Fyziologick aspekty SILNIN CYKLISTIKY Ph Dr Michal Botek

Fyziologické aspekty SILNIČNÍ CYKLISTIKY Ph. Dr. Michal Botek, Ph. D. Fakulta tělesné kultury, UP Olomouc

Základní charakteristika o cyklický pohyb + kontinuální zatížení o profesionální cyklista najede T + Z 30 000 – 35 000 km. rok-1 o Tour de France: 21 dní (~100 hodin závodu) a ~3500 km o profi závodní kalendář: únor – srpen (září) o 1 den (~250 km) o 7 denní (4 -5 dní po sobě jdoucích etap 150 – 200 km + časovka o 3 největší závody trvající 3 týdny : Giro d´Italia : Tour de France : Vuelta a Spaña o 21 etap (~200 km nebo 4 – 5 hodin), 1 -2 den volno; o 3500 – 4000 km !!!

Somatické determinanty výkonu HMOTNOST % TUKU PLOCHA TĚLA BMI VÝŠKA FRONTÁLNÍ PLOCHA (Lucia et al. , 2001)

Somatotyp cyklistů o sprinteři ~ 180 cm/80 -85 kg o kratší nohy - akcelerace o inklinace k mezomorfii o cyklisti na 1 km o ~185 cm/90 kg o delší nohy než sprinter o cyklisti na 4 km o ~180 -190 cm/75 -85 kg o štíhlí + dlouhé nohy zastoupení tělesného tuku 3 – 8 %

Antropometrická charakteristika Grasgeuber, P. , & Cacek, J. (2008). Sportovní geny. C Press: Brno.

Antropometrická charakteristika o specialista na časovku nebo rovinatý terén : vyšší postava (180 – 185 cm) : hmotnost 70 – 75 kg : BMI ~22 kg. m 2

Antropometrická charakteristika o specialista do kopců neboli , , vrchař“ : nižší postavy (175 – 180 cm) : hmotnost 60 – 66 kg : BMI ~19 -20 kg. m 2

NEJVÍCE ZATĚŽOVANÉ SVALOVÉ SKUPINY + ZRANĚNÍ o PÁDY o odřeniny o zlomeniny (klíční kost, zápěstí, prstů) o poranění hlavy o bolesti zad o chronické záněty (šourek, varlata, nadvarlata) http: //is. muni. cz/do/rect/el/estud/fsps/ps 10/fyziol/web/sport/

Distribuce svalových vláken podíl II. B vláken (%)

Specifikace a nároky závodních etap Rovina Horská etapa Časovka (Lucia et al. , 2001)

ROVINATÁ ETAPA o délka ~200 km nebo 4 až 5 hodin o většinu času jízda v pelotonu , , v balíku“ (150 -200 cyklistů) o snížení odporu vzduchu – jízda ve vzduchovém pytli o úspora energie až o 30 % o prům. intenzita mírná – střední : 70 % <70 % VO 2 max : 25 % 70 – 90 % VO 2 max : 5 % > 90 % VO 2 max o kadence: 90 rpm o průměrná rychlost: 45 km. h-1 o technika jízdy + vyhnutí se nehodě o délka etapy + těžký převod (53 x 12 -11) o ↑↑ svalové únavy

Zdroje energetického krytí při zvyšující se intenzitě RQ sacharidů = 1 RQ = CO 2 1 g = 4, 1 kcal O 2 RQ tuku = 0, 7 1 g = 9, 3 kcal (Hamar & Lipková, 2001) aerobní práh anaerobní práh

Tuky Triglyceridy (TG) jsou sloučeniny glycerolu a tři MK (nerozpustné ve vodě, ideální zásobárna energie) TG jsou rozkládány v • • tukových, svalových nebo jaterních buňkách v tenkém střevě enzymem LIPÁZOU na glycerol a tři MK

Tuky MK jsou transportovány pomocí albuminu krví Před vstupem do buňky se MK přeměňují na acyly po prostoupení buněčnou membránou se dostávají pomocí L-karnitinu do mitochondrií

VZNIK acyl-Co. A energie MK + ATP + Co. A acyl Co. A syntetáza Mg 2+ Acyl-Co. A + AMP + PPi

Cytoplazma Vnitřní membrána acyl-Co. A Karnitin I Co. A Karnitin Acyl karnitin transferáza acylkarnitin Matrix acylkarnitin acyl-Co. A II Co. A

Tuky V mitochondriích jsou MK dekarboxylovány a dehydrogenovány ß-OXIDACE acetylkoenzym-A a vstupují do Krebsova cyklu

HORSKÉ ETAPY o délka ~200 km a celková doba 5 – 6 hodin o 3 – 5 x stoupání (5 -10 %) trvající 30 – 60 minut o výkon je ovlivněn hmotností sportovce + kola o >6 W. kg je nezbytný výkon pro elitní vrchaře o valivý odpor roste při nižších rychlostech + nerovném terénu o šlapání ve stoje – méně ekonomické o kadence 70 rpm + IZ ~90 % VO 2 max (ANP) o negativní vliv hypoxie (>1600 m. n. m) na aerobní výkon !!!

VYŠŠÍ NADMOŘSKÁ VÝŠKA A VYTRVALOSTNÍ VÝKON klesá VO 2 max - snížen i vytrvalostní výkon od 1200 m. n. m. : Mexico 1968 (2300 m. n. m. ): běhy >400 m horší výkony : 1500 m o 3 % : 5 a 10 km o 8 % : VO 2 max – pokles o 15 % : : snížení parciálního tlaku O 2 : iniciace zvýšení produkce EPO : trénink ve vyšší nadmořské výšce – hypobarická hypoxie

ČASOVKA o rovinatý terén o krátká, 5 -10 km nebo 40 - 60 km o největší úskalí – odpor vzduchu – důraz na aerodynamiku o zaujmutí ideálního posedu + redukce frontální plochy o prům. rychlost 50 km. h-1 po dobu 60 minut !!! : extrémní nároky na metabolismus IZ = 90 % VO 2 max : IZ >ANP více jak 50 % času o kadence 90 rpm při těžkém převodu 53 x 12 -11 o prům. zatížení během 40 - 60 km ~350 W (nejlepší >400 W)

ANAEROBNÍ ZISK – ATP 300 – 500 g GLYKOGEN A GLUKÓZA PFK 3 ATP Pyruvát 2 ATP LDH ATP + LAKTÁT + H+ : RYCHLÁ, ale NEHOSPODÁRNÁ cesta k získání ATP

Cesta Laktátu o může být ve svalové tkáni, kde byl vytvořen (většinou bílá svalová vlákna) nebo ve tkáni, do které se dostal krví A) buď zpátky oxidován na pyruvát a rozložen v mitochondriích (Krebsově cyklu) a CO 2, H 2 O a energii, B) nebo se z něj může zpětně vytvořit ZÁSOBNÍ GLYKOGEN (tzv. glukoneogeneze, tj. tvorba glykogenu z nesacharidových zdrojů)

Spiroergometrické vyšetření o sledované parametry: ventilační – VT; V; DF; CO 2; RQ; V/VO 2, : kardiovaskulární – SF, TK : VO 2, La : AP; ANP

Ventilační odpověď při stupňované práci do maxima Dynamika VT

Ventilační odpověď při stupňované práci do maxima Bod zlomu CO 2

PUFROVACÍ (NÁRAZNÍKOVÝ) SYSTÉM La - H+ p. H H+ + HCO 3 H 2 CO 3 CO 2 + H 2 O p. CO 2 v KRVI vede ke stimulaci dýchání (hyperventilaci) a zvýšení CO 2 ve vydechovaném vzduchu! RQ > 1 !!!

Ventilační odpověď při stupňované práci do maxima V-slope metoda - ANP

Výsledek testu do vita maxima u elitního cyklisty ANP: 169 -174 tep/min

Fyziologické parametry o Vitální kapacita (pro výšku 175 – 180 cm) je 6 L o V = 180 – 190 L. min-1 o Anaerobní práh (ANP) odpovídá 90 % VO 2 max (Lucia et al. , 2001) Conconiho test: Deflekční bod ANPc (cirkulační): 85 % SFmax

Fyziologické parametry o maximální výkon podle druhu protokolu: : 400 – 450 W (6. 0 – 6. 5 W. kg) při zvyšování co 4 minuty : 450 – 500 W (6. 5 – 7. 5 W. kg) při zvyšování o 25 W. min-1 o maximální aerobní kapacita (VO 2 max): : 5 – 6 L. min-1 nebo 70 – 80 ml. min-1 kg-1 : nejvyšší hodnoty zjištěny u vrchařů (<70 kg) o mechanická účinnost (40 - 100 rpm): 19, 6 – 28, 8 % (Åstrand, 2003)

Konstrukce laktátové křivky o 4 až 8 stupňů : délka trvání každého stupně: 4 -8 min : determinace AP (1. 5 -2. 0 mmol/L) : determinace ANP (3. 5 -6. 0 mmol/L) – exponenciální vzestup La ANP AP

Odpověď organismu na zatížení (Neumann et al. , 2005)

Tréninkové dávky MONITOR SF WATTMETR (SRM)

METODY ZVYŠUJÍCÍ AEROBNÍ VÝKON : normobarická hypoxie (dusíkový stan) vs. : EPO – CERA (Continuous erythropoietin receptor activator) : krevní doping

ZMĚNY HEMOGLOBINU A HEMATOKRITU : hemoglobin (muži 135 -174, ženy 116 -163 g/L) : Hematokrit – objem formovaných krevních elementů (erytrocytů) vyjádřený v procentech celkového množství krve (upraveno podle: Wilmore J. H. , 2004) : muži 40 – 54 %; ženy 36 – 48 % (Billet, 1990) (Neumann et al. , 2005)

Termoregulace

Termoregulace je schopnost organismu udržovat stálou optimální teplotu (kolísání 35, 8 o C - 37 o C). Tvorba tepla zejména v játrech a ve svalech, většinou jako vedlejší produkt při látkové výměně. Výdej tepla • • sáláním (v podobě infračervených paprsků) vedením (voda odvádí teplo lépe než vzduch) prouděním (vítr) odpařováním (pot)

2. Pocení snižuje plazmatický objem; výsledkem je zvýšení koncentrace krve a zvýšení krevní osmolality 3. Zvýšení osmolality krve stimuluje hypotalamus 4. Hypotalamus stimuluje zadní lalok hypofýzy 1. Pohybová aktivita podporuje pocení 5. Zadní lalok hypofýzy produkuje ADH. 6. ADH působí na ledviny, zvyšuje prostupnost renálních tubulů a sběrných kanálků pro vodu; výsledek = zvýšená reabsorpce vody. 7. Objem plazmy se zvyšuje a osmolalita krve klesá. Mechanismus, kterým ADH chrání organismus před ztrátou vody.

2. Pocení redukuje objem plazmy a průtok krve ledvinami 1. Svalová aktivita podporuje pocení 3. Redukovaný objem krve v ledvinách stimuluje uvolňování reninu z ledvin. Renin napomáhá tvorbě angiotenzinu I, který je konvertován na angiotenzin II 4. Angiotenzin II stimuluje uvolňování aldosteronu z kůry nadledvin 5. Aldosteron zvyšuje resorpci Na a H 20 z renálních tubulů 6. Plazmatický objem se zvyšuje Mechanismus působení Renin-Angiotenzin-Aldosteronového systému

Zotavení po tělesném zatížení Působení aldosteronu a ADH přetrvává 12 až 48 hodin po zátěži = = redukce produkce moči a ochrana organismu před další dehydratací Prolongované působení aldosteronu na reabsorpci sodíku zvyšuje jeho koncentraci nad normální hladinu = = zvýšená spotřeba vody

Rapidní pokles plazmatického objemu po ukončení zátěže. Změny plazmatického objemu během opakovaného zatížení a dehydratace v průběhu 3 dnů.

SPECIFICKÉ ADAPTACE o Dráhová cyklistika – sprinty o ↑ glykogenu, ATP, CP, hypertrofie vláken II. A a II. B, o ↑ anaerobní kapacity, fc. pufrů , akt. anaerobních enzymů o Silniční cyklistika o ↑ glykogenu, aerobního metabolismu (enzymy, mitochondrie), o ↑ úrovně ANP a VO 2 max, ekonomiky pohybu o ↑ kapilarizace sv. vláken typu I. o ↓ SFklid (bradykardie) + SFsubmax, DFklid (bradypnoe) o excentrická hypertrofie srdce o zvýšení ejekční frakce o zvýšení aktivity vagu a pokles aktivity sympatiku (A + NA)

Děkuji za pozornost