Česká kinantropologie 2013, vol. 17, no. 4, p. 126 132 VLIV VĚKU A SPORTOVNÍ AKTIVITY NA REAKČNÍ RYCHLOST DOLNÍCH KONČETIN* THE EFFECT OF THE AGE AND SPORT ACTIVITIES IN REACTION SPEED OF THE LOWER LIMBS PETR BRYCHTA 1, VLADIMÍR HOJKA 2, JAN HELLER 1, KLÁRA COUFALOVÁ 1, MAREK STOCKINGER 1 1 Biomedicínská laboratoř 2 Katedra atletiky Fakulta tělesné výchovy a sportu, Univerzita Karlova v Praze SOUHRN Cílem výzkumu bylo zjistit úroveň disjunktivní reakční rychlosti dolních končetin u dětí staršího školního věku v závislosti na věku jedince. Dále srovnání reakční rychlosti probandů podstupujících pravidelnou sportovní přípravu s probandy sportovně neaktivními. Testování se zúčastnily děti základní školy ve věku od 10 do 15 let (n = 66, výška 163,8±24,5 cm, váha 52,9±33,2), které byly rozděleny do tří věkových skupin a zároveň do dvou skupin dle sportovní aktivity. Ve výzkumu jsme testovali disjunktivní reakční rychlost dolních končetin na zařízení FiTRO Agility Check. Pro zjištění statistické významnosti rozdílů mezi jednotlivými věkovými skupinami a skupinami dle sportovního zaměření byla použita ANOVA s nastavením hladiny významnosti 0,05. Výzkum prokázal u chlapců od 10 do 15 let významnou souvislost mezi věkem a úrovní komplexní reakční rychlosti (816,3±84,7 pro 10 11 let; 764,5±82,5 pro 12 13 let a 700,9±72,1 ve věku 14 15 let). Sportovci (741,9±91,3) dosáhli rychlejší reakce než nesportovci (774,4±91,2), ale diference nebyla statisticky významná. Klíčová slova: pubescence, hbitost, sportovec, nesportovec, disjunktivní reakční rychlost, FiTRO Agility Check, ANOVA. ABSTRACT The aim of this study was to determine the level of multi-choice reaction speed of the lower limbs in school-aged boys by the age of the individual. Comparison of the multichoice reaction speed probands undergoing sport training with probands sport passive. Testing attended primary school children aged 10 to 15 years (n = 66, height 163.8±24.5cm, weight 52.9±33.2), which were divided into three age groups and also into two groups according to sport activity. In this study we tested the multi-choice reaction speed of the ˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉˉ * Studie byla podpořena ze Specifického vysokoškolského výzkumu SVV 2013-267603 a Výzkumného záměru MŠMT ČR MSM 0021620864. 126 Kinantropologie_2013_4.indd 126 16.12.2013 12:20:22
lower limbs on the device FiTRO Agility Check. To determine the statistical significance of differences between age and sport groups ANOVA was used. The significance level was set to 0.05. Research shown that boys 10 to 15 years have a significant correlation between age and the level of complex reaction speed (816.3±84.7 for 10-11 years, 764.5±82.5 for 12 to 13 years and 700.9±72.1 aged 14-15 years). Athletes (741.9±91.3) achieved a faster multi-choice reaction speed than non-athletes (774.4±91.2), but the difference was not statistically significant. Key words: pubescence, agility, athletes, nonathletes, multi-choice reaction speed, FiTRO Agility Check, ANOVA. ÚVOD Pubescence je přechodným obdobím mezi dětstvím a dospíváním. Vymezení tohoto vývojového období je obtížné z hlediska průběhu pubescentních změn. Existují rozdíly mezi užívanými periodizacemi, ale zpravidla se udává věkové rozmezí od 11 do 15 let (Vilímová, 2002). Nerovnoměrný vývoj ovlivňuje motoriku a koordinaci pohybu dítěte. Cílem sportovní výchovy je přizpůsobení se nárokům sportovního života a přispění k rozvoji osobnosti sportovce (Dovalil a kol., 2002). Respektování zákonitostí ontogeneze se odráží i ve znalostech senzitivních období, tj. časového úseku, ve kterém má dítě lepší přirozené předpoklady pro rozvoj pohybových schopností. Rychlost pohybu je v podstatě závislá na rychlosti svalové kontrakce a ta je vždy spojena s vynaložením určité síly. Funkčně je rychlost podmíněna kvalitou práce nervosvalového systému (Darlot et al., 1996). Maximálně možná frekvence pohybů je podmíněná kontrakčně-relaxační rychlostí. Při maximální a submaximální rychlosti střídání kontrakce a relaxace jsou zvýšené nároky kladeny na koordinaci práce antagonistických svalových skupin (Havlíčková, 2004). Metabolicky jsou rychlostní schopnosti určovány velkou schopností neoxidativní resyntézy ATP a morfologicky podílem rychlých glykolytických svalových vláken (Havlíčková, 2004). Věk 10 14 let je rozhodujícím obdobím pro rozvoj rychlostních schopností (Fejtek, 1994). Po 14. a 15. roce zvyšování čisté rychlosti klesá (Dovalil a kol., 2002). Rychlost reakce je nejvíce geneticky determinovaná a nepřímo souvisí s rychlostí pohybu. Schopnost reakce lze chápat jako psychofyzický výkonnostní předpoklad, který umožňuje jedinci na podráždění (signál) reagovat určitou rychlostí (Thomas et al., 1981). Optimální excitabilita CNS je nezbytná pro rozvíjení rychlostně-reakčních schopností, stejně jako dokonalá technika pohybového vzorce, psychická koncentrace a maximální motivace. Rozlišujeme jednoduchý reakční čas, který se označuje také jako reakční rychlost a disjunktivní reakční čas. Disjunktivní reakční čas se skládá z psychomotorické reaktivity, která je geneticky determinovaná, zatímco periferní, motorická složka je ovlivnitelná tréninkem (Štulrajter, 2007). Čím kratší je reakční čas, tím lepší je kreativita centrálního nervového systému (Oliver & Meyers, 2009). Změny vyvolané tréninkem jsou poměrně malé, přesto má zkrácení reakční doby nezanedbatelný význam u široké škály sportovních disciplín i v každodenním životě (Sheppard & Young, 2006). Vztah mezi tréninkem a výkony má kauzální povahu nejen u sportovců (Dovalil et al., 2002). I když jsou reakční schopnosti přibližně z 80 % podmíněny geneticky a ontogenezí (Fozard et al., 1994), dojde vhodným tréninkem v sen- 127 Kinantropologie_2013_4.indd 127 16.12.2013 12:20:22
zitivním období k jejich zlepšení (Miller & Low, 2001). Trenéři často zařazují do tréninkového procesu nejrůznější cvičení zaměřená především na rozvoj reakční schopnosti v kombinaci s hbitostí. Diagnostikou disjunktivní reakční rychlosti dolních končetin se zabývá motorický test FiTRO Agility Check (Zemková & Hamar, 2009). Cílem výzkumu je pomocí této inovované metodiky zjistit závislost disjunktivní reakční rychlosti dolních končetin chlapců v období pubescence (10 15 let) na věku a na sportovní aktivitě. METODIKA Do výzkumného souboru bylo zapojeno 66 dětí základní školy ve věku 10 15 let (výška 163,8±24,5; váha 52,9±33,2). Probandi byli rozděleni do tří skupin dle dosaženého věku (I. skupina 10 11 let; II. skupina 12 13 let; III. skupina 14 15 let). Dále byli probandi rozděleni do skupin čítajících sportovce a nesportovce. Skupina sportovců se skládala z dětí, které podstupují sportovní přípravu (minimálně 2x týdně po dobu 90 min.) a jsou členy sportovního klubu s pravidelnou organizovanou pohybovou aktivitou. Výzkum byl proveden formou průřezového testování disjunktivní reakční rychlosti dolních končetin na zařízení FiTRO Agility check (Hamar, 1997). Velkou předností použitého testu FiTRO Agility Check je, že postihuje rychlost reakce i rychlost pohybu dolních končetin. Test se skládá z vnímání podnětu, rozhodování a provedení pohybu, což znamená, že test poskytuje informace o komplexní (složité) sensomotorické reakci (Zemková a Hamar, 2009). Zařízení FiTRO Agility Check se skládá ze čtyř sensorických desek, které jsou propojené s počítačem, a každá deska funguje jako časový spínač. Při testování reakčně-rychlostních schopností jsme určili rozmístění met, kdy jsou navzájem vzdáleny svými vnitřními (bližšími) okraji 0,5 metru (Zemková & Hamar, 2009). Testovaná osoba stojí (uprostřed) mezi čtyřmi čtvercovými deskami o stranách délky 35 cm. Úkolem testované osoby je, co nejrychleji zareagovat na stimul (vizuální podnět zobrazený pomocí notebooku) v podobě červeného kolečka na bílém pozadí a co nejrychleji zašlápnout příslušnou desku. Podněty byly náhodně generovány softwarem v předem zvoleném časovém rozmezí (1 500 3 000 ms). Byly vytvořeny tři rovnocenné protokoly po 60 podnětech, které se střídaly v náhodném pořadí, čímž jsme vyloučili možnost zapamatování si lokalizace podnětů. Každý jedinec absolvoval všechny tři protokoly. Protokol, v němž byl dosažen celkový nejlepší průměrný čas (aritmetický průměr z 32 hodnot 8 nejlepších v každém směru), byl brán jako výsledek testu. Průměr osmi nejlepších reakčních hodnot (z 15) v každém směru se ukázal být velmi spolehlivým parametrem testu (Zemková a Hamar, 1998). Autoři testovacího zařízení (Zemková & Hamar, 2009) popisují podrobně konkrétní metodiku testování i vyhodnocení získaných výsledků. Testování bylo provedeno v homogenním prostředí na vybrané ZŠ v dobře osvětlené, zvukově izolované místnosti, kde byl každý jedinec podroben testu samostatně. Pokusy byly provedeny ve stejném okamžiku dne, tj. v dopoledních hodinách, aby se zabránilo únavě. Všichni testovaní jedinci byli zdraví, bez známek poruch v jejich fyzickém vývoji. Probandi byli seznámeni se způsobem provádění a vyhodnocování testů. Po standardním rozcvičení následoval test disjunktivní reakce. 128 Kinantropologie_2013_4.indd 128 16.12.2013 12:20:23
K vyhodnocení statistické významnosti rozdílů úrovně reakční doby mezi věkovými skupinami i skupinami sportovců a nesportovců byla použita ANOVA. Post-hoc analýza byla provedena Bonferroniho testem na hladině významnosti p = 0,05. Data byla analyzována pomocí programu Matlab (MathWorks, Inc. Natick, USA). VÝSLEDKY Výsledky testu FiTRO Agility Check prokázaly klesající lineární závislost reakční doby pubescentů na věku. Tři věkové skupiny dosáhly průměrné hodnoty reakce se směrodatnou odchylkou 816,3±84,7; 764,5±82,5 a 700,9±72,1 (tab. 1). V testu disjunktivní reakční rychlosti dolních končetin byla prokázána statisticky významná (p = 0,05) změna reakčního času u věkových skupin vybraných subjektů. Pro srovnání odlišnosti jednotlivých dvojic skupin byla použita ANOVA, která měla funkci post-hoc testu. Tabulka 1 Srovnání průměrů a směrodatných odchylek disjunktivní reakční rychlosti jednotlivých věkových skupin, sportovců a nesportovců Věkové skupiny N Průměr (ms) SD (ms) Skupina I. 10 11 let 22 816,33295 84,70923 Skupina II. 12 13 let 22 764,50682 82,45224 Skupina III. 14 15 let 22 700,94318 72,10783 Sportovní aktivita N Průměr (ms) SD (ms) Nesportovci 38 774,38553 91,15312 Sportovci 28 741,87768 91,31703 Bodové hodnoty ukazují průměrnou reakční dobu jedince v závislosti na věku. Regresní přímka ukazuje trend chování reakční doby v závislosti na věku (obr. 1). Obrázek 1 Závislost disjunktivní reakční doby na věku 129 Kinantropologie_2013_4.indd 129 16.12.2013 12:20:23
Test disjunktivní reakční rychlosti dolních končetin prokázal statisticky významnou (p = 0,05) změnu reakčního času mezi jednotlivými skupinami. Mezi druhou a třetí věkovou skupinou byla zjištěna statisticky významná hodnota p = 0,0287. Mezi první a třetí skupinou byla zjištěna nejvýraznější hodnota p = 2,56E-05. Rozdíl mezi první a druhou věkovou skupinou nebyl statisticky významný. Dále analýza prokázala, že odlišnost skupiny sportovců (741,9±91,3) a skupiny nesportovců (774,4±91,2) není statistický významná. Názorně jsou výsledky ANOVA prezentovány v tab. 2. Tabulka 2 ANOVA disjunktivní reakční rychlosti jednotlivých věkových skupin, sportovců a nesportovců Věkové skupiny T hodnota Pravděpodobnost 12 13 let vs. 10 11 let 2,18037 0,0991 14 15 let vs. 10 11 let 4,85454 2,56E-05 14 15 let vs. 12 13 let 2,67417 0,0287 Sportovní aktivita T hodnota Pravděpodobnost ano vs. ne 1,65566 0,10284 DISKUSE Disjunktivně reakčně-pohybová doba se skládá z reakční rychlosti a rychlosti jednotlivého pohybu. Jedinec, který má na vysoké úrovni senzorickou složku (výběrový reakční čas) nemusí mít na podobně vysoké úrovni složku motorickou, tj. pohybový čas (Sheppard & Young, 2006). Podíl senzorické složky na hodnotě komplexní reakční doby je individuálně variabilní a rovněž závisí na modifikaci testu (Zemková et al., 2003). Naše testování pomocí testu FiTRO Agility Check (Hammar, 1997) odhalilo statisticky významné (p = 0,05) rozdíly disjunktivní reakčně-pohybové doby dolních končetin mezi věkovými skupinami pubescentů a potvrdilo souvislost mezi klesající reakční dobou a stoupajícím věkem chlapců mezi 10 15. rokem života. Chlapci v rozdělených věkových skupinách dosáhli průměrných reakčních hodnot: 816,3±84,7ms (10 11 let); 764,5±82,5 ms (12 13 let); 700,9±72,1 ms (14 15). Získané výsledky odpovídají studii Zemková & Hamar (2001) vývojovým trendem rychlosti reakce, liší se pouze v dosažených reakčních hodnotách srovnatelných věkových skupin, kdy naši probandi dosáhli vyšší hodnoty reakční doby, tj. pomalejší reakce. Výsledky jsou rovněž v souladu se studiemi Thomase (1981) a Fozarda et al. (1994), které uvádějí, že reakční doba lineárně klesá s přibývajícím věkem až do rané dospělosti, kdy dochází k fyziologickému i psychologickému dozrávání organismu. Dále výsledky testování disjunktivní reakčně-pohybové rychlosti dolních končetin odlišují skupinu sportovců a nesportovců. Sportovně aktivní probandi (741,8±91,3) dosáhli rychlejší reakce než nesportovci (774,4±91,1), i když statisticky významná závislost (p = 0,05) nebyla prokázána. Výsledky jsou částečně v souladu i s jinými studiemi (Zemková & Hamar, 2009; Pivovarníček, 2010). 130 Kinantropologie_2013_4.indd 130 16.12.2013 12:20:23
Příčina rychlejší reakce se vzrůstajícím věkem u pubescentů může být ovlivněna zlepšením vizuální funkce. Studie Christensona & Winkelsteina (1988) prokázala, že sportovci jsou výrazně lepší než nesportovci ve vizuální reakční době i v periferním povědomí. Výzkum Nakamota & Moriho (2008) porovnával basketbalové a baseballové hráče, kteří měli významně kratší reakční časy než nesportovci. Na druhou stranu Ward et al. (2000) zkoumal vizuální funkce (u fotbalistů 8 18 let) spojené s věkem pomocí standardních měření statické a dynamické ostrosti, ale výsledky nepotvrdily kratší reakce u vrcholových sportovců ve srovnání se sportovci na amatérské úrovni. Navíc žádná ze skupin sportovců nedosáhla lepší vizuální funkce v porovnání s průměrnou populací. Vhodnými tréninkovými metodami může být reakční rychlost zlepšena (reakční doba snížena) o 15 až 25 % (Little & Williams, 2005). Vänttinen et al. (2010) uvádí, že celkové percepční a motorické schopnosti, tedy i rychlost reakce, se zlepšují s vyšší výkonnostní úrovní a déle na vysoké úrovni zůstávají. Množství tréninku a praxe mají vliv na reakční čas. Extrémní množství tréninku a vysoká výkonnost mohou vyvolat automatické reakce, které jsou rychlejší (Schmidt & Wriesberg, 2008). Studie Pivovarníčka (2010) odhalila zlepšení disjunktivní reakčně-pohybové doby starších dětí (14 15 let) vlivem tréninku o 198,9 ms, kdy měl při vstupním testování výzkumný soubor průměrnou reakční hodnotu 742,2 ms (zlepšení na hodnotu 543 ms). Šajna (2005) uvádí statisticky významnou rozdílnost (p < 0,05) v komparaci výsledků ve stejných věkových kategoriích jen mezi fotbalisty a nesportovci ve věku 12 13 let. Je otázkou, jsou-li hlavními determinanty podílejícími se na zlepšení úrovně agility anticipace, empirie, tenacita koncentrace nebo právě specifický trénink reakčních schopností. ZÁVĚR Reakční rychlost dolních končetin u chlapců staršího školního věku (10 15 let) se zlepšuje s přibývajícím věkem. Vhodný trénink komplexní rychlostně-reakční schopnosti zkracuje reakční dobu. Ve sportovní praxi je disjunktivní reakční doba dolních končetin dětí využitelná pro identifikaci talentu. Je nezbytné zmínit, že přesnost měření senzomotorických parametrů je ovlivněna mnoha faktory, mezi které patří koncentrace, motivace, druh a intenzita podnětu, aktuální fyzický i psychický stav a další determinanty. LITERATURA CHRISTENSON, G. N. & WINKELSTEIN A. N. (1988) Visual skills of athletes versus nonathletes: development of a sports vision testing battery. Journal of American Optometric Association, 59(9), p. 666 675. DARLOT, C. et al. (1996) Computation of inverse dynamics for the control movements. Biological Cybernetics, 75(2), p. 173 186. DOVALIL, J. a kol. (2002) Výkon a trénink ve sportu. 1. vyd. Praha: Olympia, 336 s. ISBN 80-7033-760-5. FEJTEK, M. (1994) Atletika v 1. 4. ročníku základní školy. 1. vyd. Hradec Králové: Gaudeamus, 204 s. ISBN 80-7041-996-2. FOZARD et al. (1994) Age differences and changes in reaction time: The Baltimore Longitudinal Study of Aging. Journal of Gerontology, 49(4), p. 179 189. HAMAR, D. (1997) Test agility. Bratislava: Oddelenie telovýchovného lekárstva Ústavu vied o športe pri FTVŠ UK. 131 Kinantropologie_2013_4.indd 131 16.12.2013 12:20:23
HAMAR, D. & ZEMKOVÁ, E. (1998) Test disjunktívnych reakčno-rýchlostných schopností dolných končatín. Med. Sport Boh. Slov., 7(3), p. 74 78. HAVLÍČKOVÁ, L. a kol. (2004) Fyziologie tělesné zátěže I. 2. vyd. Praha: Karolinum, 203 s. ISBN 80-7184-875-1. LITTLE, T. & WILLIAMS, A. G. (2005) Specificity of acceleration, maximum speed, and agility in professional soccer players. Journal of Strength Condition Response, 19, p. 76 78. MILLER, J. O. & LOW, K. (2001) Motor processes in simple, Go/No-go, and choice reaction time tasks: a psychophysiological analysis. Journal of Experimental Psychology, Human Perception and Perforance, 27, p. 266 289. NAKAMOTO, H. & MORI, S. (2008) Sport-specific decision-making in a Go/No-go reaction task: difference among nonathletes and Basseball and basketball players. Perceptual and Motor Skills, 106, p. 163 170. OLIVER, J. O. & MEYERS, R. W. (2009) Reliability and Generality of Measures of Acceleration, Planned Agility and Reactive Agility. International Journal of Sports Physiology and Performance, 4, p. 345 354. PIVOVARNÍČEK, P. & ŠTULAJTER, I. (2010) Zmeny úrovne disjunktívnych reakčno-rýchlostných schopností rozvíjaných v denných biorytmických pesimách u futbalistov v prípravnom období. Acta Facultatis humanisticae Universitatis Matthiae Belii Neosoliensis, p. 171 177. SCHMIDT, R. A. & WRISBERG, C. A. (2008) Motor Learning and Performance: A situation-based Learning Approach. 4 th ed. Champaign, IL: Human Kinetics. SHEPPARD, J. M. & YOUNG, W. B. (2006) Agility literature review: Classifications, training and trstiny. Journal of Sports Science, 24(9), p. 919 932. ŠAJNA, J. (2005) Komparace výsledků testu agility mezi hráči invazivních sportovních her a normální populací ve věku 11 15 let. Nepublikovaná diplomová práce. Olomouc: UP FTK. ŠTULAJTER, I. (2007) Vplyvy biorytmov na vybrané pohybové schopnosti vo futbale. Banská Bystrica: FHV UMB. THOMAS, J. R., GALLAGER, J. D. & PURVIS, G. J. (1981) Reaction time and anticipation time: Effects of development. Research Quarterly for exercise and sport, 52(3), p. 359 367. VÄNTTINEN, T., BLOMQVIST, M., LUHTANEN, P. & HÄKKINEN, K. (2010) Effects of age and soccer expertise on general tests of perceptual and motor performance among adolescent soccer players. Perceptual and Motor Skills, 110, p. 675 692. VILÍMOVÁ, V. (2002) Didaktika tělesné výchovy. Brno: Paido, 103 s. ISBN 80-7315-033-6. WARD, P., WILLIAMS, A. M. & LORAN, D. C. (2000) The development of visual function in expert and novice soccer players. International Journal of Sport Vision, 6, p. 1 11. ZEMKOVÁ, E. & HAMAR, D. (2001) Posudzovanie disjunktívnych reakčnorýchlostných schopností. Bratislava: Oddelenie telovýchovného lekárstva Ústavu vied o športe FTVŠ UK. ZEMKOVÁ, E., HAMAR, D., ARGAJ, G. (2003) Rozdielny podiel motorickej zložky a parametre disjunktývných reakčno-rýchlostných schopností u basketbalistov. Tel. Vých. Šport, 13(2), p. 10 12. ZEMKOVÁ, E. & HAMAR, D. (2009) Towards an Understanding of Agility Performance. Boskovice: Albert. Mgr. Petr Brychta UK FTVS, J. Martího 31, 162 52 Praha 6-Veleslavín e-mail: brychta.p@seznam.cz 132 Kinantropologie_2013_4.indd 132 16.12.2013 12:20:23