují použití laboratorních dat i pro praktické použití. 2.6 Energetická náročnost chůze s holemi Srovnání chůze a chůze s holemi Rodgers et al. (1995) se zabývali porovnáním výdeje energie při chůzi a chůzi s holemi Exerstriders, což jsou modifikované hole určené přímo pro chůzi. 22

23 Výzkumu se zúčastnilo 10 středně pohybově aktivních žen ve věku 23,6 ± 4,0 let s hmotností 58,5 ± 5,5 kg a maximální spotřebou kyslíku 45,6 ± 5,6 ml.min -1.kg -1. Každý subjekt absolvoval v náhodném pořadí dvě měření. Jednou s holemi a jednou normální chůzí na laboratorním pásu se sklonem 0%, rychlostí 6,7 km.h -1 a dobou trvání jednoho testu 30 min. Během testování se sledovala spotřeba kyslíku, srdeční frekvence a poměr výměny plynů RER, který byl následně použit pro výpočet celkového kalorického výdeje. Bylo možno sledovat nárůst spotřeby kyslíku při chůzí s holemi 20,5 ± 1,2 ml.kg -1.min -1 o proti klasické chůzi 18,3 ± 2,5 ml.kg -1.min -1 (graf č. 2). Graf č. 2: Spotřeba kyslíku během 30 min chůze s holemi a bez holí (Rodgers et al., 1995). Pocari et al. (1997) se zabývali fyziologickou odpovědí organismu na použití Power Poles. Tyto hole vycházejí z lyžařských holí, ale jsou speciálně upraveny pro klasickou chůzi. Autoři se především zaměřili na změnu intenzity a energetické náročnosti při chůzi s holemi. Výzkumu se zúčastnilo 32 dobrovolníků (16 mužů a 16 žen). Muži ve věku 23,3 ± 2,77 let s tělesnou hmotností 78,2 ±5,9 kg, ženy ve věku 23,9 ± 3,36 let s tělesnou hmotností 63,7 ± 7,9 kg. Všichni se zúčastnili praktických lekcí, kde se učili správnou techniku použití holí. Tyto lekce zahrnovaly i nácvik na laboratorním pásu s měřícím přístrojem pro analýzu plynů. Pro lepší charakteristiku dobrovolníků se všichni zúčastnili testu maximální spotřeby kyslíku VO 2 max. Ta byla zjištěna u mužů 58,9 ± 23

24 6,71 ml.kg -1.min -1 a u žen 49,5 ± 6,65 ml.kg -1.min -1 Účastníci šli libovolnou rychlostí a každé 2 minuty vzrostl sklon o 2,5 % až do jejich vyčerpání. Každý subjekt absolvoval celkem dvě 20 minutová měření v submaximálním zatížení v laboratorních podmínkách. Jednou šli s holemi a jednou bez holí, pořadí bylo určeno náhodně. Rychlost si subjekty volili samostatně. Během obou testů bylo sledováno VO 2, RER a SF. Z výsledků je patrné, že muži šli v průměru rychlostí 4,3 ± 0,25 mph a ženy 3,8 ± 0,41 mph. K ustálení sledovaných fyziologických parametrů došlo v každé zátěži přibližně mezi minutou testu. Při chůzi s holemi došlo k nárůstu všech sledovaných parametrů při porovnání s chůzí. U mužů se zvýšilo VO 2 o 24 % tj. 21,7 ± 1,81 vs ± 2,26 ml.kg -1.min -1 a u žen zvedlo z 17,6 ± 2,69 na 22,1 ± 2,91 ml.kg - 1.min -1 tj. o 26 %. Tento nárůst VO 2 je větší než uvádí Rodgers et al. (1995), který zjistil pouze 12% navýšení. Porcari et al. (1997) vidí příčinu v několika faktorech. Jako první uvádí rozdílnou váhu holí, v jeho studii byly použity těžší (0,45 kg vs. 0,34 kg). Další se pak i rychlost chůze. Kdy se při samostatné volbě rychlosti pohybovaly ženy průměrnou rychlostí 3,8 mph, kdežto ve výzkumu Rodgerse el al. (1995) byla rychlost určena vyšší na 4,2 mph. Důvod, proč vyšší rychlost nezpůsobila vyšší nárůst spotřeby kyslíku, vidí Porcari et al. (1997) v nedostatečném času pro efektivní použití holí. Church et al. (2002) porovnával fyziologické odpovědi na Nordic Walking a prostou chůzi v terénu. Výzkumu se zúčastnilo jedenáct mužů (33,8 ± 9,0 let) a jedenáct žen (27,1 ± 6,4 let), kteří postupně absolvovali dvě měření na 200 metrové dráze v celkové délce 1600 metrů jednou s holemi a jednou bez holí. Rychlost pohybu nebyla striktně nastavena, ale probandi byli požádáni, aby pracovali v intenzitě, která je typická pro jejich aerobní cvičení. VO 2 bylo pro obě pohlaví významně vyšší při chůzi s holemi. U mužů tato hodnota dosahovala 15,5 ± 3,4 ml.kg -1.min -1 oproti prosté chůzi 12,8 ± 1,8 ml.kg -1.min - 1. Došlo zde k nárůstu o 20,0 %. U žen stoupla spotřeba kyslíku z 14,9 ± 3,2 ml.kg - 1.min -1 při chůzi na 17,9 ± 3,5 ml.kg -1.min -1 při chůzi s holemi, ke zvýšení došlo o 21,3%. 24

25 Church et al. (2002) uvádí, že výsledek, kdy došlo k nárůstu spotřeby kyslíku v průměru o 20,6 % je podobný jako zjištění, se kterým přišel Pocari et al. (1997). Tento výzkum, který probíhal v laboratorních podmínkách, zjistil nárůst spotřeby kyslíku o 23 %. Odlišnost těchto dvou výsledků se závěry Rodgerse (1995), který zjistil pouze 12 % nárůst spotřeby kyslíku při Nordic Walkingu, připisuje možnosti volby subjektivní rychlosti. Ta v prvních dvou případech dosahovala průměrných hodnot 5,7 a 6,3 km.h -1 a ve výzkumu Rodgerse byla nastavena 6,7 km.h -1. Church et al. (2002) se domnívá, že účastníci výzkumu Rodgerse neměli dostatečný čas na to, aby využili odpichu o hole, a tak zapojili svalstvo horní části těla, což mělo za následek nižší nárůst spotřeby kyslíku. Tento závěr se shoduje se závěrem Pocari et al. (1997). Schiffer et al.(2006) se ve své studii zaměřili na hodnocení různých fyziologických odpovědí při terénním testování na Nordic Walking (NW) ve srovnání s chůzí (W) a během (J). Měření se účastnilo 15 žen ve středním věku 44 ± 6 let s tělesnou výškou 170 ± 5 cm a BMI 22,8 ± 1,8 kg/m 2. Všechny se pravidelně věnovaly aerobní aktivitě vytrvalostního charakteru 2-3 týdně. Každý ze subjektů byl podroben měření SF, La, VO 2 a VCO 2 při chůzí s holemi, chůzí i běhu na 400 m dlouhé venkovní dráze. Každou testovou situaci od sebe dělily nejméně 3 dny a jich pořadí bylo náhodné. Testovací protokol jednotlivých situací byl postupně vzrůstající a bylo nutné se zúčastnit nejméně 5 stupňů. Test pro NW a W začínal rychlostí 1,2 m.s -1 a končil nejpozději 2,4 m.s -1. U J rychlost začínala na 1,8 m.s - 1 a test pokračoval až do úrovně vyčerpání jedince. Kontrola dodržení vzrůstající rychlosti byla určena kontrolními značkami, která byly po 50 m rozmístěny po dráze a akustickým signálem. Výsledky ukázaly významně vyšší hodnoty VO 2 při porovnání NW a W v rychlostech 1,8 a 2,1 m.s -1 o 8 a 7 % (graf č. 3). Hodnoty La byly vyšší u NW po celou dobu testu ve srovnání s W. Při srovnání NW a běhu se hladina La téměř shodovala v prvním stupni zátěže při rychlosti 1,8 m.s -1, ale už při rychlosti 2,1 m.s -1 se začaly hodnoty odlišovat. Při konečné rychlosti 2,4 m.s -1 byly hodnoty významně statisticky odlišné, při čemž nejvyšší koncentrace La byla při NW (5,65 ± 1,97 mmol.l - 1 ) a nejnižší J (3,26 ± 2,16 mmol.l -1 ) (graf č. 4). 25

26 Graf č. 3: Relativní spotřeba kyslíku při chůzi, Nordic Walkingu a běhu (Schiffer et al., 2006). Graf č. 4: Množství La během chůze, Nordic Walkingu a běhu (Schiffer et al., 2006). Pro dosažení hladiny La 2 respektive 4 mmol.l -1 byly zapotřebí různé rychlosti, které se od sebe v jednotlivých testech významně lišily. Nejnižších rychlostí 1,8 ± 0,2 a 2,1 ± 0,2 m.s -1 pro dosažení hladin La 2 respektive La 4 došlo u NW, zatímco nejvyšších u J (2,3 ± 0,5 a 2,7 ± 0,5 m.s -1 ). U W dosahovala rychlost také vyšších hodnot než u NW (2,0 ± 0,2 a 2,3 ± 0,3 m.s -1 ) (graf č. 5). 26

27 Graf č. 5: Relativní spotřeba kyslíku při hladinách laktátu 2 mmol.l -1 a 4 mmol.l -1 (Schiffer et al,.2006). Tento výzkum ukázal nárůst spotřeby kyslíku při NW o 8 respektive 7 % ve srovnání s chůzí při testu na dráze v rychlosti 1,8 a 2,1 m.s -1. Schiffer et al. (2006) uvádí, že tato hodnota může být ve srovnání s výsledky předchozího výzkumu Rodgers et al. (1995), který zjistil nárůst VO 2 o 12 % u NW ve srovnání s W při rychlosti 1,86 m.s -1. Dochází ale k rozdílnosti s publikovanými výzkumy Church et al. (2002) a Porcari et al. (1997), kteří pozorovali nárůst VO 2 o 20,6 % (1,65 m.s -1 ) a 23 % (1,96 m.s -1 ) Schiffer et al. (2006). přikládá tyto rozdílné výsledky zejména odlišným rychlostem při jednotlivých testech i způsobu jejich volby. Zapojení horních končetin, a tím i vyšší zatížení při NW je nejpravděpodobnější důvod pro vyšší hodnoty krevního laktátu při každém testu ve srovnání s W a J. Tudíž se autoři domnívají, že můžeme předpokládat větší zapojení anaerobního metabolismu, protože horní končetiny jsou převážně tvořeny II. typem svalových vláken. Schiffer et al. (2006) poukazují na zjištěný fakt, kdy k dosažení určité submaximální La úrovně je u NW potřeba výrazně nižší rychlosti než u W a J. Zatímco SF a VO 2 se při těchto rychlostech nemění až do takové míry jako La. Z toho usuzují, že kontrola, hodnocení a vedení tréninku při pohybu s holemi by neměla vycházet z SF a VO 2, které jsou odvozené pouze z testů založených na chůzi nebo běhu. Tento fakt by mohl podceňovat specifické zatížení při NW. 27

28 2.6.2 Chůze s holemi v různých skolench Duncan, Lyons (2008) srovnávali změny VO 2max při chůzi s holemi a bez holí do stoupání. Výzkumu bylo podrobeno 6 mužů, 1 žena ve věku 24.2 ±4.7 let, ti absolvovali dvě hodinová měření. Stoupání mělo sklon 5% a rychlost byla nastavena tak, aby hodnota SF dosahovala hodnot mezi 55 65% maxima. Výsledky ukázaly, že VO 2 je při chůzi s holemi do kopce výrazně vyšší 28.2 ± 2.9 ml.kg -1.min -1 ve srovnání s chůzí prostou 25.1±2.1 ml.kg -1.min -1. V obou případech se hodnoty v průběhu testu neměnily a rozdíl zůstával celou hodinu velmi podobný. Zátěží organismu při chůzi s holemi a bez holí v různém sklonu se zabývali Perrey a Fabre (2008). Pět mužů a sedm žen ve věku 28.4 ±8.8 let podstoupilo měření na laboratorním běhátku ve sklonech -15%; 0; +15%, s holemi i bez holí. Testování pro každou situaci trvalo vždy 10 min. První polovina této doby byla věnována zapracování jedince do podmínek testu a až v druhé části probíhal sběr dat. Rychlost chůze byla pro každou vzniklou testovací situaci jiná. Jedinci si na základě několika zkoušek stanovili vlastní preferovanou rychlost (Martin et al 1992). Ze závěrů je patrné, že energetická náročnost byla výrazně vyšší při použití holí při sestupu (19 %). V situacích na rovině a do kopce nedošlo k výraznému zvýšení spotřeby kyslíku při porovnání s chůzí s holemi a bez holí. Autoři uvádějí, že tento neočekávaný výsledek může ovlivňovat několik faktorů. Jedním z nich je volba preferované rychlosti v různých stupních sklonu. To vedlo ke snížení rychlosti chůze o 1-2 km.h -1 oproti jiným studiím (graf č. 6). 28

29 Graf č. 6: Hodnoty energetické náročnosti (EC) chůze s holemi a bez holí z kopce, na rovině a do kopce (Perrey a Fabre, 2008). Baláš, Pospíšilová (2010) testovali šest žen ve věku 27 ± 1 let s tělesnou hmotností 56 ± 5 kg s tělesnou výškou 164 ± 4 cm, které provozovali pravidelně pohybovou aktivitu alespoň třikrát týdně. Měření probíhalo na laboratorním pásu v 8 sekvencích v pořadí chůze a NW při rychlosti 4 km.h -1, 6km.h -1 ve svahu 0% 10%, každá sekvence trvala 4 minuty. Průměry VE, VO 2 a SF byly použity z intervalu 2:00 až 3:40 každé sekvence. Významný nárůst byl zjištěn pouze u VE při vyšší rychlosti a větším sklonu. Došlo k nárůstu i dalších parametrů (VO2 a SF), ty ale nebyly významné ze statistického hlediska ani z praktického Vztah vlastností používaných holí na energetickou náročnost NW Hansen a Smith (2009) posuzovali energetickou náročnost během NW s různými délkami holí. Této studie se zúčastnilo dvanáct subjektů (11 žen a 1 muž) ve věku 50.6 ± 2.4 let, kteří měli již zkušenosti s Nordic Walkingem a pravidelně ho provozovali. Testovány byly tři druhy lokomoce v tomto pořadí- prostá chůze, chůze s holemi s délkou, kterou si účastníci sami zvolili a chůze s holemi, které byly o 7,5 cm kratší než délka holí původně zvolená a to vždy bez přerušení v jednom typu sklonu. Měření 29

30 proběhlo na rovině a ve sklonu ± 12 vždy s pauzou 6 minut mezi jednotlivými profily. Délka zkrácení holí o 7,5cm byla stanovena na základě kombinace teoretických poznatků, pilotní studie a praktických zkušenostech. Determinantem bylo, aby došlo k pozorovatelné změně fyziologické odpovědi, ale zároveň nedošlo k poškození základů techniky NW. Výsledky poukazují na to, že ke změnám VO 2 došlo pouze v situaci chůze do stoupání. Při použití kratších holích se VO 2 zvýšilo o 2,49 ± 0,12 l.min -1 ve srovnání s chůzí s holemi se samostatně zvolenou délkou 2,42 ± 0,11 l.min -1. V situacích na rovině a v klesání nedošlo k žádným významnějším změnám při porovnání délek holí. Průměrná délka holí, kterou si účastníci sami volili, byla 67,6 ± 0,6 % jejich průměrné tělesné výšky. De Angelis et al. (2009) se ve své studii zaměřili na efekt rozdílných délek holí, normalizované na výšku postavy jedince, spotřebu kyslíku a vnímané úsilí. Výzkumu se zúčastnilo 13 mužů ve věku 21,4 ± 1,3 let s výškou postavy 173,7 ± 0,1 cm a tělesnou hmotností 71,1 ± 9,4 kg. Všichni se zúčastnili 3 testovacích dnů, kdy pokaždé používali hole o rozdílných délkách 55%, 65% (obvykle délka doporučována INWA -International Nordic Walking Asociation) a 75% jejich tělesné výšky. S jednou délkou holí subjekt vždy absolvoval 3 rozdílné zátěže v rychlostech 4, 5 a 6 km.h -1. Testování probíhalo na laboratorním pásu s nulovým sklonem po dobu 10 minut a bylo mimo jiné sledováno VO 2. Byl nalezen statisticky významný rozdíl u VO 2 při rychlostech 5 a 6 km.h -1 a různými délkami holí. Při rychlosti 5 km.h -1 byl tento rozdíl u VO 2 zaznamenán mezi délkami holí 65 % a 75%, u rychlosti vyšší 6 km.h -1 se objevily 2 významné odlišnosti u VO 2. Bylo to mezi holemi délky 65% a 75% a také mezi délkami 55% a 75%. Při rychlosti 4 km.h -1 nebyla zaznamenána žádná významná změna VO 2 ve vztahu k rozdílným délkám holí. Na základě své studie De Angelis et al. (2009) uvádějí, že se nezdá být z hlediska zvýšení energetického výdeje výhodné používat krátké nebo dlouhé hole při nižších rychlostech. Za to v rychlostech 5 a 6 km.h -1 můžeme pomoci použití delších dosáhnout vyšší energetické náročnosti. 30

31 Schiffer et al (2011) zjišťovali, jak ovlivní energetickou náročnost NW různá hmotnost používaných holí. Vycházeli z faktu, že spotřeba kyslíku roste při chůzi a běhu se závažím v ruce. Testování probíhalo na umělé dráze (400m) při rychlosti 2 m.s - 1 a zúčastnilo se ho 12 žen ve věku 21±2 let. Hole byly zatíženy olovnatou fólií, která byla omotána dokola hole pod rukovětí. Tím bylo dosaženo potřebných váhových rozdílů mezi jednotlivými holemi. Účastníci absolvovali pět 7 minutových měření pokaždé v rozdílném zatížení ve vztahu k použitým holím. Situace nastaly následující: chůze bez holí (W), chůze s holemi (NW), chůze s holemi zatížených 0,5 kg (NW+0,5), chůze s holemi zatížených 1 kg (NW+1,0), chůze s holemi zatížených 1,5 kg (NW+1,5). Došlo k výraznému nárůstu VO 2 při použití holí se zvýšenou hmotností v situacích NW+0,5 (32,0 ± 2,7 ml.kg -1.min -1 ) a NW+1,5 (32,4 ± 3,9 ml.kg -1.min -1 ) ve srovnání s prostou chůzí W (27,5 ± 4,1 ml.kg -1.min -1 ) (graf č. 7). To signalizuje reálný vzrůst intenzity prováděné pohybové činnosti. Při porovnání NW (29,7 ± 3.8 ml.kg - 1.min -1 ) a chůze s holemi s přidanou zátěží nedošlo k výraznému zvýšení nároků na VO 2. Tento fakt přivádí autory k myšlence, že použití těžších holí nemá přílišné fyziologické a zdravotní benefity při Nordic Walkingu. Graf č. 7 Relativní spotřeba kyslíku během W, NW s rozdílnou váhou holí (Schiffer et al., 2011). 31

32 2.6.4 Vliv různých povrchů na energetickou náročnost NW Vztahem různých druhů povrchů při Nordic Walkingu a spotřebou energie se zabývali Schiffer, T. et al. (2009). Studie se zúčastnilo 13 instruktorek Nordic Walkingu ve věku 26 ± 4,6 let, o tělesné hmotnosti 58,5 ± 4,2 kg a tělesnou výškou 168,1 ±4,6 cm. Všichni účastnice absolvovaly 18 minutový venkovní test skládající se ze tří 1200m částí a to na umělé dráze (A), trávě (G) a betonu (C). Pořadí povrchů při testování bylo vybráno náhodně a rychlost byla stanovena na 2,2 m.s -1. Během testu bylo sledováno La, VO2, a SF. Z výsledku je zřejmé, že výrazně vyšší VO 2 bylo sledováno při pohybu na trávě (G 36,1 ±4,2 ml.min -1.kg -1 ) ve srovnání s betonem (C 32,1 ± 2,5 ml.min -1.kg -1 ). Při srovnání těchto dvou povrchů s umělou dráhou (A 33,8 ± 3,1 ml.min -1.kg -1 ), nebyla vyhodnocena statisticky významná změna. Stejně tak tomu bylo i u dalších ukazatelů SF, La, které nevykazovaly význačné změny na různém povrchu (graf č. 8). Měkčí povrchy tedy vykazují vyšší spotřebu kyslíku a tím pádem i energetickou náročnost. To je dáno nutností většího svalového úsilí při snaze se odpoutat do měkkého povrchu. Graf č. 8. Relativní spotřeba kyslíku při chůzi na betonu (bílá), umělé dráze (černá) a trávě (šraf) (Schiffer, T. et al., 2009). 32

33 2.6.5 Energetická náročnost chůze s holemi ovlivněná nadměrnou tělesnou hmotností Figard-Fabre et al. (2009) zkoumali efekt 12 týdenního intervalového tréninkového programu NW v porovnání s intervalovým tréninkovým programem zaměřeným na chůzi u obézních žen ve středním věku. Programů se celkem zúčastnilo 23 jedinců, z toho 12 bylo ve skupině se zaměřením na NW a 11 se zaměřením na chůzi. Věk celé skupiny byl 60 ± 7 let. Jednotlivé lekce, které probíhaly po 12 týdnů, se konaly 3x týdně a zahrnovaly zahřátí (10 min), intervalový trénink (30 min) a uklidnění (10 min). Při srovnání výsledku obou skupin po uplynutí programu, bylo zaznamenáno významné zlepšení V O2peak u skupiny NW. Při srovnání chůze a NW ve stejné rychlosti 4 km.h -1 došlo k výraznému zvýšení energetické náročnosti při použití holí. Skupina NW také vykazovala větší oblibu k tréninkového programu ve srovnání se skupinou W. Figard-Fabre et al. (2010) se ve své studii zabývali fyziologickou odpovědí organismu, vnímáním zatížení a efektem zdokonalení techniky při Nordic Walkingu v porovnání s chůzí u obézních žen ve středním věku. Výzkumu se zúčastnilo 11 žen ve věku 59 ± 5 let, tělesnou hmotností 84 ± 12,6 kg, BMI 33,14 ± 3,66 kg.m -2, V O2peak 2203 ± 469 ml.min -1 a všechny vedly sedavý způsob života s pohybovou aktivitou méně než 1h za týden. Jedním z východisek je prezentace NW jako atraktivní aktivity pro jedince s nadváhou nebo obézní, kteří potřebují zvýšit svůj energetický výdej. Výukový program techniky NW probíhal 4 týdny vždy 3x v týdnu a lekce byly dlouhé 45 min. Testování probíhalo před tímto programem a následně po jeho absolvování. Obsahovalo chůzi bez holí a s holemi a to pokaždé ve sklonech -5, 0, +5%. Rychlost byla stanovena na 4 km/h a měření v každém druhu zatížení probíhalo vždy 5min, tak aby bylo dosaženo metabolicky klidného stavu. Celkový efekt použití holí nezávisle na sklonu či absolvování výukového programu ukázal významné nárůsty sledovaných parametrů v porovnání s chůzí bez holí. Ventilace (VE) stoupla při použití holí 31,56 ± 11,09 vs. 27,91 ± 11,04 l.min -1 podobně VO ± 371,7 ml.min -1 vs. 1050,7 ± 395,1 ml.min -1 a zvýšila se také energetická náročnost (EC) 3,6 ± 1,2 J. kg -1.m -1 vs. 3,0 ± 1,3 J. kg -1.m -1. Sledoval se nárůst SF 108 ± 15 bpm vs. 99 ± 15 bpm a prodloužení kroku 1,35 ± 0,12 m vs. 1,25 ± 33

34 0,11 m naopak subjektivní vnímání zatížení se při použití holí snížilo. Další výsledky ve vztahu k výukovému programu a sklonu ukazuje tabulka č. 2. Tabulka č. 2: Hodnoty ventilace (VE), spotřeby kyslíku (VO 2 ), spotřeby kyslíku vyjádřené v procentech k VO 2 peak (VO 2 (%VO 2 peak ) zjištěných při NW a W vzhledem ke sklonu a času (Figard-Fabre et al., 2010). Hodnoty VE při chůzi s holemi z kopce, po rovině a do kopce byly 21,6 ± 5,7, 28,1 ± 6,8 a 39,4 ± 11,6 l.min -1 a dosáhly významné změny ve srovnání s chůzí bez holí. Ke snížení VE došlo po aplikaci výukového programu 30,5 ± 11,3 vs. 29,0 ± 11,1 l.min -1. VO 2 dosahovalo hodnot 772,5 ± 204,4; 1107,1 ± 213,4 a 1522,8 ± 296 ml.min -1 z kopce, na rovině a do kopce. Před aplikací programu bylo zjištěno VO ,9 ± 414,3 ml.min -1 a po proběhnutí programu 1089,4 ± 362,4 ml.min -1. Největší nárůst byl sledován při srovnání hodnot u NW a W. Významné změny byly také sledovány při porovnání interakce W se změnou skonu. K výraznému nárůstu VO 2 docházelo při použití holí v porovnání s chůzí v každém sklonu. Tento nárůst byl nejvyšší při chůzi z kopce (graf č. 9). Procentuální vyjádření změny VO 2 při porovnání NW a W dosáhlo 34 ± 20, 16 ± 11 a 8 ± 7% při chůzi z kopce, na rovině a do kopce. 34