STANOVOVÁNÍ KRITICKÉ SRDEČNÍ FREKVENCE A KRITICKÉ RYCHLOSTI V DUATLONU

FAKULTA TĚLESNÉ VÝCHOVY A SPORTU UNIVERSITY KARLOVY V PRAZE STANOVOVÁNÍ KRITICKÉ SRDEČNÍ FREKVENCE A KRITICKÉ RYCHLOSTI V DUATLONU Závěrečná práce Vedoucí práce: PaedDr. Josef Horčic Zpracoval: Pavel Valenta Šumperk, srpen 1999 1

Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci vypracoval samostatně a použil pouze uvedené literatury. Pavel Valenta 2

Děkuji tímto PaedDr. Josefovi Horčicovi za pomoc při zpracování této práce a podporu při studiu. Zvláštní poděkování patří také PaedDr. Pavlovi Svobodovi za poskytnutí měřícího a vyhodnocovacího zařízení tepové frekvence firmy POLAR. 3

Obsah 1. Úvod 5 2. Syntéza poznatků 6 2.1. Vytrvalostní předpoklady v duatlonu 6 2.2. Kritická srdeční frekvence 7 2.3. Kritická rychlost 8 2.4. Způsoby stanovování kritické srdeční frekvence a kritické rychlosti 9 2.4.1. Invazivní stanovování hodnot kritické srdeční frekvence 10 2.4.2. Neinvazivní stanovování hodnot kritické srdeční frekvence 12 2.4.3. Ověření stanovených hodnot kritické srdeční frekvence 18 3. Cíle práce 19 4. Metodika práce 20 4.1. Způsoby testování skupiny sportovců 20 4.1.1. Testování pro běh - laboratorní testy 21 4.1.2. Testování pro běh - terénní testy 22 4.1.3. Testování pro cyklistiku - laboratorní testy 23 4.1.4. Testování pro cyklistiku - terénní testy 25 4.2. Způsoby vyhodnocování jednotlivých testů 26 5. Výsledky 27 5.1. Porovnání výsledků různých testů u jednoho sportovce v jednom období a ověření stanovených hodnot 27 5.2. Porovnání výsledků jednoho sportovce v různých obdobích 34 6. Diskuse 36 6.1. Porovnání a vyhodnocení výsledků u jednotlivých sportovců 36 6.2. Vlastní zkušenosti s měřením 37 7. Závěr 38 8. Seznam použité literatury 40 9. Přílohy 42 4

1. Úvod Duatlon je sport, ve kterém závodník absolvuje první běžeckou, cyklistickou a druhou běžeckou část v uvedeném pořadí, s průběžným měřením času od startu prvního běhu do cíle druhé běžecké části (ČSTT, 1999; Pravidla triatlonu, duatlonu a kvadriatlonu). Duatlon patří mezi mladé sportovní odvětví a jeho počátky nalezneme v triatlonu, jenž spojuje plavání, cyklistiku a běh. Tyto vytrvalostní víceboje spolu s kvadriatlonem spadají pod jeden svaz a sice Český svaz triatlonu. Triatlon se představí při své olympijské premiéře v roce 2000 v Sydney. Duatlonové závody se zpravidla vypisují na těchto tratích: Sprint duatlon 5km běh 20km kolo 2,5km běh Krátký duatlon 10km běh 40km kolo 5,0km běh Dlouhý duatlon 20km běh 80km kolo 10km běh Vyjímkou nejsou ani různé modifikace těchto tratí. Stále častěji se objevují kratší závody umístěné do center měst, kde se o vítězi často rozhoduje až v závěru druhého běhu. Valná většina závodů se jezdí s povoleným draftingem, čímž dochází k větší atraktivnosti závodů, ale i k vyrovnání celkových výkonů. Dynamika vývoje ve vytrvalostních vícebojích (duatlon) jde v posledních letech prudce nahoru. Je to důsledek nejen zdokonalování sportovní přípravy sportovců, ale i dalších faktorů. Sportovní trénink, a to nejen v duatlonu, je zaměřen na záměrný rozvoj jedince, na dosahování dílčích cílů výkonnostního růstu. Proto bychom měli pozornost zaměřit především k poznání podstaty výkonnostních předpokladů sportovce a jejich rozvoje. Sportovní trénink je složitý a účelně organizovaný proces rozvoje specializované výkonnosti sportovce ve vybraném sportovním odv ětví nebo disciplíně. Systém sportovního tréninku je komplexní, vnitřně uspořádaný funkční celek, jehož obsahem je účelné a zdůvodněné uspořádání forem, prostředků a metod, zajištěných odpovídajícími organizačními formami (M. Choutka a J. Dovalil, 1991; Sportovní trénink). Právě pro účelné a efektivní vedení sportovního tréninku je důležité znát hodnoty kritické srdeční frekvence a jí příslušející kritické rychlosti pohybu. Především pro potřeby praxe vzhledem k intenzifikaci tréninkového procesu. Právě způsobem zjišťování těchto hodnot v praxi se bude zabývat tato práce. 5

2. Syntéza poznatků 2.1. Vytrvalostní předpoklady v duatlonu Vytrvalost je pohybová schopnost provádět déletrvající tělesnou činnost na určité úrovni, aniž by se snížila efektivita této činnosti (J. Dovalil, 1992; Sportovní trénink). Energie pro pohybovou činnost je zajišťována štěpením energeticky bohatých látek. Toto může probíhat dvojím způsobem: aerobně a anaerobně. Aerobní (oxidativní) procesy jsou zajišťovány přísunem kyslíku zásluhou dýchacího a srdečně cévního systému. Jsou to katabolické děje při nichž se energie uvolňuje za přítomnosti kyslíku a uplatňují se při pohybové činnosti v setrvalém stavu (střední až mírná intenzita). Jinými slovy řečeno, jsou to chemické děje při nichž uvolňování energie probíhá za přítomnosti kyslíku, uplatňující se především při pohybové činnosti v setrvalém stavu. To znamená při déletrvajícím cvičení střední až mírné intenzity, trvající většinou déle než 5-6 minut, bez přerušení a v neměnné intenzitě. Anaerobní (neoxidativní) procesy jsou naopak chemické děje, při nichž se uvolňování energie uskutečňuje za nepřítomnosti kyslíku, to jest bez vstupu O2 do chemické reakce. Anaerobní procesy jako jediné zajišťují energii na začátku každé pohybové činnosti. Podílejí se vysokým procentem na výdeji energie v krátkodobých činnostech (30 sec - 4 min) a na konci řady cvičení (ve finiši). Anaerobní procesy probíhají ve tkáních za nepřítomnosti kyslíku a v organismu se hromadí produkty látkové přeměny. Rozlišujeme dva typy reakcí: využití ATP a CP; a anaerobní glykolýza. Aerobní a anaerobní procesy jsou ve vzájemných vztazích a jejich podíl závisí na intenzitě konkrétní činnosti. V duatlonu jsou rozhodující právě procesy aerobní. K předělu mezi efektivním aerobním krytím energetických nároků a mezi méně účelným krytím anaerobním dochází právě při takové intenzitě zatížení, jíž nazýváme anaerobní práh. Při této intenzitě na úrovni anaerobního prahu již organismus není schopen udržovat dynamickou rovnováhu mezi produkcí a zpracováním laktátu. Hodnoty anaerobního prahu jsou pro sportovce velmi důležité, protože umožňují mnohem efektivnější trénink vytrvalosti, především pokud jde o rozvoj aerobní kapacity. Aerobní kapacitou se rozumí celkový objem energie, jenž lze uvolnit oxidativně. S tím úzce souvisí maximální aerobní výkon, který je podmíněn především činností systému transportujícího kyslík, hlavn ě výkonností krevního oběhu. Vysoká úroveň oxidativních dějů ve svalu závisí tedy nejen na adaptačních dějích v buňkách, ale i na možnostech krevního oběhu přisunout buňkám dostatek kyslíku. Závislost je příčinná: čím má být sportovec 6

výkonnější, tím více kyslíku v časové jednotce musí být schopen dopravit z plic do svalů, aby mohl v daném čase uvolnit větší kvantum energie aerobně, a tím dosáhnout vyššího výkonu, tedy rychlosti pohybu (J. Dovalil, 1992; Sportovní trénink). Právě proto se zátěž na úrovni anaerobního prahu považuje za velmi účinný prostředek pro rozvoj vytrvalostních aerobních schopností. Účelem vytrvalostního tréninku je zvýšit podíl aerobního krytí energie při pohybové činnosti. Určení anaerobního prahu (ale i aerobního) je důležité především pro stanovení individuálního a efektivního tréninkového zatížení. 2.2. Kritická srdeční frekvence Kritickou srdeční frekvenci, neboli také hodnoty srdeční frekvence na úrovni anaerobního prahu (anaerobní práh) můžeme definovat jako maximální intenzitu konstantního zatížení, při které je ještě v rovnováze tvorba a utilizace krevního laktátu (D. L. Costill, 1970; Metabolic responses during distance running). Tuto definici lze vyjádřit také tak, že intenzita zatížení na úrovni anaerobního prahu je intenzita maximálně dosažitelného rovnovážného stavu, vzhledem ke koncentraci laktátu v krvi. Lze také říci, že anaerobní práh představuje nejvyšší možnou intenzitu zatížení, kdy ještě organismus pracuje v podmínkách setrvalého či rovnovážného stavu (definice Hellera, 1996). Zjednodušeně můžeme také říci, že anaerobní (neoxidativní) práh, je taková intenzita zatížení, při níž dochází k předělu mezi efektivním aerobním krytím energetických nároků a mezi méně účelným krytím anaerobním. Již z těchto definic vyplývá, že intenzita zatížení na úrovni anaerobního prahu není intenzita přesně ohraničená z fyziologického hlediska, k čemuž svádí ne zcela šťastný pojem prahu, ale jedná se o určité pásmo intenzit zatížení, při jehož překročení dochází ke kvalitativním i kvantitativním změnám v organismu. Z hlediska početního je tato intenzita stanovována jako jednoznačná, přesně definovaná intenzita, ale při praktickém použití musíme respektovat výše uvedenou poznámku (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Tréninkově se jedná o takovou intenzitu zatížení, při níž je průběžná spotřeba kyslíku poměrně vysoká a současně produkce laktátu minimalizovaná, takže aktivitu lze provádět po delší dobu. Vytrvalostní způsob tréninku vede ke zvyšování hodnot anaerobního prahu výkonu absolutního i relativního v podmínkách dynamické rovnováhy vnitřního prostředí. Odečtení inflexního bodu 7

na křivce změn příslušného ukazatele vzhledem k zatížení označuje moment počátku stresové situace. Hodnoty anaerobního prahu u netrénovaných se nacházejí kolem výkonů charakterizovaných přibližně kolem 65% maximální spotřeby kyslíku, trénovaní dosahují hodnot až 90% maximální spot řeby kyslíku. Hladina laktátu v okolí anaerobního prahu se pohybuje přibližně na úrovni 4 mmol/l. U sportovců, kteří provozují vytrvalostní sporty (tedy i duatlonisté) se může anaerobní práh vyskytovat v oblasti koncentrace laktátu 2 až 3 mmol/l, podobně jako u starších nebo oslabených osob. Ve svalu nahromaděný laktát není v důsledku anaerobního odbourávání glukózy nevyužitelný odpadní produkt, ale hlavně ve fázi zotavení po pohybové činnosti je přenášen krevní cestou do jater, kde je resyntezovaný na jaterní glykogen. Odbourávání laktátu v kosterních svalech v době zotavování po fyzické aktivitě značně napomáhá i aktivní složka odpočinku, jako např. vyklusání. 2.3. Kritická rychlost Kritická rychlost je rychlost pohybu na úrovni anaerobního prahu, tedy ryhlost příslušející hodnotě kritické srdeční frekvence. V duatlonu tedy rychlost běhu při kritické srdeční frekvenci stanovené pro běh (anaerobní práh pro běh) a rychlost jízdy na kole při kritické srdeční frekvenci stanovené pro cyklistiku (anaerobní práh pro jízdu na kole). Vytrvalostní trénink vede ke zvyšování hodnot anaerobního prahu výkonu absolutního, ale i výkonu relativního v podmínkách dynamické rovnováhy vnitřního prostředí. Mluvíme-li o parametrech na úrovni anaerobního prahu, je nezbytně nutné uvádět vždy i údaje o způsobu zatěžování, který byl použit pro stanovení hodnot anaerobního prahu, a také o parametrech pomocí nichž tuto intenzitu stanovujeme. Testování a zjišťování hodnot kritické rychlosti je nutné provádět pravidelně, vždy podle potřeby, aby byla zajištěna kontrola trénovanosti, tedy změn k nimž došlo v důsledku tréninkového působení, ale i z důvodu intenzifikace vlastního tréninkového procesu. 8

2.4. Způsoby stanovování kritické srdeční frekvence a kritické rychlosti U vrcholových sportovců bývá často diagnostika úrovně anaerobního prahu mnohdy významnější než pouhé testování maximální spotřeby kyslíku. To znamená, že pro vytrvalostní výkonnost je důležitější schopnost dlouhodobějšího využití maximálních předpokladů než maximum samo o sobě (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Kritickou srdeční frekvenci neboli anaerobní práh lze v zásadě zjišťovat dvěma způsoby: invazivně a neinvazivně. Intenzita zatížení může být při testování stupňována bez přerušení či přerušovaně, z pásma oxidativního do pásma smíšeného až neoxidativního. Hodnotu kritické srde ční frekvence a jí příslušející kritické rychlosti lze odečíst z bodu, ve kterém dochází k maximální změně strmosti křivek (tzv. inflexní bod), v závislosti k intenzitě zatížení. Přestože je způsobů zatěžování mnoho, je v zásadě testování prováděno konstantní několikastupňovou zátěží, či stoupajícím zatížením bez přerušování. Konstantní zatížení předpokládá dosažení setrvalého stavu (rovnovážný stav při němž transportní systém dodává jen tolik kyslíku, kolik požadují tkán ě, intenzita aktuálně probíhající činnosti se nemění, stejně jako se nemění dynamická rovnováha hlavních fyziologických funkcí oběhového a dýchacího systému), u zvyšujícího se zatěžování bývá doba trvání jednoho stupně různě dlouhá, až do několika minut. Při všech způsobech stanovování hraje vždy rozhodující roli způsob, jakým je prováděno zatěžování, hlavně pak intenzita a doba trvání jednotlivých zatížení a dále způsob, jakým je anaerobní práh stanovován. To jest jednak použitá metoda stanovení, ale hlavně parametry, které byly využity pro stanovení anaerobního prahu. Pokud tedy uvádíme parametry na úrovni anaerobního prahu, je nezbytn ě nutné uvádět vždy i údaje o způsobu zatěžování, který byl použit pro stanovení anaerobního prahu a o parametrech, pomocí nichž tuto intenzitu stanovujeme (např. "laktátový práh", "ventilační práh"). Pro trenérskou praxi je důležité, aby sportovec byl vždy testován stejným způsobem, protože jedině tak lze z posunu hodnot anaerobního prahu dělat patřičné závěry. Na základě zkušeností různých autorů se jednoznačně ukazuje, že stanovení anaerobního prahu značně rozšiřuje informační obsah každého funkčního vyšetření. Parametry na úrovni kritické srdeční rychlosti (anaerobního prahu) jsou jako jedny z mála funkčních parametrů přímo použitelné při řízení sportovního treninku nebo obecně fyzického treninku v terénních podmínkách (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). 9

2.4.1. Invazivní stanovování hodnot kritické srdeční frekvence Invazivní stanovování hodnot kritické srdeční frekvence a jí příslušející kritické rychlosti (anaerobního prahu) je založeno na základ ě změn koncentrace laktátu nebo parametrů acidobazické rovnováhy v krvi při stoupajícím zatížení. Invazivní metody stanovování, především pak za využití kinetiky koncentrace laktátu v krvi při vzrůstajícím zatížení, kdy přihlížíme k individuálnímu funkčnímu stavu, je možné v současnosti považovat za nejvíce propracované a i za relativně nejpřesnější. Mají nevýhodu v nutnosti používat přístroje, případně i chemikálie, ale především v nutnosti přerušovat zatížení pro odběry vzorků krve a ve značném prodloužení doby zatížení, a tím i vyšetření. Je neustále potřeba počítat s tím, že měříme parametry v krvi a nikoliv ve svalu, kde změny vznikají. V důsledku toho, že existuje určité zpoždění při přechodu ze svalu do krve, které je tím větší čím vyšší je intenzita zatížení (L. Hermansen, I. Stensvold, 1972; Production and removal lactate during exercise in man). Dále je nutno podotknout, že pro pro invazivní biochemickou metodu stanovení kritické srde ční frekvence je nutné splnit podmínku přibližného dosažení rovnovážného stavu. Původní koncepce stanovení kritické srdeční frekvence a kritické rychlosti pohybu (anaerobního prahu) pokládala za anaerobní práh intenzitu zatížení odpovídající koncentraci laktátu v krvi 4 mmol/l (A. Mader a kol., 1976; Zur Beurteilung der sportartspezifischen Ausdauerleistungsfahigkeit im Labor). Takto stanovená intenzita zatížení na úrovni anaerobního prahu ale nep řihlíží k individuálním zvláštnostem metabolismu jednotlivc ů a hlavně u sportovců s vysokou aerobní výkonností může vést k velkým chybám (V.Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Právě proto se v současnosti většinou hodnotí kinetika laktátu v závislosti na stoupajícím zatížení a stanovuje se tzv. individuální laktátový anaerobní práh. Jedním z možných způsobů stanovení anaerobního prahu je grafický způsob stanovení, který využívá tečen závislosti koncentrace laktátu na zatížení (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). 10

Grafický způsob stanovuje anaerobní práh jako bod, kde dochází k největší změně strmosti laktátové křivky. Tečny ke křivce závislosti koncentrace laktátu na intenzitě zatížení konstruujeme v bodech, které musí ležet mimo dosah pracovních intenzit zatížení (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). V krátkosti se také zmiňme o způsobu zatěžování při této invazivní metodě. Je nutné dodržet podmínku přiblížení se rovnovážnému stavu. Odebíráme-li vzorky krve pro stanovení biochemických parametrů v přechodové oblasti, kdy není ještě ustavena dynamická rovnováha mezi produkcí a utilizací laktátu, nacházíme hodnoty intenzity zatížení na úrovni laktátového prahu vyšší než v p řípadě, že je dynamické rovnováhy dosaženo. Například pro stupně zatížení v délce trvání dvou minut nacházíme na úrovni laktátového anaerobního prahu hodnoty intenzity zatížení zhruba o 8 12 % vyšší než v případě, že jednotlivé stupně zatížení trvají čtyři minuty. Pro delší časy zatížení už nejsou rozdíly v intenzitě a rovněž ostatních funkčních parametrech významné (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Diference v hodnotách parametrů na úrovni anaerobního prahu u krátkých stupňů zatížení je způsobena latencí ve vyplavování laktátu z pracujícího svalu do krve a rozdíly v hodnotách koncentrace laktátu ve svalu a krvi a tím i mezi hodnotami stanovenými před dosažením dynamické rovnováhy a při dosažení dynamické rovnováhy jsou tím vyšší, čím vyšší je intenzita zatížení (L. Hermansen, I. Stensvold, 1972; Production and removal lactate during exercise in man). Interval mezi jednotlivými zatíženími, který je nutný pro odběr vzorků kapilární krve pro stanovení hodnot biochemických parametrů, a který se v praxi obvykle pohybuje v rozmezí 0,5 2 minuty, se prakticky v hodnotách na úrovni anaerobního prahu neprojeví. Příčinou je prakticky stejná kinetika koncentrace laktátu nezávislá do dvou minut na době odběru pro stanovení koncentrace laktátu v krvi (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení Bunc 1989). V současnosti, kdy je možnost využití výpočetní techniky, lze laktátový anaerobní práh vyhodnotit například podle sowtvare rakouské firmy Mag. Ernest Böck ETB Soft. Tohoto bylo využito i při testování v našich konkrétních případech. Tepová frekvence byla zaznamenávána sportestery finské firmy POLAR, stejně jako bylo využito jejich sowtvaru Přesné posuzování výkonnosti. V sočasné době se projevuje snaha nahrazovat právě tyto invazivní metody, jež jsou obtížněji dostupné právě metodami neinvazivními. 11

2.4.2. Neinvazivní stanovování hodnot kritické srdeční frekvence Neinvazivní stanovování hodnot kritické srdeční frekvence a jí příslušející rychlosti pohybu (anaerobního prahu) využívá změn některých respiračních parametrů nebo tepové frekvence v závislosti na stoupajícím zatížení nebo spotřebě kyslíku, nebo jejich vzájemných změn při vzrůstající zátěži. Lze využít i nelineárních změn integrovaného elektromyogramu, případně využitím vhodně voleného motorického testu (N. Bachl, W. Reiterer, L. Prokop, H. Czitober, 1978; Bestimmungsmethoden der anaeroben Schvelle). Při všech těchto stanoveních, především pak při jejich interpretaci, je třeba velmi pečlivě posuzovat vztahy kauzálnosti. Přesný rozbor těchto vztahů je velmi komplikovaný, přičemž v současnosti nejsou všechny pochody jednoznačně a uspokojivě vysvětleny (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Přestože se neinvazivní metody stanovování úrovně kritické srdeční frekvence využívají stále častěji pro jejich větší a snadnější dostupnost, je nutné podotknout, že hlavní okruh použití neinvazivních metod (vyjma metody využívající kinetiky tepové frekvence) je ve většině případů vázán na laboratorní podmínky. Neinvazivní metody, které využívají kinetiku ventilačních a respiračních parametrů, jsou většinou založeny na skutečnosti, že nad anaerobním prahem roste V a VCO2 rychleji než roste VO2, přičemž hodnota PaCO2 zústává relativně konstantní (K. Wasserman, 1986; The anaerobic threshild: definition, physiological significance and identification). Přesto je stále vedena diskuse o fyziologické podstatě anaerobního prahu. Zejména je považované za sporné, zda změny ventilačních nebo respiračních parametrů, jež jsou základem většiny neinvazivních metod, jsou skutečně ve vztahu s rychlým nekompenzovaným vzestupem koncentrace laktátu v krvi při vzrůstajícím fyzickém zatížení. Tyto úvahy zde nebudeme rozebírat, protože to není cílem práce. Každopádně lze ale konstatovat, že existence laktátového a ventilačního prahu a jejich vzájemný vztah byl mnohokrát u zdravých osob prokázán, což je pro nás postačující. Dále musíme konstatovat, že neinvazivní metody jsou p ři zachování podmínky aerobního zvyšování intenzity zatížení z hlediska praktické použitelnosti zcela zaměnitelné s metodami invazivními, jestliže tyto respektují aktuální individuální funkční stav. Jejich velkou předností je použití kontinuálního způsobu zatěžování, což sebou přináší zkrácení celého vyšetření a umožňuje stanovovat i parametry maximální (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). 12

Conconiho test Conconiho test patří mezi jednu z nejjednodušeji dosažitelných metod zjištění úrovně hodnot kritické srdeční frekvence a kritické rychlosti daného pohybu. Navíc Conconiho test slouží ke stanovení maximální tepové frekvence a mimo anaerobního prahu lze zjistit i aerobní práh jedince. Měření a metodiku testování je možné realizovat jak při běhu, tak cyklistice, plavání nebo i jiné sportovní činnosti. Test je založen na lineární závislosti vyjádřené mezi rychlostí pohybu a velikostí srdeční frekvence až do určité hodnoty, kdy dojde k odklonu křivky od lineární závislosti. K tomuto jevu dochází v tzv. deflexním bodě, jež se vyskytuje v těsném okolí anaerobního prahu. V počátku testu je rychlost lineárně závislá na hodnotách tepové frekvence, v průběhu testu s rostoucími hodnotami tepové frekvence roste rychleji. Anaerobní práh se nachází právě v místě zlomu, tzn. v místě přechodu křivky přímé úměry v křivku úměry nepřímé. Z tohoto lze pak i přibližně určit i práh aerobní. Aerobní pásmo odpovídá zhruba srdeční frekvenci na úrovni anaerobního prahu minus 15 % této frekvence (Český svaz triatlonu, 1996; Metodický dopis 1/96). V Conconiho testu je vhodné pokračovat až do dosažení maximální tepové frekvence. Vlastní Conconiho test je založen na realizaci pohybové činnosti (v našem případě běh a cyklistika) na stejně dlouhých úsecích (pro běh se doporučuje délka jednoho úseku 200 m), a to nepřerušovanou činností, postupně se zvyšující intenzitou do maxima. Srdeční frekvence se nepřetržitě zaznamenává v pěti sekundovém intervalu pomocí zařízení pro měření tepové frekvence (sportesteru). Důležité je přesné zaznamenání časových údajů jednotlivých úseků a dodržení podmínky zvyšování tempa činnosti od začátku testu, kdy by měla být srdeční frekvence přibližně 120 tepů za minutu. Pro spolehlivé stanovení hodnot anaerobního prahu (kritické srdeční frekvence) a vlastní vyhodnocení testu je potřeba alespoň osm úseků, ideální počet je dvacet úseků. Čím více se blížíme tomuto počtu, tím získáme kvalitnější křivku a tím pádem i možnost přesnějšího vyhodnocení. Velmi důležité je zvyšovat rychlost běhu nebo jiné pohybové činnosti postupně a plynule, ne příliš rychle a nárazově. Test končí při dosažení maximální tepové frekvence daného jednotlivce. Vlastní křivka představuje pak závislost tepové frekvence na rychlosti pohybu. Od hodnoty anaerobního prahu (kritické srdeční frekvence) roste rychlost daleko větším tempem než tepová frekvence. Je také dokázáno a v praxi se s tímto lze setkat, že přibližně u 10% populace nedochází k odklonu křivky doprava a rychlost je tedy lineárně závislá na tepové frekvenci až do konce činnosti (tedy do dosažení maximální tepové frekvence). V tomto přípedě nelze anaerobní práh (kritickou srdeční frekvenci) pomocí tohoto testu určit. Tento typ testu se rozšířil z Itálie postupně do celého světa. Může být používán jak při zjišťování individuálních hodnot anaerobního prahu, tak při 13

kontrole trénovanosti během přípravy. Vyšší trénovanost se projevuje posunem křivky doprava. Při porovnání testů je vhodné proložení křivek a podrobné vyhodnocení. Metoda stanovení kritické srdeční frekvence pomocí procentuelního výpočtu z maximální srdeční frekvence Tato metoda patří spíše mezi orientační nebo může sloužit pouze k ověření jako další možná metoda stanovené kritické srdeční frekvence. Lze ji také s výhodou využít pro první stanovení hodnot u za čínajících sportovců (s tím, že by měly následovat dokonalejší testy). Jedná se spíše o přesnější odhad, jež nemůže v žádném případě plně nahradit přesnější přímá stanovení, ale může poskytnout velmi cenné informace. K výpočtu se používá hodnoty maximální srdeční frekvence příslušného pohybu. Tu lze nejjednodušeji zjistit pomocí stupňované zátěže, jež je poslední 2-3 minuty vystupňovaná do individuálního maxima. Koncová srdeční frekvence je srdeční frekvencí maximální pro daný sport. Příkladem může být např. běh na 2 až 3 km max. rychlostí nebo jízda na kole 5 km max. rychlostí (samozřejmě s důkladným zapracováním). Zde je důležité podotknout, že podstatnou roli zde hraje motivace sledovaného sportovce, a proto je třeba kontrolovat dosažení skutečného maxima pomocí nezávislého parametru. Kritická srdeční frekvence (anaerobní práh) se potom vypočítává jako hodnota 87% až 93% z maximální srdeční frekvence daného pohybu (Český svaz triatlonu, 1996; Metodický dopis 1/96). Tyto procentuálního stanovení jsou v případě stejné adaptace na dané modelové zatížení relativně po dlouhou dobu stabilní. Metoda stanovení kritické srdeční frekvence pomocí výpočtu ze vzorce Tato metoda je vyloženě orientační, jedná se spíše o odhad. Měl by sloužit spíše pouze k hrubému stanovení hodnot nebo k prvotnímu ur čení hodnoty anaerobního prahu u začínajích či nových sportovců. Každopádně by po tomto určení měly přijít na řadu další metody stanovení kritické srdeční frekvence. Pro běh se používá následující vzorec: SF krit = ( 220-1,04 x věk ) x 0,9 Pro cyklistiku se používá následující vzorec: SF krit = ( 210-0.94 x věk ) x 0,9 (Český svaz triatlonu, 1996; Metodický dopis 1/96). 14

Metoda stanovení kritické srdeční frekvence podle Wassermana Klasické neinvazivní stanovení anaerobního prahu vychází z definice Wassermana (1973), který jej definuje jako hladinu intenzity zatížení nebo spotřeby kyslíku, při které se začíná projevovat metabolická acidóza spojená se změnami ve výměně plynů. Toto stanovení pak považuje za anaerobní práh bod, kdy současně dochází k nelineárnímu zvýšení minutové ventilace a výdeje CO2, snížení využití kyslíku aniž dojde ke snížení %CO2 a ke zvýšení respira čního koeficientu (K. Wasserman, B. J. Whipp, S. N. Koyal, W. L. Beaver, 1973; Anaerobic threshold and gas exchange during exercise). Graf : V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení Ostatní neinvazivní metody stanovení kritické srdeční frekvence využívající kinetiku ventilačních nebo respiračních parametrů v průběhu stoupající intenzity zatížení Tyto modely většinou v určitém pásmu linearizují obecné nelineární vztahy nebo závislosti. V praxi se nejčastěji setkáváme s modely mající dvě nebo tři lineární složky. Těchto linearizujících modelů je možné využívat k popisu závislosti ventilace (N. Bachl, W. Reiterer, L. Prokop, H. Czitober, 1978; Bestimmungsmethoden der anaeroben Schvelle), výdeje kysličníku uhličitého (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné 15

zatížení) na stoupající intenzitě zatížení (využito dvousložkového lineárního modelu). Graf : V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení. Podobně lze využít tohoto způsobu k popisu závislosti excesu CO2, přičemž [Ex CO2 = VCO2 0,7 VO2] (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Graf : V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení. 16

Dalším neinvazivním způsobem stanovení anaerobního prahu může být metoda na základě hodnocení závislosti VCO2 VO2 na stoupající intenzitě zatížení, a to s využitím dvousložkového lineárního modelu (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). Graf : V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení. Rovněž tak lze využít tohoto linearizovaného modelu k popisu změn tepové frekvence na stoupající intenzitě zatížení, podrobněji viz. Conconiho test (F. Conconi, M. Ferrari, P. G. Ziglio, P. Droghetti, L. Codeca, 1982; Determination of the anaerobic threshold by a noninvasive field test in runera). Graf : V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení. 17

Dvousložkový lineární model je možné podobně použít k popisu vzájemné závislosti ventilace na spotřebě kyslíku (W. Reiterer, N. Bachl, H. Czitober, L. Prokop, 1978; Verlaursbeobachtung über die Dauerleistungsfähigkeit von Skilangläufern mittels rechneruntersttützter Ergospirometrie), nebo ventilace na výdeji CO2 (J. S. Skinner, T. M. Mc Lellan, 1980; The transition from aerobic to anaerobic metabolism). Graf : V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení. 2.4.3. Ověření hodnot stanovení kritické srdeční frekvence Při každém stanovení parametrů na úrovni anaerobního prahu (kritické srdeční frekvence), které chceme dále využívat pro řízení sportovního treninku, je třeba co nejdříve po vlastním stanovení (nejlépe do dvou dnů) provést kontrolu tohoto stanovení. Toto ověření provádíme souvislým zatížením konstantní intenzity v délce trvání 20 45 minut. A to z důvodu, jež nám uvádí časová definice anaerobního prahu: intenzita zatížení na úrovni anaerobního prahu je maximální intenzita konstantního souvislého zatížení, které umožňuje práci po dobu zhruba 45 minut, aniž se změní koncentrace laktátu v krvi nebo hodnoty dalších funk čních proměnných, odpovídajících anaerobnímu prahu ((A. Mader a kol., 1976; Zur Beurteilung der sportartspezifischen Ausdauerleistungsfahigkeit im Labor). (A. Mader a kol., 1976; Zur Beurteilung der sportartspezifischen Ausdauerleistungsfahigkeit im Labor). Nejlépe ihned po skon čení vlastního konstantního zatížení, je třeba kontrolovat parametr, který byl použit pro stanovení anaerobního prahu (kritické srdeční frekvence). V terénních 18

podmínkách rychlost pohybu, hodnoty tepové frekvence, pop ř. i koncentraci laktátu v krvi. Jsou - li odchylky tepové frekvence větší než 3 5 tepů, v případě rychlosti pohybu 5 8 sec na kilometr a v případě koncentrace laktátu 0,5 mmol/l, je třeba provést úpravu intenzity zatížení. Jsou-li odchylky kladné nebo nam ěřené hodnoty po skončení zatížení větší, je třeba intenzitu zatížení snížit, v opačném případě zvýšit. Zhruba se dá říci, protože se jedná o submaximální oblasti zatížení kde platí lineární nebo přibližně lineární vztah mezi intenzitou zatížení a sledovanými funkčními parametry, že o kolik procent se liší sledovaný parametr od předem stanovené hodnoty, o tolik procent je třeba upravit intenzitu zatížení (V. Bunc, 1989; Biokybernetický přístup k hodnocení reakce organismu na tělesné zatížení). 3. Cíle práce Hlavním cílem práce je popsat metody testování a zjišťování hodnot kritické srdeční frekvence (anaerobního prahu) a jí příslušející kritické rychlosti. A to v duatlonu, sportu spojujícím běh a jízdu na kole. Dále pak tyto metody testování porovnat především v praktickém použití. Teoreticky jsou popsány všechny dostupnější a známější metody stanovování kritické srdeční frekvence. V praktické části byly použity jen vybrané metody, jež jsou nejvíce rozšířené a používané. Protože tyto metody jsou nejsnadněji dostupné, lze je bez problémů používat pro praxi sportovního tréninku. Navíc kromě laktátového testu a testu určení prahu z testu maximální spotřeby kyslíku (zde se za anaerobní práh považuje bod, kdy současně dochází k nelineárnímu zvýšení minutové ventilace a výdeje CO2, snížení využití kyslíku, aniž dojde ke snížení %CO2 a ke zvýšení respiračního koeficientu), není potřebné žádné speciální laboratorní vybavení a zařízení. Nutností je pouze zařízení pro záznam tepové frekvence (sportester). Cílem práce je tedy popsat různé testovací metody sloužící ke stanovení hodnot kritické srdeční frekvence. Dále pak porovnat tuto kritickou srdeční frekvenci stanovenou různými metodami. Z tohoto učinit závěr, jež by měl být ověřen i v praxi. 19

4. Metodika práce 4.1. Způsoby testování skupiny sportovců Testování skupiny sportovců bylo provedeno pouze vybranými metodami, jež jsou dostupné v podstatě pro každého. Nejednalo se v žádném případě o praktické provádění všech výše popsaných a uvedených metod a o jejich bližší zkoumání. To nebylo hlavním cílem práce. Tou je ukázka praktického provedení pouze vybraných metod testování a zjišťování hodnot kritické srdeční frekvence (anaerobního prahu) a jí příslušející kritické rychlosti. A to metod, jež jež jsou nejvíce rozšířené a používané, a které lze bez problémů používat pro praxi sportovního tréninku. Jednalo se o následující metody stanovení kritické srdeční frekvence (anaerobního prahu) a jí příslušející kritické rychlosti (s dodatkem, že ne u všech sportovců sledované skupiny byly použity všechny způsoby testování): Laktátový test - invazivní bichemické stanovení hodnoty kritické srde ční frekvence a jí příslušející kritické rychlosti, jež je založeno na základě změn koncentrace laktátu nebo parametrů acidobazické rovnováhy v krvi při stoupajícím zatížení (prováděno v laboratorních podmínkách). Neinvazivní metoda stanovení kritické srdeční frekvence z maximálního zátěžového testu test maximální spotřeby kyslíku a ostatních funkčních parametrů prováděný v laboratorních podmínkách, při němž lze anaerobní práh stanovit jako hladinu intenzity zatížení nebo spot řeby kyslíku, při které se začíná projevovat metabolická acidóza spojená se změnami ve výměně plynů. Conconiho test neinvazivní stanovení hodnoty kritické srde ční frekvence a jí příslušející rychlosti, jež je založeno na lineární závislosti vyjádřené mezi rychlostí pohybu a velikostí srdeční frekvence až do hodnoty, kdy dojde k odklonu křivky od lineární závislosti a to v bodě, jež se vyskytuje v těsném okolí anaerobního prahu (prováděno v terénních podmínkách). Procentuálním výpočtem z individuální maximální srdeční frekvence metoda patřící spíše mezi orientační nebo sloužící k ověření již stanovené kritické srdeční frekvence. Metoda pomocí výpočtu ze vzorce jedná se spíše o prvotní zjištění nebo hrubý odhad, jež nevyužívá žádných naměřených hodnot. Dále vždy následovalo v rámci testování a stanovování kritické srde ční frekvence také praktické ověření stanovených hodnot anaerobního prahu, pomocí souvislého zatížení konstantní intenzity, při odpovídající kritické rychlosti pohybu. 20