Masarykova univerzita Fakulta sportovních studií Katedra sportovních her
Fyziologické aspekty horské cyklistiky a plánování tréninku Physiologic aspects of mountain biking and planning training
Bakalářská práce
Vedoucí bakalářské práce:
Vypracovala:
doc. PhDr. Ladislav Bedřich, CSc.
Ing. Kateřina Sedláčková 3. ročník, RVS komb. Brno 2013
Prohlášení
Prohlašuji, ţe jsem na bakalářské práci pracovala samostatně a pouţitou literaturu jsem citovala. Ve Zlíně 25. 4. 2013
.......................................................
Poděkování: Děkuji doc. PhDr. Ladislavu Bedřichovi, CSc., za odborné vedení, cenné rady, konzultace a připomínky při zpracování mé bakalářské práce. Dále děkuji Mgr. Vladislavu Pospíchalovi za jeho pomoc při obsluze spiroergometru a vyhodnocování zátěţových testů.
OBSAH 1.
ÚVOD .......................................................................................................................... 10
I. TEORETICKÁ ČÁST........................................................................................................ 11 2.
3.
4.
5.
6.
ÚVODEM O HORSKÉ CYKLISTICE ................................................................... 12 2. 1.
Historie a současnost horské cyklistiky ............................................................. 12
2. 2.
Charakteristika cyklistiky a její dělění ............................................................... 13
FYZIOLOGIE ZÁTĚŽE V HORSKÉ CYKLISTICE ........................................... 13 3.1.
Metabolická charakteristika výkonu ...................................................................... 13
3.2.
Funkční charakteristika sportovce ......................................................................... 16
3.3.
Morfologická a somatická charakteristika sportovce ............................................ 17
CHARAKTERISTIKA TRÉNINKU V CYKLISTICE ......................................... 19 4.1.
Obecná charakteristika jednotlivých období v tréninku cyklisty ........................... 19
4.2.
Objem, intenzita zátěţe a tréninkové zóny ............................................................ 21
4.3.
Cíle tréninkového procesu a adaptační změny....................................................... 24
4.4.
Hlavní motorické formy zátěţe v tréninkovém procesu ........................................ 26
4.5.
Vytrvalost a metody jejich rozvoje v cyklistice ..................................................... 27
4.6.
Síla, silová vytrvalost a metody rozvoje síly v cyklistice ..................................... 29
4.7.
Rychlost, rychlostní vytrvalost a metody rozvoje rychlosti................................... 30
4.8.
Výkon, výkonnost a sportovní forma..................................................................... 31
DOPLŇKOVÉ TRÉNINKOVÉ PROSTŘEDKY ................................................... 33 5.1.
Nespecifické tréninkové prostředky ...................................................................... 33
5.2.
Specifické tréninkové prostředky .......................................................................... 34
ZÁTĚŽOVÁ DIAGNOSTIKA, SPIROERGOMETRIE ....................................... 36 6.1.
Úvod do zátěţové diagnostiky ............................................................................... 36
6.2.
Měřené funkční parametry při spiroergometrickém vyšetření............................... 36
Srdeční frekvence (TF, SF) ............................................................................................... 36
Maximální srdeční frekvence (MTF, TFmax, SFmax) ..................................................... 37 Maximální výkon (Wmax, Wmax/kg) .............................................................................. 37 Spotřeba kyslíku (VO2) a maximální spotřeba kyslíku (VO2max) ................................... 38 Tepový kyslík (VO2/TF) ................................................................................................... 39 Dechový (respirační) ekvivalent (DE) a dechová frekvence (DF) .................................... 39 Poměr výměny plynů (RER) a minutová plicní ventilace (VE) ....................................... 39 6.3.
Aerobní a anaerobní práh ....................................................................................... 40
II. PRAKTICKÁ ČÁST ......................................................................................................... 43 7.
CÍL PRÁCE ................................................................................................................ 44
8.
METODIKA PRÁCE ................................................................................................ 45 8. 1.
Charakeristika sledovaného výběru, pouţité pomůcky ...................................... 45
8.1.1 Testované osoby .................................................................................................... 45 8.1.2 Pomůcky a materiál ............................................................................................... 46 8. 2. 9.
Provedení spiroergometrie ................................................................................. 49
VÝSLEDKY A DISKUSE ......................................................................................... 50
10. ZÁVĚR ........................................................................................................................ 57 POUŽITÁ LITERATURA ................................................................................................ 60 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK .............................................................................. 62 SEZNAM OBRÁZKŮ ....................................................................................................... 64 SEZNAM TABULEK ........................................................................................................ 65 RESUMÉ ............................................................................................................................. 66 RESUMÉ ............................................................................................................................. 66
MU v Brně, fakulta sportovních studií
1. ÚVOD Cyklistika je populárním sportem ve většině zemí, někde by se dala povaţovat dokonce za sport národní – například ve Francii, Itálii nebo Španělsku. Našla své místo mezi amatérskými výkonnostními sportovci, ale i v řadách hobby jezdců a bývá často doporučována i v léčebných programech, zejména při redukci hmotnosti a sníţení rizika civilizačních chorob. Tento sport však také ţiví velké mnoţství profesionálních jezdců, pro které je denním chlebem. Cyklistika má řadu odvětví, mezi nejznámější patří silniční cyklistika, cyklokros, horská cyklistika a dráhová cyklistika. Také nelze opomenout disciplíny jako je biketrial nebo sálová cyklistika. Rostoucí popularita závodů horských kol pro širokou veřejnost, které dávají příleţitost startovat také amatérům, je kaţdým rokem patrnější. Také se zvyšuje dostupnost informací, jak správně na závody trénovat a jak se připravit na závodní sezonu. Proto uţ jarní najíţdění kilometrů na soustředěních není jen výsadou profesionálních cyklistů, ale také výkonnostních a hobby jezdců. Stále se však najde velké mnoţství těch, kteří ve svém tréninku a plánování svého ročního tréninkového cyklu, nemají úplně jasno. Tyto chyby pak vedou k mnoha zklamáním během závodního období. Stejně tak jako jarní soustředění, má svoji roli v tréninku i zátěţová diagnostika, která je mimo jiné vodítkem pro sestavování tréninku a monitorování výkonnosti během přípravného i závodního období. Bohuţel této moţnosti uţ mnoho jezdců nevyuţívá, a tak je spiroergometrie nedílnou součástí hlavně u profesionálů. Pro účely bakalářské práce bude pozornost věnována aspektům horské a silniční cyklistiky, a to z toho důvodu, ţe většina výkonnostních a profesionálních cyklistů, kteří jezdí horská kola, vyuţívají silniční kolo v tréninku ve velké míře. Cílem práce je osvětlit problematiku tréninku v jednotlivých fázích přípravného období a vysvětlit klíčové veličiny spiroergometrického vyšetření, které úzce souvisejí s aktuální výkonností tak, aby byl schopen i amatérský cyklista číst ze svých výsledků zátěţových testů a vycházet z nich pro plánování svého tréninku. Na základě znalosti aktuálních spiroergometrických hodnot testovaných sportovců pak navrhnout intenzitní pásma, ve kterých budou sportovci trénovat po další dva měsíce do začátku závodního období.
10
11
I. TEORETICKÁ ČÁST
12
2. ÚVODEM O HORSKÉ CYKLISTICE 2. 1. Historie a současnost horské cyklistiky Jízdní kolo bylo pouţíváno mimo silniční komunikace v podstatě jiţ od doby svého vzniku a začátkem 20. století se začaly pořádat první závody v terénu. Skutečný vývoj byl však odstartován aţ v 70. létech v USA, kterým byl poloţen základ k tomu, aby se horská cyklistika později stala masovým sportem. Konstrukce samotného kola se pomalu začla odlišovat a přizpůsobovat poţadavkům terénu. Se zrodem horského kola se postupem času začaly pořádat závody a v roce 1983 se konalo první mistroství USA pod názvem NORBA (National Offroad Bicycle Association). Všechno dění bylo stále mimo Evropu, kde se první závody konaly v roce 1987 ve Francii jako neoficiální MS. Postupně rostl také zájem médií o tento sport a od roku 1990 byla horská cyklistika zahrnuta do programu UCI (Union Cycliste Internationale) k jiţ stávajícím disciplínám programu – silničních, dráhových a cyklokrosových závodů. Téhoţ roku se jiţ konalo oficiální MS v Coloradu, kde závodníci absolvovali jak cross-country (XC), tak sjezd. V roce 2003 se pak také konečně konalo oficiální MS v maratonu. V roce 2006 se v Atlantě stal mezníkem v historii horských kol olympijský závod XCO, který se těšil velké pozornosti diváků i médií. Byla tak odstartována vlna zájmu o horskou cyklistiku, která zajistila definitivní náklonnost široké veřejnosti [21]. V současnosti
horská
kola
zaţívají
obrovský
rozmach,
a
to
z hlediska
technologického, tak z hlediska rozšíření. Stavba současného horského kola se uţ od jeho předchůdce značně liší a současně se výrobci snaţí vyrábět lehčí a lehčí komponenty i rámy. V ČR se ročně pořádá nespočet závodů a nejvíce příznivců z řad veřejnosti si získaly seriály závodů jako KPŢ (Kolo pro ţivot), CMT (Cyklomaratontour), které nabízejí tratě různých délek. Méně účastníků přilákají závody XC (Cross-country), které v posledních dvou létech významně vyzdvihl závodník a olympijský vítěz OH v Londýně Jaroslav Kulhavý (Specialized Racing). Medializaci tohoto odvětví a zpřístupnění veřejnosti významně pomohlo i konání SP XCO v Novém městě na Moravě (od roku 2011), kde se v obou ročnících sešly tisíce diváků. V anketě, ve které hlasují závodníci, týmy, novináři, sponzoři a zástupci UCI, získal tento závod za dva roky svého konání dvojnásobné prvenství ze všech světových pohárů a za sebou na druhém místě nechal SP ve francouzském La Bresse a na třetím místě jihoafrický Pietermarizburg. Pokud se však jedná o ME a MS v maratonu, medializace není aţ taková, a tak uţ mnohem méně lidí ví, ţe se ČR za rok 2012 můţe chlubit také mistrem Evropy a třetím místem z MS v maratonu, o které se postaral Kristián Hynek (Česká spořitelna MTB team, od r. 2013 Elletroveneta Corratec) [31].
13
2. 2. Charakteristika cyklistiky a její dělění Horská cyklistika je jednou z odvětví cyklistiky. Společným rysem všech disciplín v cyklistice je jízda na kole a kontinuální typ zatíţení. Všechny tyto druhy cyklistiky spojuje typický cyklický pohyb s bipedální artificiální lokomocí – šlapáním, který je prováděný střídavou prací svalstva dolních končetin, tzn., ţe svalová hmota se soustřeďuje hlavně v oblasti dolních končetin. Cílem závodů je zdolat trať v terénu, na dráze nebo silnici v co nejkratším čase a dosáhnout co nejlepšího umístění mezi ostatními závodníky pelotonu, kdy se můţe jednat o jeden nebo více stejných okruhů. Doba trvání výkonu bývá různá, od 1,5 hodiny do 3 hodin, ale u maratonů i více. Intenzita je většinou aţ submaximální [3, 10]. Do cyklistiky tedy řadíme dráhovou cyklistiku, silniční cyklistiku, biketrial, sálovou cyklistiku, bikros a terénní cyklistiku. Terénní cyklistiku dále můţeme rozdělit na cross – coutry (XC, které se jezdí na 5 – 13 km okruhu s velkou náročností terénu a vysokými poţadavky na techniku), maratony (většinou 50 – 200 km dlouhé tratě s různým profilem i náročností terénu), downhill (DH, neboli sjezd), four - cross (4X) a cyklokros (CX, závody na speciálním cyklokrosovém kole, intenzita zatíţení je velmi podobná XC závodům) [10].
3. FYZIOLOGIE ZÁTĚŽE V HORSKÉ CYKLISTICE 3.1. Metabolická charakteristika výkonu V cyklistice se setkáváme se dvěma způsoby hrazení energie – aerobním a anaerobním metabolismem. Tyto dva způsoby získávání energie jsou zásadní k porozumění problematiky vytrvalostních sportů a tedy i cyklistiky. Oba termíny se týkají energetického krytí, přičemţ aerobní znamená „s kyslíkem“ a anaerobní „bez kyslíku“, tedy spíše na kyslíkový dluh, protoţe za striktně anaerobních podmínek mohou energii vyuţívat pouze některé anaerobní mikroorganismy. Pro cyklistiku jsou významné oba způsoby krytí energie, avšak základem je vţdy práce v aerobním metabolismu, který je pro všechny orgánové systémy nejvýhodnější. Umoţňuje kromě spalování sacharidů také spalování tuků a tím je rozloţena spotřeba omezených energetických zdrojů sacharidů na co nejdelší dobu [9]. Z hlediska energetického krytí, zaujímají makroergní substráty sacharidy a tuky (resp. volné masné kyseliny) primární roli a pro zisk energie se štěpí, eventuelně transformují, v produkty intermediárního metabolismu, který označujeme také jako látkovou přeměnu. Dle Havlíčkové (1993) k limitujícím faktorům energetického zisku patří i poměr makroergních fosfátů ATP/ADP. Při tělesném klidu a při málo intenzivní práci je energie čerpána ze všech ţivin, tzn tuků, sacharidů i bílkovin. Při intenzivní svalové činnosti jsou hlavním, někdy i výhradním zdrojem energie sacharidy. O tom, které ţiviny jsou metabolizovány, nás
14 informuje respirační kvocient R, coţ je poměr mezi vydýchaným oxidem uhličitým a spotřebovaným kyslíkem. Oxidují-li se sacharidy, je mnoţství vydýchaného oxidu uhličitého a spotřebovaného kyslíku stejné a R=1, pro tuky platí R=0,7 a při oxidaci bílkovin je R=0,8 [3]. Jak jiţ bylo řečeno, nejvýhodnějším získáváním energie je oxidativní metabolismus tuků označovaný také jako aerobní fosforylace. Spalování tuků je pro organismus sice náročnější a delší proces, zato jejich zásoba je těţko vyčerpatelným zdrojem. Metabolismus tuků musí být neustále trénován, a to tréninkem základní vytrvalosti pod úrovní aerobního prahu, kdy je intenzita mírná aţ střední a objem tréninku je vysoký (dlouhé tratě) [6,8]. Oxidaci tuků (lipolýza) lze schématicky znázornit rovnicí [8]: tuky (masné kyseliny) + kyslík + ADP → CO2 + ATP + voda Za předpokladu vyšší intenzity se začíná k zisku energie utilizovat více glukózy na úkor masných kyselin a srdečně cévní systém není schopen dodávat potřebné mnoţství kyslíku do svalů tak, aby mohla být energie čerpána pouze aerobní cestou. Zisk glukózy odbouráváním glykogenu a její vyuţití pro vznik ATP je pro organismus jednodušší neţ lipolýza, na druhou stranu jsou zásoby sacharidů omezené. V první fázi odbourávání sacharidů vzniká kyselina mléčná, která je sama o sobě velmi nestabilní a téměř okamţitě se mění na její sůl, tedy laktát. Vzniklý laktát proniká přes membrány svalových buněk do krevního řečiště a jeho koncentrace ve svalech je vţdy vyšší neţ koncentrace v krvi. Laktát můţe být sám o sobě také zdrojem energie, kdy za přístupu kyslíku je přeměněn na oxid uhličitý, který je vydýchán, vodu a ATP. Laktát je v organismu metabolizován a odbouráván v játrech (50 %), nezatěţovaných svalech (30 %), v srdci a ledvinách (20 %). Rychlost odbourávání je závislá na trénovanosti a stav, kdy je tvorba a odbourávání laktátu v rovnováze, nazýváme „steady state“ [8,11]. Spalování sacharidů (tzv. anaerobní glykolýzu) lze schématicky znázornit [8]: glukóza + ADP → laktát + ATP laktát + ADP + kyslík → CO2 + ATP + voda Zmíněné rovnice však neznamenají, ţe aerobní i anaerobní metabolismus pracuje zcela odděleně a vţdy jde o jejich kombinaci. Podíl hrazení energie odbouráváním glukózy a masných kyselin závisí na intenzitě zatíţení, ale také na trénovanosti sportovce, na stavu jeho aerobního základu i anaerobní kapacity. Na Obrázku 1 (str.15) je znázorněn podíl krytí energie v průběhu zatíţení v závislosti na intenzitě [24].
15
Obrázek 1. Rozložení energetického krytí v průběhu výkonu [24]. Ekonomika celého procesu získávání energie vlivem cíleného tréninku vzrůstá, coţ znamená, ţe je organismus schopen pracovat při vyšší SF, aniţ by v důsledku anaerobního krytí docházelo k zakyselení organismu. Vlivem suplementace lze také ovlivnit zásobení svalů glykogenem, coţ umoţní prodlouţení čerpání energie z těchto zásob [22]. Zásoba ATP v organismu dosahuje dle Havlíčkové (1993) řádově gramy aţ desítky gramů, coţ za intenzivní svalové činnosti vystačí pouze na několik sekund svalové práce. ATP se neustále obnovuje, zejména z CP a ze štěpení ţivin (sacharidy, tuky, bílkoviny). Zásoba sacharidů je v těle lokalizována na třech místech. Část sacharidů je v trávicím traktu v různém stupni natrávení, část je v krvi ve formě krevního cukru glukózy a třetí část je uloţena ve formě glykogenu ve svalech (aţ 700 g) a játrech (cca 500 g), coţ vystačí zhruba na 2 hodiny sportovní činnosti. Jaterní glykogen slouţí jako zdroj energie pro mozkové buňky. Co se týče bílkovin, slouţí jako zdroj energie výjimečně, zejména v období regenerace sil po pohybové činnosti a při dlouhotrvající zátěţi [3, 25]. Vyčerpání glykogenu a pokles glykemie je hlavní příčinou pocitu únavy při déletrvajícím výkonu převáţně aerobnícho charakteru, dále pak vzestupem poměru Trp/BCAA (tryptofan/větvené aminokyseliny) v krevní plazmě. Vyčerpání glykogenu dle studií i praxe brání v pokračování svalové práce stejnou intenzitou a tedy i rychlostí, ikdyţ je dostatek tukových zásob a tento stav bývá hlavně mezi běţci označován pod termínem „zeď“.
16 Taková situace sportovci při nedoplnění energie znemoţňuje pokračovat stejnou intenzitou. Hladina BCAA klesá v důsledku jejich zvýšené utilizace ve svalech a hladina tryptofanu naopak roste. Tryptofan a BCAA, mají stejný transportní systém pro přenos přes hemoencefalickou bariéru, a do mozku tak vstupuje více tryptofanu. Ten je v mozkových buňkách přeměnen na 5 - hydroxytryptamin (5- HT , serotonin), který se podílí na řadě funkcí, včetně pocitu únavy. Při intenzivní svalové práci anaerobního typu se na vzniku únavy podílí především pokles pH hromaděním kyseliny mléčné a pokles hladiny kreatinfosfátu [18]. Energetický výdej při jízdě na kole závisí na věku, pohlaví a hmotnosti jedince, zvyšuje se v těsné závislosti na rychlosti jízdy. Průměrně se pohybuje mezi 250-750 % bazálního metabolismu, ale i více [8].
3.2. Funkční charakteristika sportovce Cyklistickým tréninkem dochází k mnoha funkčním změnám, které zahrnují změny kardiovaskulárního systému, dýchacího systému a energetického metabolismu. U cyklistů, stejně jako u jiných vytrvalostních sportovců, se proto setkáváme s vyššími spirometrickými hodnotami a srdečně – cévní ukazatele bývají v porovnání s nesportující populací rozdílné. Mezi zásadní spirometrické hodnoty patří VO2max, jejíţ hodnota je sice geneticky podmíněna, ale dlouhodobým tréninkem se dá ovlivnit v rozsahu 20 – 40 %. Silniční cyklisté, tzv. vrchaři dosahují hodnot aţ 80 ml. kg-1.min-1, coţ je více neţ dvojnásobek hodnot nesportujících jedinců. Dalším ukazatelem ekonomiky přenosu kyslíku je tepový kyslík, který udává, kolik kyslíku srdce tkáním vypudí na jeden tep a u cyklistů dosahuje i 30 - 35 ml, tedy dvojnásobek v porovnání s netrénovanými osobami. Vitální kapacita plic bývá u cyklistů zpravidla o 15 – 20 % nad normálem hodnot běţné populace. Podstatných rozdílů dosahují cyklisté v činnosti srdeční a oběhové. S rostoucí adaptací na zátěţ dochází k bradykardii a klidová tepová frekvence se dostává i pod 50 tepů za minutu. Dochází k excentrické hypertrofii a ke zvýšení zátěţového i klidového objemu srdečného (Qs a Qklid), coţ znamená, ţe srdce k vypuzení krve vykoná méně stahů neţ netrénovaná osoba k dosaţení téhoţ výkonu. Pokud srdeční objem/kg u muţů přesáhne hodnotu 13 a u ţen hodnotu 12, hovoříme o tzv. sportovním srdci, pro které je typické větší mnoţství vypuzené krve do oběhu za současné niţší hodnoty SF. Takové srdce můţe být aţ o 500 g těţší a jeho objem je aţ 1400 ml. Vytrvalostní trénink má také vliv na metabolickou stránku. Zatímco u netrénovaného jedince, který nemá vybudován aerobní základ, bude energie hrazena převáţně ze sacharidů a oxidativní fosforylace bude zapojena později, u trénovaného sportovce je lipolýza
17 nastartována mnohem dříve. Stejně tak dochází v důsledku adaptace k přirozenému zvýšení glykogenových zásob. S trénovaností roste také schopnost odbourávat laktát. Zatímco je sportovec schopen v době odpočinku odbourat 0,5 mmol/l za minutu, u málo trénovaného jedince to bude nejvíce 0,3 mmol/l za minutu. Vytrvalostní trénink má také vliv na hematokrit. Sníţení hematokritu je způsobeno hemodilucí (zředění krve) v důsledku hypervolemie (zvětšení objemu krevní plazmy), a tak lze tréninkem zlepšit mikrocirkulaci krve – tzn., lepší přenos kyslíku do tkání. Dříve byl tento jev nazýván jako „sportovní anémie“ a představoval zdánlivý nedostatek červených krvinek. [4,10,11].
3.3. Morfologická a somatická charakteristika sportovce Svalová hmota se u cyklistů soustřeďuje hlavně do oblasti dolních končetin a nárůstem výkonnosti se zvětšuje – počet svalových vláken je dán geneticky a zvyšuje se tedy pouze jejich objem. Při šlapání rozlišujeme z kineziologického hlediska dvě hlavní fáze: tlakovou a zdvihovou. Při tlaku na pedály dochází k extenzi v kyčelním kloubu, coţ zajišťuje velký sval hýţďový a dvouhlavý sval stehenní (m. glutaeus maximus a hamstingy), dále se kontrahuje čtyřhlavý sval stehenní (m. quadriceps femoris), který provádí extenzi v kolenním kloubu. Plantární flexi hlezenního kloubu umoţňuje trojhlavý sval lýtkový (m. triceps surae). Zdvih pedálů umoţňují flexory kyčelních kloubů – sval bedrokyčlostehenní (m. iliopsoas), přímý sval stehenní (m. rectus femoris), flexory kolenních kloubů (m. biceps femoris), sval pološlašitý a poloblanitý (m. semitendinosus a m. semimembranosus). Správnou pozici cyklisty zajišťují svaly trupu: břišní a zádové svalstvo – nejvíce vzpřimovač páteře (m. erector spinae). Je nutné si uvědomit, ţe břišní svaly jsou i přes „udrţení“ správné polohy zapojeny minimálně. Tyto svaly patří mezi fyzické s tendencí ochabování a v důsledku malého podílu na cyklistickém pohybu tedy ochabují. Dále vlivem zvýšeného napětí čtyřhranného svalu bederního, který se nachází v opozici svalů břišních, dochází velmi často k jeho zkrácení, stejně tak dochází ke zkrácení vzpřimovače páteře, zejména v bederní oblasti. Na horních končetinách se při jízdě na kole kontrahuje trojhlavý sval paţní (m. triceps brachii) a při jízdě ze sedla pracuje taktéţ dvouhlavý sval paţní (m. biceps brachii). Havlíčková (1993) uvádí, ţe podle mezinárodní stupnice patří cyklisté do střední kategorie – jsou thorakálně svalového a svalového typu a mají obvykle delší končetiny při relativně střední výšce, velký obvod hrudního koše, stehna v poměru k holením delší, dobrou klenbu nohy a výrazné kontury svalů. Procento podkoţního tuku stejně jako tělesná hmotnost jsou vzhledem k výšce sportovce nízké [4,10]. Somatické parametry jsou uvedeny v Tabulce 1 (str.18).
18
Tabulka 1. Somatická charakteristika cyklistů [10]. Somatický parametr
Muži
Ženy
Tělesná výška
[cm]
170-188
168
Tělesná hmotnost
[kg]
62-77
59
Procento tuku
[%]
4-10
9,8
Somatotyp se mimo jiné podílí také na rytmu jízdy. Cyklisté svalového typu, kteří mají blíţe mezomorfii a dobře vyvinutým svalstvem mají tendenci k silovému projevu šlapání, který se vyznačuje niţší frekvencí šlapání a těţšími převody. Mají zpravidla vyšší hodnoty tepové frekvence a niţší hodnoty VO2max za minutu. Pro cyklisty, u kterých převaţuje ektomorfní sloţka, je charakteristický frekvenční projev, pro který je typická volba lehčích převodů s vyšší frekvencí šlapání. Mají zpravidla niţší hodnoty tepové frekvence a vyšší hodnoty VO2max za minutu [8]. Z morfologického hlediska rozlišujeme 3 typy svalových vláken příčně pruhovaného svastva, které se zapojují dle intenzity svalové kontrakce. Pomalá vlákna typu I (SO, z angl. slow oxidative) jsou červená vlákna s vysokým obsahem myoglobinu, mají velkou oxidační kapacitu a jsou málo unavitelná. Jejich vysoký podíl je charakteristický pro vytrvalostní sporty, kde je intenzita niţší a převaţuje oxidativní metabolismus. Typ vláken IIA – rychlá oxidačně glykolytická (FOG, z angl. fast oxidative glykolytic) mají střední oxidační i glykolytickou kapacitu, kontrakce je rychlá a unavitelnost střední. Uplatňují se při zátěţích střední aţ submaximální intenzity. Rychlá vlákna typu IIB (FG, z angl. fast glykolytic, bílá vlákna) mají nízkou oxidační kapacitu, ale naopak vysokou kapacitu glykolytickou, kontrakce je rychlá a jsou rychle unavitelná. Jejich uplatnění je spojeno se silovými a rychlostními výkony s maximální intenzitou [24]. Podíl svalových vláken závisí nejen na specializaci cyklisty, ale je také výrazně ovlivněn genetickými předpoklady a tréninkem jej lze ovlivnit v omezené míře. Pokud vedle sebe postavíme typického vrchaře a dráhového cyklistu, rozdíl bude zřejmý. Trénovaný cyklista má dle Havlíčkové (1993), pokud se nejedná o dráhaře, má převaţující podíl vláken typu I (pomalých oxidativních), která jsou charakterizována větším počtem mitochondrií a vysokým aktivitami oxidativních enzymů. Pokud se však cyklista rozvíjí všestrannost, silové schopnosti a rychlost, dochází ke zvýšení počtu vláken typu IIA (rychlých oxidativně – glykolytických) na úkor vláken typu IIB (glykolytických) [4].
19
4. CHARAKTERISTIKA TRÉNINKU V CYKLISTICE 4.1. Obecná charakteristika jednotlivých období v tréninku cyklisty Trénink se dělí do několika období, přičemţ v kaţdém z nich se trénink zaměřuje na rozvoj určité komponenty ve zvyšování výkonnosti. Cyklus sportovního tréninku je relativně ukončený sled opakujících se různě dlouhých časových úseků tréninkového procesu, ikdyţ se v kaţdém následujícím časovém cyklu objevují rozvíjející tendence. Prostřednictvím rozvíjejících tendencí dochází ke změně tréninkových prostředků, jejich poměru nebo k nárůstu zatíţení. V mikrocyklech (krátkodobý cyklus) tvoří řada jednotek fragment, který se opakuje, a tyto mikrocykly jsou v praxi totoţné většinou s týdny. Několik mikrocyklů, zpravidla 4 týdny, tvoří mezocyklus (MZC), který označujeme také jako střednědobý cyklus. Čtyřtýdenní mezocyklus většinou plánujeme v poměru 25% v prvním týdnu, 30 % v druhém týdnu, 35 % v třetím týdnu a 10 % v týdnu posledním z celkového součtu hodin, které mají v daném mikrocyklu být odtrénovány. Hodinová dotace jednotlivých mezocyklů se postupně zvyšuje a řada mezocyklů tvoří makrocyklus (dlouhodobý cyklus) a jde většinou o roční cyklus [3,7]. Časové rozdělení ročního tréninkového cyklu (RTC) [10]: Všeobecné přípravné období: polovina listopadu - prosinec Specifické přípravné období: leden - únor Soutěţní období: březen (duben) – polovina října Přechodné období: polovina října – polovina listopadu Cyklistická sezona se tedy neplánuje od začátku roku, ale většinou od poloviny listopadu, po měsíční pauze po předchozím závodním období. Pasivnímu odpočinku, plavání a regeneračním procedurám, je vhodné se věnovat nejméně dva mikrocykly, tedy nejméně dva týdny. Nemělo by být však zbytečně prodluţované [1,8]. Všeobecné přípravné období tedy navazuje na přechodné období (regenerační) a na jeho začátku je vhodné se věnovat nespecifické tréninkové přípravě (všem aktivitám kromě cyklistiky) a tyto aktivity by měly být aerobního charakteru, neboť je to období zaměřené na rozvoj základní neboli obecné vytrvalosti. Na začátku přípravného období zařazujeme intenzivní kondiční přípravu s cílem zapracovat organismus do tréninkového reţimu. Trénink v tomto období tvoří 6 – 8 % z celkového hodinového rozpočtu na nastávající sezonu. Výhodnou aktivitou pro všeobecnou přípravu je plavání, které má pozitivní vliv na ekonomiku dýchání. Pro rozvoj rychlosti a koordinace jsou výborným prostředkem sportovní
20 hry. Během všeobecné přípravy je nutné také zařadit posilovnu a balanční cvičení k vyrovnání svalových dysbalancí a k stimulaci silových schopností [29]. V průběhu speciálního přípravného období se postupně sniţuje všeobecná příprava a narůstá speciální příprava, najetí potřebného počtu km, případně potřebného počtu hodin na válcích nebo trenaţeru. V tomto období vzrůstá intenzita zatěţování, zejména rozvoje síly a rychlosti, důraz se klade na rozvoj aerobní i anaerobní kapacity. Rozvoj anaerobní kapacity nutný trénovat proto, aby vlivem jednostranného vytrvalostního tréninku nedocházelo ke ztrátě schopnosti regulace vysoké tepové frekvence. Pokud je moţnost, ideální variantou je zařadit jarní soustředění v jiţních destinacích, které nabízejí lepší podmínky k najíţdění objemového tréninku. Nejčastějším termínem jarního soustředění výkonnostních cyklistů je březen, profesionální cyklisté zařazují toto soustředění o měsíc dříve, případně i několikrát za přípravné období. Při pobytu na jarním soustředění je třeba dodrţovat určité tréninkové zásady – zvyšovat nejdříve rozsah (objem) a potom intenzitu. V oblasti nízké a střední intenzity jízdy s lehkými převody se trénuje základní vytrvalost a metabolismus tuků. Teprve koncem jarního tréninku je zařazena silová vytrvalost a rychlostní síla [6,10,11]. Soutěžní období začíná u většiny profesionálních cyklistů jiţ na začátku března, u cyklistů výkonnostních o něco později, většinou v dubnu a květnu. Pro účely práce bude tedy závodní období připadat na duben aţ konec září, příp. polovina října. Pro toto období je charakteristický vysoký stupeň zatíţení, který obnáší závody kaţdý víkend, případně i dva závody v jednom víkendu a převaţuje tak intenzita nad objemem. Cílem závodního období je dosaţení a udrţení sportovní formy, coţ vychází z poţadavku dosáhnout v soutěţích co nejlepšího výsledku. Trenér musí vycházet z termínové listiny závodů, podle které pak určuje předpokládaný průběh sportovní formy a závody, ve kterých má být forma nejvyšší, označí jako vrcholy. Při jednovrcholovém soutěţním období veškerá příprava směřuje k jedinému závodu, přičemţ výsledky v ostatních závodech nejsou příliš důleţité. Při dvouvrcholovém soutěţním období lze vyuţít jeden měsíc k zařazení druhého objemového tréninku a většinou připadá na měsíc červenec. V zásadě je však naplánován dle závodního kalendáře [1,10]. Na Obrázku 2 (str.21) můţeme vidět základní rozčlenění RTC při dvouvrcholovém soutěţním období. Regenerační období nejčastěji připadá na měsíc říjen aţ listopad a slouţí k obnovení sil, fyzickému i psychickému odpočinku před dalším tréninkovým blokem, který směřuje k další sezoně.
21
Obrázek 2. Struktura ročního tréninkového cyklu[1,10].
4.2. Objem, intenzita zátěže a tréninkové zóny Objem ukazuje rozsah TJ a v cyklistice je zpravidla udáván v počtu hodin, počtu najetých kilometrů nebo počtu hodin strávených v určité intenzitě. Intenzita ukazuje velikost úsilí, kterým sportovec realizuje daný pohybový úkol, společně s objemem je jednou z nejdůleţitějších informací, která charakterizuje trénink. Obvykle se uvaţuje nízká, střední, submaximální a maximální intenzita. Kaţdé plánovité zatíţení má svůj obsah, který je charakterizován určitou délkou zatíţení – objem a určitým stupněm úsilí – intenzitou. Pro příslušné sporty jsou empiricky zjištěna jednotlivá intenzitní pásma, která rozvíjí tu kterou kondiční schopnost. Intenzita se poměrně těţko určuje a je zdrojem řady diskuzí, mnohdy záleţí na trenérovi. Nejčastějsím vyjádřením intenzity je pomocí SF, případně % z SFmax. Kromě srdeční frekvence lze však intenzitu zátěţe měřit v % VO2max nebo pomocí wattmetru, pro který se vychází z hodnoty FTP (z angl. Functional Treshold Power). SF je sice hojně vyuţívaným ukazatelem intenzity, ale na druhou stranu je ovlivněná značně vnějšími podmínkami, jako například okolní teplotou, únavou, dehydratací, nadmořskou výškou, stresem a podobně. V důsledku toho se setkáváme s falešným zpomalením nebo falešným zrychlením SF (tzv. kardiovaskulární drift). Dalším důvodem je fakt, ţe tepová frekvence reaguje na zátěţ s určitým zpoţděním. Ale ikdyţ SF není nejpřesnějším ukazatelem pro zhodnocení tréninkového podnětu, má své opodstatnění v posouzení reakce organismu na zátěţ [5,11,12,25]. K měření SF se vyuţívá sporttestrů, jejich součástí je hrudní pás, který srdeční frekvenci snímá a data se bezdrátově přenáší do hodinek. Pro trénink je pak podstatné, pokud se rozhodneme pro monitorování intenzity pomocí SF, znát svoje jednotlivá intenzivní pásma. Pro jejich zjištění existuje několik vzorců, která vycházejí z hodnot SFmax, SFklid a i SFmax lze vypočítat z jednoduchých univerzálních vzorců. Tyto vzorce jsou však velmi obecné a pro
22 většinu případů, hlavně ve výkonnostním a vrcholovém spotu, nejsou odpovídající realitě. Pokud bychom spočítali SFmax pomocí několika vzorců, odchylka spodní hranice tréninkového pásma můţe dosahovat aţ 17 %, coţ je ve výkonnostním sportu nezanedbatelné číslo, které můţe mít vliv na výsledek tréninku. Proto je k zjištění vlastních intenzitních pásem vhodné podstoupit zátěţový test, který objektivně vyhodnotí individuální hranice, ve kterých trénovat [12]. Neumann, Pfützner a Hottenrott (2005) vymezují pro hodnocení intenzity 4 tréninková pásma, která vycházejí z rozdílů v energetickém metabolismu v daných intenzitních pásmech: základní (silová) vytrvalost 1 (ZV 1 / SV 1) základní (silová) vytrvalost 2 (ZV 2 / SV 2) závodní vytrvalost (ZV) rychlostní a rychlostně-silová vytrvalost (RV / RSV) Všechny tyto pásma jsou vyjádřena v procentech výkonu, v procentech SFmax a VO2max a v odpovídající hladině laktátu v krvi. Tato pásma autoři shrnují v Tabulce 2 [11]. Tabulka 2. Hlavní tréninková pásma ve vytrvalostních sportech [11].
Martinek, Soulek (2000) rozdělují trénink do 4 pásem, které označují A, B, C, D, přičemţ vychází opět z energetického krytí. Zóna A je charakterizována ATP-CP systémem jako zdrojem energie. SF se tedy dostává k maximálním hodnotám, a jak jiţ víme, tyto zdroje energie postačí na výkony do 20 s (maximálně 40 s). Jako interval odpočinku autoři doporučují 1:3 aţ 1:5 v rámci jednotlivých úseků (5 – 10 úseků). Počet sérií je doporučen na 5 a interval odpočinku mezi sériemi na 10 minut. Zóna B je typická anaerobním štěpením sacharidů (anaerobní glykolýza) za vzniku laktátu. Intenzita je na hranici 90 % maxima, proto
23 nejsou oxidativní procesy zapojeny. Rychlost a intenzita je opět maximální, ale interval odpočinku autoři sniţují na 1:2 aţ 1:3, mezi sériemi je však odpočinek delší. Jako ideální dobu jednoho úseku uvádí úsek do 120 s. V zóně C jsou jiţ zapojena oxidativní fosforylace ale i anaerobní glykolýza. Intenzitu zatíţení uvádějí kolem 70 – 90 % z maxima. Zóna D je pak charakterizována intenzitou pod 70 % a převahou oxidativního metabolismu. S touto zónou se většinou setkáváme v rámci regeneračního tréninku, který zařazujeme většinou den po závodech nebo den po těţké TJ [22]. Spotřeba kyslíku je dalším významným ukazatelem intenzity zatíţení. Zatímco odezva SF ukazuje, s jakou námahou pracuje srdečně cévní systém na distribuci kyslíku do tkání, hodnota spotřeby kyslíku zahrnuje práci také dýchacího systému a vyuţití kyslíku ve svalech. Obě hodnoty se s rostoucí zátěţí sice zvyšují, ale průběh změn není úplně lineární. Zatímco při méně intenzivní zátěţi se obě veličiny zvyšují podobným způsobem, při středních intenzitách SF stoupá strměji a při niţších intenzitách reaguje pomaleji, ikdyţ spotřeba kyslíku dále stoupá. Stejně tak při vysoké intenzitě, kdy má SF opět pozvolný růst aţ do okamţiku ustálení. Spotřeba kyslíku reaguje zpočátku velmi pomalu a zvyšuje se plynule. V Tabulce 2, kterou zavádí Benson a Connolly (2012), můţeme vidět, kolik procent SFmax odpovídá kolika procentům z maximální spotřeby kyslíku [12]. Tabulka 3. Vztah pro převod srdeční frekvence a spotřeby kyslíku [12]. Procento SFmax
Odpovídající procentoVO2max
Tréninková adaptace
50 %
22 %
pro trénované sportovce
55 %
28 %
minimální
60 %
42 %
65 %
48 %
70 %
52 %
75 %
60 %
80 %
70 %
85 %
78 %
90 %
85 %
95 a více %
93 %
základní vytrvalost
tempová vytrvalost
speciální vytrvalost rychlostní vytrvalost
24
4.3. Cíle tréninkového procesu a adaptační změny Dle Choutky a Dovalila (1987) trénink chápeme jako proces, jehoţ cílem je dosahování individuálně maximální sportovní výkonnosti na základě adaptace organismu. Ve fyziologii předpokládáme výklad tohoto procesu z hlediska cílevědomého vnějšího ovlivňování organismu formou tréninkového zatěţování. V tomto smyslu je tedy trénink fyziologickým, tedy adaptačním procesem [1]. Tréninkové zatíţení lze zaměřit na funkci rozvoje, u kterého je cílem dosáhnout zlepšení trénovanosti na co nejvyšší úroveň, funkci stabilizace, kde je hlavním cílem udrţení dosaţeného stavu výkonnosti. Po zranění nebo jiné nucené pauze se zaměřuje trénink na renovaci, kdy se vlivem tréninku snaţíme o obnovení trénovanosti, které jiţ někdy bylo dosaţeno. Posledním typem zaměření tréninku je regenerace, která svou náplní nemá vyvolat větší únavu a má vliv na zotavné procesy [5]. Sportovní trénink respektuje 4 základní principy, které zahrnují princip dialektické jednoty všestrannosti a specializace (monotónní trénink je v protikladu s rozvojem sportovce), princip systematičnosti, princip postupného zvyšování zatíţení a princip cykličnosti, kdy vycházíme ze základu střídání zatíţení a zotavení, kterým postupně dochází k adaptaci organismu [1]. Adaptace je obecný biologický děj, který představuje soubor morfologických, biochemických, funkčních i psychologických změn v organismu a vede k zachování homeostatické rovnováhy za různých vnějších podmínek. Od reakce na jednorázový podnět se adaptace liší tím, ţe můţe být vyvolána pouze dlouhodobým kontinuálním nebo přerušovaným podnětem, který musí být nadprahové intenzity. Nadprahová intenzita se nachází v rozmezí 80 – 100 % maxima a musí působit dostatečně dlouho. Tyto podněty se obecně označují jako adaptační činitelé – stresory. Dle Havlíčkové (2003) přizpůsobování organismu na opakovaná tělesná cvičení probíhají v podstatě na základě Lamarckova výroku, ţe funkce tvoří orgán, tzn, ţe při zvýšeném vyuţívání orgánu dojde k jeho hypertrofii. Jako ochranný mechanismus pro případ opakovaného zatíţení organismu se uplatňuje zákon superkompenzace, který je důleţitý pro plánování dalšího zatíţení. Pokud je zákon superkompenzace respektován, vede kumulativní tréninkový efekt k růstu výkonnosti a ikdyţ si to mnozí sportovci neuvědomují, dochází k rozhodujícím důsledkům tréninkového procesu ve fázi, kdy sportovec odpočívá. Proto je potřeba si uvědomit ţe zatíţení a zotavení tvoří jeden celek. Princip superkompenzace je znázorněn na Obrázku 3 (str.25) [1,3].
25
Obrázek 3. Princip superkompenzace [32]. Pokud jde o frekvenci podnětů, jak jiţ bylo řečeno, musejí působit dostatečně dlouho a dostatečně často. Při rozvoji všeobecné zdatnosti nejméně 3 – 4x týdně, při rozvoji trénovanosti 4 – 6x týdně, denně nebo i několikrát denně (tzv. několikafázový trénink). V přestávkách mezi jednotlivými tréninkovými jednotkami musí dojít k úplnému odstranění následků akutní únavy, proto by k dalšímu zatíţení mělo dojít ve fázi superkompenzace. Načasování dalšího zatíţení by tedy mělo být ve fázi, kdy má organismus k dispozici nadzásobu energetických zdrojů, které byly předchozím tréninkem vyčerpány – schéma je znárodněno na Obrázku 4. Princip superkompenzace je podle Dovalila (1987) nutné respektovat nejen v rámci tréninkových jednotek, ale také v rámci mezocyklů, čímţ lze vysvětlit niţší hodinovou dotaci na konci kaţdého mezocyklu. Jak je totiţ uvedeno v kapitole 4. 1., tři mikrocykly se zatíţení a hodinová dotace stupňuje a poslední mikrocyklus je určený jako superkompenzační týden [1,3].
O
Obrázek 4. Načasování zahájení dalšího tréninku [32].
Pokud zařadíme další tréninkový podnět dříve, můţe dojít k přetíţení a z dlouhodobého hlediska pak k přetrénování. Havlíčková (2003) také uvádí, ţe postupné zvyšování zatíţení patří k nejspecifičtějším poţadavkům sportovního tréninku, který je nutné respektovat
a tempo růstu funkční kapacity organismu závisí na individuálních
schopnostech jedince snášet a reagovat na adaptační podněty [3].
26 U cyklistů dochází ke specifické adaptaci na zátěţ zvýšením glykogenových zásob, rozvoji pohybových schopností (aerobní a anaerobní vytrvalost), vytrvalostní síly, koordinace (synaptická, rovnováhová). Z morfofunkčních změn dochází k excentrické hypertrofii srdečního svalu, hypertrofii pomalých svalových vláken, zvýšení počtu mitochondrií a vaskularizace svalů. Dále se zvyšuje klidový i zátěţový objem srdeční Qs, zvýšení vitální kapacity plic VC, bradykardie, sníţení klidové tepové a dechové frekvence a zvyšuje se VO2max stejně jako hodnota tepového kyslíku. Blíţe popsáno v kapitole 3.2 a 3.3 [10].
4.4. Hlavní motorické formy zátěže v tréninkovém procesu Kvalita zátěţe se ve výzkumu, teorii a praxi rozděluje na čtyři hlavní motorické formy zátěţe, jejichţ znalost je důleţitá k pochopení tréninkového procesu. Jsou to [6]: vytrvalost síla rychlost koordinace U těchto pojmů lze vytrvalost, sílu a rychlost shrnout také pod pojmem kondice. V cyklistice (avšak nejen v cyklistice) lze uvaţovat ještě „vedlejší formy zátěţe“, mezi které patří silová vytrvalost a rychlostní vytrvalost, přičemţ kaţdá ze sloţek se rozvíjí při specifické intenzitě a v počátečních stádiích tréninku se optimálně rozvíjí v rámci specifického rozmezí. Kaţdá ze sloţek má pásmo spodní a horní hranice a SF je nejjednotnějším (ikdyţ ne zcela nejpřesnějším) ukazatelem intenzity, a proto je její monitorování jednou z moţností, jak zajistit trénink ve správném pásmu [6,12]. Mimo zmíněné hraje velkou roli v horské cyklistice i koordinace, která úzce souvisí s technikou. Dovalil (1987) charakterizuje techniku jako účelný způsob řešení pohybového úkolu a patří k nejvíce specifickým faktorům sportovního výkonu a její přípravu chápeme jako osvojování sportovních dovedností a jejich další zdokonalování. Technika je závislá na několika faktorech: kondiční připravenost (silová, vytrvalostní a rychlostní), koordinační funkce CNS a psychické faktory (vlastnosti a schopnosti) [1]. Zvládnutí techniky má v cyklistice vliv na redukci vlivu únavy vyšší úrovní ekonomiky pohybu, ale zejména na zvládnutí náročných technických pasáţí, které obnášejí dokonalou práci s těţištěm.
27
4.5. Vytrvalost a metody jejich rozvoje v cyklistice Vytrvalost je komplex předpokladů provádět činnost poţadovanou intenzitou co nejdéle nebo co nejvyšší intenzitou po stanovenou dobu. Úroveň vytrvalostních schopností určuje transportní systém, zajišťující jednak zvýšený přísun kyslíku a energetických zdrojů (tuky, sacharidy) do pracujících svalů a dalších tkání včetně velikosti glykogenových zásob, jednak i odvod oxidu uhličitého a jiných metabolitů. Řídící roli sehrává nervová soustava [6,16]. Podle zaměření cílového rozvoje vytrvalosti lze rozdělit vytrvalostní schopnosti na základní vytrvalost a speciální vytrvalost: Základní (obecná) vytrvalost je schopnost provádět dlouhotrvající činnost v aerobním reţimu energetického krytí. Je relativně nespecifická, není zaměřena na zvyšování výkonnosti konkrétní disciplíny, tvoří však rozhodující základ pro vytrvalost speciální. Získává se z tréninku při niţší aţ střední intenzitě, tj. do 75 % z SFmax. Pokud je rozvíjena na kole, tak s vysokou frekvencí šlapání na lehčí převody [6,16]. Speciální vytrvalost je předpokladem pro dosaţení maximálního výkonu v konkrétní sportovní specializaci, je to schopnost odolávat specifickému zatíţení vyplývajícímu z poţadavků sportovní disciplíny, v tomto případě na cyklistiky. Je podmíněna úrovní aerobní kapacitou organismu, dále úrovní silových a rychlostních schopností, nervosvalové koordinace odpovídající poţadavkům techniky, která je v horské cyklistice neméně důleţitá. Intenzita zatíţení je v rozmezí 75 – 95 % SFmax. Lze tedy vyčlenit její tři podkategorie – závodně specifickou vytrvalost, rychlostní vytrvalost (tempovou vytrvalost) a silovou vytrvalost [6,12,16]. Vytrvalost můţeme dělit podle několika hledisek, dle zapojených svalových partií na místní a celkovou, dle způsobu energetického krytí na aerobní a anaerobní. Nebo podle typu svalové kontrakce na dynamickou a statickou vytrvalost. Nejčastěji se však v literatuře můţeme setkat s rozdělením dle délky trvání vytrvalostního výkonu [1,3, 16]: Krátkodobá vytrvalost - je schopnost vykonávat činnost co moţná největší intenzitou po dobu 2 – 3 minut. Dominantním energetickým systémem je anaerobní glykolýza, při které se hromadí kyselina mléčná a ta je povaţována za hlavní příčinu nástupu únavy. Střednědobá vytrvalost - je schopnost vykonávat pohybovou činnost intenzitou blíţící se nejvyšší moţné spotřebě kyslíku po dobu asi 8 – 10 minut, nejvyšší aerobní
28 moţnosti organismu jsou kombinovány s aktivací anaerobního systému získávání energie, znamená to tedy, ţe energie je získávána aerobní i anaerobní cestou. Dlouhodobá vytrvalost - je spojená s aktivací metabolismu masných kyselin, intenzita na úrovni anaerobního prahu zajišťuje co nejvyšší intenzitu vzhledem k hodnotě VO2max za současné sníţené produkce kyseliny mléčné. Dle Martinka a Soulka (2000) lze obecně prohlásit, ţe vytrvalost lze nejlépe rozvíjet při intenzitě blíţící se anaerobnímu prahu a při hladině 3 mmol/l katátu v krvi u trénovaných jedinců [22]. Výše uvedené je však dosti obecné, neboť hranici 3 mmol/l laktátu v krvi pro rozvoj vytrvalosti nelze aplikovat striktně na všechny jedince. . Cílem zatěţování v procesu rozvoje vytrvalostních schopností je prodluţování doby zátěţe v dané intenzitě a zvyšování úrovně intenzity při konstantní době zatíţení. Je nutné se tedy zaměřit na rozvoj příslušných fyziologických funkcí, ekonomiku pohybu (techniky dané sportovní činnosti) a rozvoj volních vlastností, při kterých se sportovec musí vyrovnat s překonáváním subjektivních i objektivních potíţí [1]. Z hlediska rozvoje dlouhodobé vytrvalosti známe dva způsoby tréninku – jedná se o metodu souvislého zatíţení (kontinuální metoda, hra s rychlostí – tzv. fartlek, který se ujal hlavně mezi běţci), metodu intervalovou (neúplné zotavení mezi jednotlivými sériemi), metodu opakování (úplné zotavení mezi jednotlivými sériemi), a metoda závodní, která zahrnuje samotné závody. Metoda souvislá, znamená rovnoměrné nepřerušované zatíţení nízké aţ střední intenzity po dobu 30 minut a více. Minimální hranice tepové frekvence by neměla klesnout pod 50 % VO2max (cca 130 tepů/min), pod touto hranicí je pro výkonnostního cyklistu podnět příliš slabý. Střídavá metoda znamená změnu rychlosti nebo intenzity a je zaloţena na periodách, ve kterých se organismus dostává nuceně do kyslíkového dluhu, který je v následujícím úseku opět sníţené intenzity vyrovnáván. Jiţ zmíněný fartlek je specifickou variantou arytmické střídavé metody, kdy je se intenzita mění na základě subjektivních pocitů [1,3,5, 6]. Intervalové metody spočívají v opakování určitých úseků na úrovni VO2max a více, mají značné nároky na transportní a dýchací systém a výrazně korelují se zlepšováním VO2max. U klasické intervalové metody dochází k aerobní stimulaci dýchacích a oběhových procesů aţ v zotavné fázi, při které by však SF neměla klesnout pod cca 120 – 140 tepů/minutu. Počet opakování zde není pevně určen, a proto je intervalové cvičení ukončeno neschopností pokračování v dané intenzitě [1, 26].
29 Grasgruber a Cacek (2008) poukazují na fakt, ţe z praktického hlediska nemá smysl provádět intervaly delší neţ 2 minuty. Na druhé straně ve skriptech Českého svazu cyklistiky je
pro intervalovou metodu (tzv. švédská metoda) doporučována délka intervalu 3 – 5 minut se stejně dlouhým úsekem aktivního odpočinku. Délka intervalu je zde argumentována tím, ţe klasická intervalová metoda s 90 s zatíţení a 90 s odpočinku na úrovni 120 – 140 tepů za minutu se neukázala jako dostatečně stabilní prostředek pro rozvoj vytrvalosti [25]. Metoda opakovací je intervalové metodě relativně podobná, dochází však k úplnému zotavení mezi jednotlivými úseky a délka odpočinku můţe být tak prodlouţena aţ na 25 minut. Autoři Grasgruber a Cacek (2008) tuto metodu dále dělí na anaerobně laktátovou (rozvíjí rychlostní schopnosti), anaerobně laktátovou, anaerobně-aerobní a aerobní.
4.6. Síla, silová vytrvalost a metody rozvoje síly v cyklistice Silové schopnosti chápeme jako souhrn vnitřních předpokladů pro vyvinutí síly ve smyslu fyzikálním (spjaté s činností svalů – s velikostí svalového stahu) a sílu člověka pak jako schopnost překonávat nebo udrţovat vnější odpor pomocí svalového úsilí, tedy svalové kontrakce [1]. Metody rozvoje síly se liší velikostí uţívaného odporu, rychlostí provedení pohybu a počtem opakování zatíţení. Mezi hlavní metody patří [3,8]: metoda maximálních úsilí – slouţí k rozvoji absolutní síly, odpor je aţ 100 % a rychlost pohybu je malá, v cyklistice se vyuţívá velmi málo a pokud ano, vţdy v přípravném období metoda opakovaných úsilí – několikanásobné opakování nemaximálního odporu, dochází ke zvýšení vytrvalostní i absolutní síly, zvýšení objemu svalů a tedy i svalové síly metoda izometrická – svaly působí opakovaně proti pevnému odporu, dochází k rozvoji absolutní síly metoda izokinetická – odpor se mění podle stupně úsilí, dochází k rozvoji výbušné a rychlostní síly metoda plyometrická – rozvoj rychlé výbušné síly s maximálním úsilím a zapojuje se více motorických jednotek během určitého časového úseku, její trénink je na kole moţný zařazením několika rychlých úseků na rovině ale i v kopci
30
metoda silově vytrvalostní – počet opakování do vyčerpání na úrovni 30 – 40 % maximálního zatíţení, rychlost provedení je malá, ale často nehraje roli a dochází k rozvoji nervosvalového systému, dýchacího i srdečně – cévního systému Silová vytrvalost znamená vysokou schopnost silového výkonu po delší dobu. Pro oblast rozvoje síly se trénuje schopnosti šlapat těţké převody s vysokým nasazením síly s relativně nízkou frekvencí šlapání (silové výjezdy do kopce). Pro rozvoj silové vytrvalosti se trénuje šlapání relativně vysokou frekvencí šlapání s menšími převody (švihové výjezdy do kopce). Intenzita je v oblasti submaximální, tzn. 75 – 85 % SFmax. Pro nácvik této schopnosti se vyuţívá trenaţeru (ergometr) a tréninku na silničním kole, kde je na rozdíl od jízdy na horském kole méně rušivých faktorů, který by sniţovaly efektivitu tréninku. Výsledkem adaptace je schopnost odbourávat laktát, který se hromadí díky anaerobním metabolickým procesům, v dostatečně dlouhé pauze s nízkou intenzitou, která na úsek submaximální intenzity navazuje [6].
4.7. Rychlost, rychlostní vytrvalost a metody rozvoje rychlosti Pod pojmem rychlost jsou myšleny 4 faktory: reakční doba, rychlost samostatného pohybu, frekvence pohybu a rychlost pohybu vpřed. Reakční dobou se rozumí doba, která uběhne od zadání signálu (podnětu) po začátek jakékoliv reakce. Rychlost samostatného pohybu se v cyklistice vztahuje na rychlost dolních končetin. U samostatného pohybu a dopředného pohybu můţeme uvaţovat základní rychlost, která představuje maximální rychlost v cyklickém průběhu pohybu (šlapání) a rychlostní vytrvalost, kterou se rozumí dynamické zatěţování velkých svalových skupin v anaerobním pásmu po dobu několika sekund aţ dvě minuty [6]. Rychlostní schopnosti jsou nejvíce podmíněny dědičností a genetických dispozic činí 70 – 80 %. Je potřeba si uvědomit, ţe senzitivní období pro rozvoj rychlosti se nalézá kolem 12 – 13 roku a od 15 roku se poněkud sniţuje. Mezi 18 a 21 rokem je většinou dosaţeno maxima rozvoje rychlostních schopností a v pozdějším věku je dobré se zaměřit na rozvoj krátkodobé výbušné síly. Všeobecně se soudí, ţe funkční základ rychlostních schopností tvoří labilita procesu v CNS, vysoká rychlost podráţdění a útlumu, která zajišťuje rychlé střídání kontrakce a relaxace svalů. Při jejich rozvoji je nutné vycházet z důsledného dodrţování principů pro zatěţování ATP-CP systému. Vyuţívá se co nejvyšší intenzity pohybu, coţ lze usnadnit vnějšími prostředky (jízda po větru, jízda za automobilem). Doba zatíţení by měla být tak dlouhá, dokud lze poţadovanou intenzitu a rychlost udrţet. V praxi to znamená délku
31 zatíţení 5 – 20 sekund pro rychlostní charakter. Při delším intervalu dostává zatíţení rychlostně vytrvalostní charakter [1,5,29]. Rychlostní vytrvalost je definována jako schopnost odolávat únavě při rychlostním zatíţení, kterého je zpravidla dosahováno při submaximální aţ maximální rychlosti pohybu, a pro který jsou charakteristické střední aţ těţší převody s maximální frekvencí šlapání. Anaerobní laktátový systém je hlavním systémem při získávání energie. Trénink rychlosti a rychlostních schopností vyvolá v organismu adaptace jako je rychlejší zotavení po cvičení o velké intenzitě, zlepšení akcelerace a maximální rychlosti, vyšší tolerance vůči laktátu, aktivace rychlých svalových vláken, mírné zlepšení síly a větší pohyblivost v důsledku většího rozsahu obybu potřebného k dosaţení maximální rychlosti [6,12]. Trénink rychlostních schopností by měl podle dosud ověřených tréninkových zásad probíhat průběţně po celý RTC, a to v objemu 11 – 14% celkového zatíţení a patří mezi takzvaný anaerobní trénink (85 - 100 % SFmax). Při monitorování SF je třeba počítat s tím, ţe zvýšení SF bude mít určité zpoţdění, které můţe trvat déle neţ samotný interval maximálního úsilí [29].
4.8. Výkon, výkonnost a sportovní forma Sportovní výkon lze charakterizovat jako projev specializovaných schopností jedince, které jsou zaměřeny na splnění určitého pohybového úkolu a je cílem tréninkového procesu, ale také i procesem rozvoje sportovce v uvědomělé a cílené činnosti. Dovalil (1987) uvádí, ţe se jedná o výsledný projev výkonnostního rozvoje sportovce, a proto jsou v něm obsaţeny vrozené dispozice, u kterých se často setkáme s pojmy jako vlohy, nadání či talent, dále vlivy přírodního a sociálního prostředí, které se významně podílejí na vývoji jedince a jeho vrozených dispozic. Dalším faktorem je pak vliv tréninkového procesu v důsledku individuální snášenlivosti stresorů v průběhu adaptace [1]. Cílem tréninkového zatíţení a adaptace je dosaţení plánované výkonnosti a sportovní formy. Dovalil (1987) chápe sportovní formu jako stav optimální přípravenosti sportovce, které mu umoţní podávat maximální výkony na úrovni příslušného stavu trénovanosti a vţdy představuje relativně maximální výkonnost. Výkon je podáván lehce, jako by bez námahy a všechny faktory sportovního výkonu jsou dokonale sladěny v optimální celek. Sportovní forma se získává a udrţuje řízeným zatěţováním v tréninku, kombinují se doba zatíţení, počet opakování, rychlost pohybu, intenzita, doba a charakter odpočinku spolu s několika dalšími prvky. Sportovní formu nelze udrţet po celé závodní období, a tak je nutné při plánování tréninku určit tzv. vrcholy závodní sezony, které představují prioritní závody, ke
32 kterým celý trénink směřuje. Závodní období tak můţe mít jeden vrchol (např. OH, MS), nebo více vrcholů. Zkušenosti ukazují, ţe získávání a udrţení sportovní formy je podle Dovalila (1987) závislé na délce a kvalitě tréninkového procesu v přípravném období [1]. Kontrola trénovanosti má nezastupitelnou roli v řízení tréninku a plní tak úlohu zpětné vazby. Můţe být chápána jako činnost, která nás informuje o změnách, ke kterým dochází v důsledku tréninkového zatíţení a je důleţité vědět, na které ukazatele je nutné se při kontrole zaměřit. Z hlediska kontroly tréninkového procesu lze rozlišit tři základní oblasti, mezi které patří kontrola plnění tréninkových plánů, diagnostika – kontrola trénovanosti dostupnými moţnostmi (funkční zkoušky, psychodiagnostika, zátěţové testy) a někdy je moţné kontrolu doplnit informací o samotné výkonnosti (například formou přátelských soutěţí). Je nutné si uvědomit, ţe nejlepším ukazatelem trénovanosti není samotný sportovní výkon, protoţe ten je součástí komplexního pohledu na trénovanost sportovce [5]. Pro výzkum v bakalářské práci bylo jako kontrola výkonnosti vybráno měření získané provedením rampového zátěţového testu, který je popsán dále. V souladu s rozvrţením RTC bylo měření provedeno na začátku specifického období – tj. začátek února, Toto monitorování výkonnosti umoţňuje aktualizovat pásma intenzity, ve kterých bude třeba trénovat.
33
5. DOPLŇKOVÉ TRÉNINKOVÉ PROSTŘEDKY 5.1. Nespecifické tréninkové prostředky Sportovní hry v zimní přípravě mají spoustu výhod. Dají se provozovat v tělocvičnách, a tak není trénink vázán na délku dne, přítomnost ostatních má pozitivní vliv na psychiku. Pro sportovní hry je typické střídání intenzity, kdy se střídá mnohdy maximální úsilí s odpočinkem, coţ je pro nespecificky zaměřené přípravné období ţádoucí. Dochází také k rozvoji kondice, koordinace a orientace v prostoru [27]. Chůze se v zimní přípravě objevuje v rámci rozvoje základní dlouhodobé vytrvalosti a většinou se jedná o společné několikahodinové výšlapy s týmovými kolegy. Kromě tréninku v aerobním pásmu tak mají tyto pěší výšlapy psychologický a sociální význam. Běh vychází z pohybového stereotypu chůze a při běhání se proto zapojují stejné svalové skupiny. Rozdíl je v nasazení intenzity svalové práce, které má za následek jejich zvýšené napětí [14]. Jeho velkou výhodou je časová nenáročnost v porovnání s cyklistikou a nezávislost na počasí i vybavení. Většina cyklistů nemá k běhu příliš kladný postoj, případně na něj během sezony není časový prostor. Je důleţité, aby zapracování organismu do běţeckých tréninků bylo pozvolné a současně se pracovalo i na správné technice běhu, která je důleţitá pro eliminaci zranění nebo svalových poškození. Plavání je individuálním sportem, pro který je typický cyklický pohyb ve vodním prostředí. Plavec je ve vodě vystaven hydrostatickému tlaku, vztlaku vody i zvýšené tepelné vodivosti prostředí. Mezi jeho hlavní výhody patří nezatíţení kloubů a lze jej vyuţít i jako regeneračního prostředku nebo aktivního odpočinku. V zimní přípravě má plavání významné postavení při rozvoji ekonomiky dýchání a přenosu kyslíku k pracujícím svalům, má tedy pozitivní vliv i na zvyšování hodnoty VO2max. Nejvhodnější je plavecký způsob kraul, za předpokladu správného provedení a dýchání na obě strany, ale jinak se pouţívají všechny plavecké styly tak, aby byl trénink komplexní [10,27]. Rozvoj ekonomiky dýchání lze provádět i pomocí různých dechových cvičení pod vodou i formou samotného plavání na méně nádechů, které navodí mírnou hypoxii, a tak je organismus nucen se na práci za menšího přístupu kyslíku adaptovat. Trénink v posilovně většinou není u cyklistů příliš oblíben, anebo posilování povaţují pouze za nutnost, kterou je v zimním období nutné absolvovat. Pokud má za sebou cyklista náročnou závodní sezonu, pravděpodobně došlo k úbytku svalové hmoty nebo k jejímu poškození. Trénink v posilovně navozuje v organismu anabolické děje a tím vede k obnově a budování svalové hmoty. Dochází k vyrovnávání svalových dysbalancí, které
34 vznikají v důsledku jednostranné zátěţe, k zvýšení odolnosti organismu na zátěţ a k prevenci úrazů. Je nutné si uvědomit, ţe cvičení v posilovně nebude přímo zvyšovat cyklistický výkon. Jelikoţ se trénink v posilovně zařazuje pouze do přípravného období, znamená to, ţe na jeho začátku cyklista začíná úplně od začátku a trénink musí být tedy postupný a systematický. Rozlišujeme tedy fázi přípravnou (říjen – listopad, nízká intenzita zátěţe), růstovou (listopad – prosinec, střední intenzita zátěţe), silovou (prosinec – leden, vysoká intenzita zátěţe), fázi rozvoje výbušné síly (leden – únor, střední intenzita zátěţe) a fázi rozvoje silové vytrvalosti (únor – březen, nízká intenzita zátěţe). Před samotnou tréninkovou jednotkou by sportovci neměli zapomínat na zahřátí a protaţení (před i po tréninku) [20]. V dnešní době roste význam balančních cvičení, která by v tréninku neměla chybět. Tato cvičení lze souhrnně charakterizovat jako taková, která zapojují hluboký stabilizační systém (tzv. CORE). Lze vyuţít cviků s vyuţitím váhy vlastního těla, ale také řadou pomůcek jako Fitball, Overball, BOSU, TRX, jejich kombinací a jiných. Posilování hlubokého stabilizačního systému má vliv na správné drţení těla posílením svalového korzetu a jeho zapojení do svalových řetězců, na rozdíl od posilovny zaměřené na izolované skupiny svalů.
5.2. Specifické tréninkové prostředky Válce existují nejdéle a jejich konstrukce se skládá z rámu, ve kterém jsou zamontovány tři válce (dva válce pro zadní kolo a jeden pro přední). Jízda na válcích klade značné nároky na udrţení rovnováhy a koordinaci, a proto není její nácvik zpočátku jednoduchý. Kromě rovnováhy a koordinace rozvíjí jízda na válcích také techniku jízdy, především frekvenci a kulatost šlapání v pásmu základní vytrvalosti [6]. Ergometry jsou oblíbenějším prostředkem a lze na nich programovat zátěţ a monitorovat SF, ale i odpor zátěţe nebo frekvenci šlapání. Jejich konstrukce spočívá v upevnění zádního kola do rámu ergometru. Toto pevné uchycení kola je jejich nevýhodou, protoţe umoţní rozvoj nesprávných návyků v technice jízdy, kterou jízda na válcích naopak minimalizuje. Při tréninku na ergometru je moţné se zaměřit více na rozvoj silových schopností. Kromě ergometru se v zimní přípravě můţeme setkat i s dalšími typy trenaţerů, jsou to různá spinningová kola nebo rotopedy[8]. Moderní technologie dnes umoţňují pomocí přenosu GPS dat trénink na speciálních ergometrech s vizualizací krajiny nebo imitací profilu terénu, a tím lze autenticky dosáhnout téměř stejná zátěţe, jako v reálné jízdě venku.
35 V tabulce 3 je znázorněn převod pro trénink venku a uvnitř, na trenaţeru nebo válcích. Kromě délky tréninku se mění i tepová frekvence. Pro vyšší teplotu těla a nedostatečnou termoregulaci bude tepová frekvence vyšší neţ při tréninku venku. Proto je třeba si k tepovým zónám přičíst zhruba 4 - 6 SF/min. Toto navýšení SF o cca 5 tepů za minutu se týká také při běţeckém tréninku nebo tréninku na běţkách [16,17]. Obrázek 5. Převod času venkovního tréninku na trénink pod střechou [16].
36
6. ZÁTĚŽOVÁ DIAGNOSTIKA, SPIROERGOMETRIE 6.1. Úvod do zátěžové diagnostiky Spiroergometrické laboratorní vyšetření je dynamický zátěţový test s analýzou plicní ventilace, který představuje spojení dynamické zátěţové elektrokardiografie a analýzu výměny plynů [15]. Tento test je vhodný zejména pro sporty vytrvalostního charakteru, ale nalézá vyuţití nejen v měření výkonnosti zdatných zdravých jedinců. Kromě sportovců se zátěţová diagnostika vyuţívá k preskripci pohybové aktivity, volbě vhodné pohybové aktivity u mladých začínajících sportovců, prevence zdravotních komplikací, které se v klidovém stavu nemusí projevit a k diferenciální diagnostice při bolesti na hrudi, kdy je předmětem pozornosti zátěţové EKG. Dále se spiroergometrie vyuţívá k hodnocení efektu léčby, tzn., na kolik změnila léčba funkční schopnosti pacienta a k včasnému odhalení skrytých onemocnění srdce. Výsledky měření u sportovců vypovídají o výkonnosti kardiovaskulárního systému a o oxidativní kapacitě příčně pruhovaného (kosterního) svalstva, coţ jsou pro vytrvalostní sport základní předpoklady. Významného postavení zaujímá spotřeba kyslíku a spolu se srdeční frekvencí a laktátem patří k nejdůleţitějším diagnostickým veličinám. Maximální spotřeba kyslíku ukazuje na schopnost organismu přijmout kyslík, transportovat ho pracujícím svalům, ale také na schopnost svalů dodaný kyslík vyuţít. Smyslem testu u sportovců je zjištění funkčních předpokladů jedince pro daný sport, především jeho vytrvalostní předpoklady. Opakované testování je také důleţitým diagnostickým parametrem při sledování adaptace organismu na tréninkovou zátěţ ve všech fázích ročního tréninkového cyklu [17].
6.2. Měřené funkční parametry při spiroergometrickém vyšetření Srdeční frekvence (TF, SF) Srdeční frekvence je reprezentativní veličinou, kterou posuzujeme práci srdečně – cévního systému. Při zatíţení organismu dochází k reakci SF na tuto zátěţ, přičemţ nejcitlivěji SF reaguje na zvýšení intenzity nebo odporu a je tak jedním z ukazatelů intenzity zatíţení. Jak jiţ bylo řečeno, SF reaguje na zvýšení zatíţení s určitým zpoţděním a můţe být ovlivněna řadou vnějších podmínek. Při rostoucí zátěţi se hodnota SF zvyšuje, přičemţ u trénovanějších sportovců se zvyšuje pomaleji neţ u netrénovaných osob. Ţeny naopak dosahují vyšších hodnot SF v porovnání s muţi při stejné intenzitě nebo k dosaţení stejného výkonu. Kromě pohlaví a trénovanosti závisí SF také na věku, klidové SF, velikosti srdce
a
37 zdravotním stavu i stavu únavy. V důsledku únavy mohou někteří jedinci dosahovat vyšších hodnot cvičební SF při určité zátěţi aţ o 10 tepů za minutu a naopak pro mnohé sportovce se únava projeví v nemoţnosti dosaţení obvyklé SF při stejné zátěţi a hodnoty SF jsou tedy neobvykle nízké. Oba tyto stavy poukazují na nedostatečné zotavení, v horším případě na přetrénování [11,12]. Klidová SF se měří ráno po probuzení a je velmi citlivý ukazatel stavu vegetativního nervového systému a trénovanosti. Opakované zatěţování vede k aktivaci parasympatiku, coţ tlumí srdeční činnost, důsledkem je pak sníţení klidové SF i pod 50 tepů za minutu. Zvýšení klidové SF o 6 – 8 tepů za minutu nás také informuje o moţnosti přetíţení nebo blíţící se nemoci. Zvýšená klidová SF se můţe objevit také v důsledku těţkého nebo dlouhého tréninku, který sportovec absolvoval předchozí den. Tato hodnota nás informuje, zda je či není po takovém tréninku zotaven a připraven k dalšímu zatíţení [11,12]. Maximální srdeční frekvence (MTF, TFmax, SFmax) Jedná se maximální počet tepů za minutu, přičemţ s přibývajícím věkem se tato maximální dosaţitelná SF sniţuje, a to nezávisle na tréninku. To znamená, ţe na rozdíl od klidové SF, není tréninkem ovlivnitelná. Po dosaţení 20 let se SFmax s kaţdým rokem sniţuje přibliţně o 1 tep za minutu. Z hodnot SFmax se ve většině případů vychází při výpočtu tréninkových pásem. Obecně se pohybuje mezi 180 aţ 210 tepy. Záleţí na typologii jedince, resp. na vlivu jeho sympatické či parasympatické soustavy. Sportovci s převahou parasympatické soustavy mají maximální srdeční frekvenci niţší, kolem 180 aţ 190 tepů, sportovci s převahou sympatiku mají maximum kolem 200 aţ 210 tepů za minutu [8,17]. Maximální výkon (Wmax, Wmax/kg) Výkon se při spiroergometrii určuje s pouţitím zdroje zatíţení a při dávkování a interpretaci výsledků je třeba respektovat věk, pohlaví, hmotnost a kondici. Wmax je nejvyšší podaný výkon během stupňovitého zátěţového testu. K nejčastěji vyuţívaným diagnostickým trenaţérům patří cyklistický ergometr, který umoţňuje měření výkonu ve wattech. Hodnota maximálního výkonu (Wmax) je zpravidla vztaţena na kilogram tělesné hmotnosti (W. kg-1), která je mnohem konkrétnější, protoţe zohledňuje hmotnost sportovce. Dalším významným testem je W170, který vyjadřuje hodnotu výkonu ve wattech při SF 170 tepů a je dobrým ukazatelem všeobecné kondice a stavu srdečně cévního systému. Samotný test W170 se provádí u kaţdého sportovce do 40 let zcela rutinně v rámci preventivních tělovýchovných prohlídek a lze jej provést odděleně od vlastní spiroergometrie, je méně náročný na čas i na obsluţný personál. Obvykle jeho hodnoty převádíme do relativních
38 hodnot, tedy vztaţených na jeden kilogram TH. U muţů se hodnoty pohybují okolo 2,5 W. kg-1a u ţen 1,75 W. kg-1.
U muţů dosahuje hodnota W170 svého maxima kolem 21. roku
ţivota a poté pozvolna klesá a u ţen se mění jen minimálně. Hodnoty u sportovců jsou značně ovlivněny trénovaností. Stejně tak důleţitým ukazatelem, pokud se rozhodneme pro trénink s wattmetrem, můţe být výkon na úrovni anaerobního prahu (FTP) [2,8,19,23]. Spotřeba kyslíku (VO2) a maximální spotřeba kyslíku (VO2max) Spotřeba kyslíku nás informuje o spotřebě kyslíku v konkrétní minutě a konkrétní zátěţi, proto nám o výkonnosti mnoho nenapoví [8]. Maximální spotřeba kyslíku vyjadřuje maximální spotřebu kyslíku za minutu, kterou je vyšetřovaný jedinec schopen dopravit do organismu při dynamické zátěţi. Tuto veličinu řadíme mezi významné ukazatele aerobního výkonu. Měří se v litrech za minutu, zpravidla se vztahuje na kilogram tělesné hmotnosti [ml. kg-1. min-1], čímţ se jeho hodnota upřesní a zkonkretizuje. Zjištění hodnoty VO2max má zásadní diagnostický význam při testování výkonnosti sportovce, především z hlediska posouzení fyziologických předpokladů organismu pro zátěţ vytrvalostního charakteru a tedy i provozování vytrvalostních sportů. Pokud je prováděno opakované testování, hodnoty VO2max je nutné porovnávat v delším časovém horizontu za předpokladu testování za stejných laboratorních podmínek a na stejném spiroergometru. Pokud z dlouhodobého hlediska klesá, je chyba v celkovém dávkování tréninkových podnětů a účinnosti tréninku. Spotřeba kyslíku při submaximálním zatíţení je důleţitým diagnostickým kritériem téţ v průběhu ročního tréninkového cyklu. Znalost hodnot spotřeby kyslíku nám také umoţní spočítat energetický výdej v dané sportovní aktivitě [8,12,17]. Na druhou stranu jsou hodnoty VO2max limitovány vzájemnou interakcí srdečněrespiračních a svalových faktorů a jako hlavní činitelé se ukázaly srdeční výkon a transportní systém pro kyslík, menší podíl by pak měla mít vitální kapacita plic. Mimo zmíněné mohou být hodnoty ovlivněny také dlouhodobou adaptací na specifický druh sportovní činnosti. To také vysvětluje fakt, ţe pokud bude cyklista testován na běhátku, bude pravděpodobně dosaţeno rozdílných výsledků [9]. V souvislosti s maximální spotřebou kyslíku Dovalil (1987) hovoří o tzv. aerobním výkonu, který je ztotoţněn s hodnotami VO2max, které jsou komplexním ukazatelem transportního systému pro kyslík od okamţiku jeho vdechnutí po jeho vyuţití ve svalových buňkách. Vyuţívání co největší části maximální spotřeby kyslíku po delší dobu definuje jako aerobní kapacitu a za její ukazatele se povaţuje doba strávená v určité intenzitě ve vztahu
39 k VO2max. Aerobní kapacita je tedy projevem schopnosti organismu pracovat v aerobním reţimu, bez nutnosti výraznějšího zapojení anaerobních procesů. K zapojení anaerobních procesů dochází po překonání tzv. kritické intenzity, která je na úrovni 100 % VO2max. Velmi dobře trénovaní jedinci mohou na této úrovni pracovat 15 – 20 minut, většinou však po dobu 5 – 10 minut [1]. Tepový kyslík (VO2/TF) Hodnota tepového kyslíku je vyjádřena jako mnoţství kyslíku, které srdce vypudí do periferií jedním tepem a je důleţitým ukazatelem transportní kapacity oběhového systému. Hodnota tepového kyslíku se zjišťuje jako podíl spotřeby kyslíku a srdeční frekvence a udává se v mililitrech. V klidu je jeho hodnota přibliţně 5 ml, při zátěţi můţe u trénovaných sportovců dosáhnout hodnot 30 – 35 ml, tedy aţ dvojnásobek v porovnání s netrénovanými jedinci. Maximální tepový kyslík neklesá s věkem tak výrazně jako VO2max. Je to způsobeno faktem, ţe s věkem klesá tepová reaktivita [13,23]. Dechový (respirační) ekvivalent (DE) a dechová frekvence (DF) Tato veličina je odvozená od spotřeby kyslíku a udává, kolik litrů kyslíku je přijato se vzduchem při nádechu. Při normálním zatíţení se pohybuje dechový ekvivalent v rozmezí 22 – 27, pokud hodnota překročí 29, metabolismus jiţ není stabilizován a začíná se vytvářet kyselina mléčná a následně laktát. S výkonností se pracovní hodnoty dechového ekvivalentu sniţují [11]. Dechová frekvence udává počet dechů za minutu a u ţen bývá většinou vyšší. Z klidových hodnot asi 20 aţ 30 dechů za minutu můţe při intenzivní zátěţi stoupnout i nad 60 dechů za minutu. DF můţe být vázána na pohyb, zejména pokud se jedná o cyklický pohyb, kterým je i jízda na kole. Poměr výměny plynů (RER) a minutová plicní ventilace (VE) Při spiroergometrickém vyšetření se měří výdej oxidu uhličitého (VCO2) a příjem kyslíku (VO2) plícemi a stanovuje se poměr výměny plynů RER (z ang. respiratory exchange ratio), který v rovnováţném stavu krytí energie odráţí poměry v procesu buněčného dýchání a shoduje se s respiračním kvocientem RQ. Při překročení anaerobního prahu je vzniklý laktát neutralizován hydrogenuhličitanem sodným za vzniku CO2 a RER stoupá nad hodnotu RQ v důsledku zvyšující se koncentrace CO2. Na úrovni ANP by tedy mělo platit, ţe RER = 1. Pokud poměr respirační výměny plynů při maximální zátěţi nabývá hodnot 1,1 – 1,2,
40 můţeme měření označit za věrohodné a zátěţový test byl skutečně proveden do maxima. Hodnota 1,2 by se však překračovat neměla [15]. Minutová plicní ventilace je s ohledem na udrţení acidobazické rovnováhy citlivě regulována. Minutová plicní ventilace roste přímo úměrně s produkcí CO2 a při překročení anaerobního prahu dochází k jejímu rychlejšímu nárůstu. Uvádí se v litrech za minutu [15].
6.3. Aerobní a anaerobní práh Znalost prahových hodnot je významným pomocníkem při sestavování a řízení tréninku. Anaerobní práh reprezentuje maximální laktátový steady – state, tedy maximální koncentraci laktátu v krvi (odtud pojem laktátový práh), která je dlouhodobě udrţitelná a je horní hranicí aerobně - anaerobního pásma, nebo v okamţiku, kdy ventilace stoupá neúměrně kyslíkové spotřebě (ventilační práh). Aerobně – anaerobní pásmo označujeme také jako smíšené pásmo. V závislosti na trénovanosti se nachází v rozmezí 65 – 95 % SFmax, případně se udává v % VO2max. Aerobní práh je spodní hranicí smíšeného pásma a setkáváme se s ním hlavně v odborných pojednáních [2,23]. Aerobní i anaerobní práh je moţné určit buď neinvazivní metodou z ventilačně respiračních hodnot, nebo invazivně z exponenciáůního vzestupu krevního laktátu. Po překročení prahové hodnoty se laktát začíná hromadit a ve svalech se v důsledku poklesu pH vytváří kyselé prostředí. Toto nelineární hromadění laktátu má vliv na svalovou kontrakci, tedy i na svalovou činnost a jeho zvýšená hladina je spojená s větší koncentrací CO2. V oblasti anaerobního prahu se začne nelineárně zvyšovat ventilace (tzv. hyperventilace), tedy objem vzduchu vdechovaný plícemi. Všechny tyto faktory a pokles bikarbonátu označujeme také jako metabolickou acidózu, kterou lze znázornit rovnicí [28]: H++HCO3 → H2CO3 → CO2+ H2O Z fyziologického tréninkového hlediska má aerobně – anaerobní přechod zvláštní význam. Tento přechod začíná s prvním vzestupem laktátu, téţ označovaným jako aerobní práh (AeT), a končí anaerobním, resp. individuálním anaerobním prahem (laktátový práh, IAS, ANP), který vypovídá o maximálním laktátovém steady – state (tedy dlouhodobě udrţitelná setrvalá hodnota). Anaerobní práh leţí v průměru na 4 mmol/l laktátu, při vytrvalostním tréninku většinou ale níţe [2,11,12, 23]. Spiroergometricky odpovídá prvnímu vzestupu laktátu ventilační práh. Vznikající kyselina mléčná je odpufrována bikarbonátem, zvyšující se mnoţství oxidu uhličitého vede k nadproporcionálnímu vzestupu ventilace, coţ se projeví jako zlomy laktátových a ventilačních křivek. Druhý nadproporcionální vzestup ventilace bývá označován také jako
41 respirační kompenzační bod (RCP, z angl. respirátory compensation point), který leţí v oblasti anaerobního laktátového prahu. Určení ventilačního a laktátového prahu z příslušných křivek dle Jančíka je znázorněno na Obrázku 6 [23].
Obrázek 6. Určení LA a ventilačního prahu z laktátové a ventilační křivky [28]. Vyšetření a rozbor laktátové křivky je v současné době jedním z nejpouţívanějších a nejefektivnějších prostředků pro řízení sportovního tréninku, a to jak ve výkonnostním, tak i v rekreačním sportu. Na druhou stranu je stanovení anaerobního prahu předmětem řady diskuzí a střetů různých názorů. Pokud známe hodnotu SF a také výkonovou, případně rychlostní, zátěţ sportovce v okamţiku odběru krve, můţeme velmi přesně určit vhodná tréninková pásma, ve kterých pak dochází k nejefektivnějšímu rozvoji daného energetického systému [17]. Laktátová křivka je graf, na jehoţ svislé ose je vţdy uvedena hladina laktátu v mmol/l, na vodorovné ose je znázorněna tepová frekvence, velikost zátěţe nebo rychlost pohybu. Spojením několika bodů, které představují jednotlivé zátěţe, vznikne křivka. Pro její určení je třeba nejlépe čtyř bodů (nejméně tři hodnoty). Jako optimální je zvolit takový odstup odběru, aby testovaný absolvoval alespoň jednu zátěţ v čistě aerobní, jednu aţ dvě ve smíšené a jednu v anaerobní zóně. Křivka má exponenciální charakter a mění svůj tvar v závislosti na stavu trénovanosti, proto je nesprávné vycházet v průběhu RTC pouze z jedné laktátové křivky. Vyšší úroveň trénovanosti křivku posouvá vpravo a níţ. Hodnota zlepšení sledovaného parametru je dána zvýšením podaného výkonu při stejné hladině laktátu v krvi, případně niţší hodnotou laktátu při stejné či vyšší tepové frekvenci [17].
42 Jsou tedy vysvětlěny pojmy aerobní práh, anaerobní práh a laktátová křivka. Obě prahové hodnoty se určují právě na laktátové křivce a standardně se uvádí pro tyto prahy hodnoty 2 mmol/l pro aerobní práh a 4 mmol/l pro anaerobní práh. Zásadní a ne zcela vyjímečnou chybou je striktně se drţet při vyhodnocování laktátové křivky těchto hodnot. Mnozí špičkově trénovaní vytrvalci totiţ ani při nejvyšším zatíţení hodnoty 4 mmol/l nedosahují. Je nutné tedy vycházet z toho, ţe hodnoty mají určitá rozmezí, obecně se aerobní práh nalézá mezi 1 – 2 mmol/l, anaerobní mezi 3 – 7 mmol/l [17].
43
II. PRAKTICKÁ ČÁST
44
7. Cíl práce Cílem bakalářské práce bylo vyhodnotit dle teoretických poznatků a získaných výsledků zátěţového laboratorního testu výkonnost tří vybraných cyklistů. Zátěţové testy provést na začátku specifického přípravného období (v tréninku převaţují specifické tréninkové prostředky – kolo, válce, ergometr, spinning), které navazuje na nespecifické přípravné období (převaha nespecifických tréninkových prostředků – vše kromě cyklistiky). Dále navrhnout u těchto tří sportovců tréninková intenzitní pásma, ve kterých budou trénovat po dva měsíce do začátku závodní sezony. Je nutné zdůraznit, ţe sledovaný výběr je příliš malý, proto není moţné z výsledků praktické části vyvozovat závěry nebo je konfrontovat s dosud známými fakty a také je nebude moţno pouţít pro velké soubory jedinců. Výsledky proto budou slouţit konkrétním třem cyklistům konkrétního přerovského cyklistického týmu a jeho trenérovi, který je aplikuje na testované cyklisty. Vysvětlené funkční parametry pak budou slouţit i širšímu okruhu cyklistů, kteří po absolvování zátěţových testů nevědí, co spousta čísel a zkratek v jejich výsledném výstupu znamená.
45
8. Metodika práce 8. 1. Charakeristika sledovaného výběru, použité pomůcky Pro laboratorní spiroergometrické vyšetření na začátku specifického přípravného období byli vybráni 3 cyklisté, kteří se podrobili stupňovanému zátěţovému testu na bicyklovém ergometru. Měření bylo provedeno na začátku února dne 7. 2. 2013. 8.1.1 Testované osoby
Cyklista 1 – X-terra, MTB, XC Věk: 25 let Závodní váha: 77 kg (77 kg k 7. 2. 2013) Výška: 190 cm Somatotyp: převaţuje ektomorfní sloţka nad mezomorfní Sezona 2012: najeto 6000 km, běh cca 1000 km Závodní minulost: závodí od roku 2004, systematický trénink od roku 2009 Nespecifické přípravné období: trénuje denně prosinec: 90 hod leden: 110 hod únor: 11 hod (k 7. 2. 2013) poznámky: 75 % tvoří cyklistika, 20 % běh a 5 % ostatní Cyklista 2 – MTB, XC, silnice Věk: 19 let Závodní váha: 77 kg (80 kg k 7. 2. 2013) Výška: 177 cm Somatotyp: převaha mezomorfní sloţky Sezona 2012: najeto 10 000 km Závodní minulost: cyklistiku na výkonnostní úrovni provozuje roku 2010 Nespecifické přípravné období: trénuje 5-6x týdně prosinec: 37 hod leden: 35 hod únor: 6 hod (k 7. 2. 2013) poznámky: 50 % tvoří cyklistika, 50 % ostatní
46 Cyklista 3 – MTB, XC, silnice Věk: 19 let Závodní váha: 66 kg (67 kg k 7. 2. 2013) Výška: 178 cm Somatotyp: převaha ektomorfní sloţky nad mezomorfní Sezona 2012: najeto 9000 km Závodní minulost: cyklistiku na výkonnostní úrovni provozuje od roku 2011, systematický trénink od roku 2012 Nespecifické přípravné období: trénuje 6-7x týdně prosinec: 27 hod leden: 52 hod únor: 8 hod (k 7. 2. 2013) poznámky: 64 % tvoří cyklistika, 36 % ostatní 8.1.2 Pomůcky a materiál K provedení zátěţových testů byly pouţity tyto přístroje, pomůcky a chemikálie: Spiroergometrické vyšetření: BICYKLOVÝ ERGOMETR Lode Excalibur Sport (firma CORTEX) ANALYZÁTOR PLYNŮ METALYZER® 3B CPET (firma CORTEX Biophysic GmbH) PŘÍSTROJOVÝ VOZÍK S VÝPOČETNÍ TECHNIKOU SW MetaSoft® Studio MASKA, popruhy k jejímu upevnění SPORTESTER POLAR a hrudní pás Desinfekční kolona: DESINFEKCE Helipur H plus N (firma B. Braun) – 5% roztok GIGAZYME čistící enzymový přípravek (firma Schulke a Mayr) – 5% roztok DESTILOVANÁ VODA
47 Bicyklový ergometr je v našich podmínkách nejčastěji pouţívaný a má své výhody, ale i nevýhody. Mezi velké výhody patří fakt, ţe i při velmi intenzivní zátěţi, která se blíţí maximu, zůstává horní polovina těla relativně v klidu, a tak je moţné pohodlně odebírat vzorky krevního laktátu, měřit krevní tlak a snímané EKG je rušeno minimálně. Výhodou je také moţnost měření výkonu ve standartních fyzikálních jednotkách (watt) a riziko úrazu (na rozdíl od běhátka) je nízké. Jeho nevýhoda spočívá vom, ţe jsou kladeny velké nároky na svalstvo dolních končetin, coţ má za následek lokální únavu a ta můţe být k dosaţení daného výkonu limitujím faktorem. V praxi to znamená, ţe nástup lokální únavy nastane mnohem dříve, neţ dojde k plnému vytíţení kardiovaskulárního systému a výsledky testu jsou pak zkresleny. Další nevýhoda spočívá v absolutně nejvyšších hodnotách VO2max, které na bicyklovém ergometru naměříme, bylo totiţ zjištěno, ţe maximální spotřeba kyslíku nabývá v porovnání s měřením na běhátku niţších hodnot, a to asi o 5 – 8 % méně. Jedná se o systémovou chybu bicyklových ergometrů [23]. Ergometr pouţitý k výzkumu je na Obrázku 7. Bicyklový egrometr Lode Excalibur Sport.
Obrázek 7. Bicyklový ergometr Lode Excalibur Sport
48 Analyzátor výměny plynů měří plicní ventilaci na základě průtoku O2 a CO2 a jejich koncentraci ve vydechovaném vzduchu. K analýze byl pouţit průběţný analyzátor a ventilace je měřena pomocí malé turbínky. Rychlost otáčení turbínky závisí na průtoku plynu, proto je měření sledováno v reálném čase. Kromě turbínky je zařízení vybaveno plynovými detektory pro O2 a CO2 [27].
Obrázek 8. Analyzátor METALYZER® 3B CPET MetaControl® 3000 je spiroergometrický systém, který zajišťuje maximální kompatibilitu a spolehlivost při provádění kardiorespiračních zátěţových testů. Počítač je společně s Metalyzerem integrován do přístrojového vozíku, v jehoţ horní části jsou dva monitory pro zobrazení spirometrických a ergometrických parametrů [30].
Obrázek 9. Přístrojový vozík s výpočetní technikou a SW MetaSoft® Studio [30].
49
8. 2. Provedení spiroergometrie Základní podmínkou validity testu je kalibrace průtokového senzoru a senzorů pro pO2 a pCO2. Kalibrace se musí provést před kaţdým spiroergometrickým vyšetřením a její výsledky by měly být součástí zprávy. Před zahájením testu je třeba testované osobě vysvětlit, jak bude test probíhat a dohodnout se na způsobu komunikace, jelikoţ během testu nelze mluvit [15]. Zátěţová zkouška začíná 5 – 10 minut zahřátím s malým šlapacím odporem. Velikost počátečního odporu se většinou nastavuje podle tělesné hmotnosti a výkonnostního zařazení sportovce. Maximální zátěţový stupeň, při kterém dojde k poţadovanému maximálnímu vytíţení, má trvat asi 6 – 8 minut a neměl by být kratší neţ 3 minuty, ale v důsledku minimalizace zkreslení nástupem lokální únavy ani delší neţ 8 minut. Pokud je však sportovec zvyklý déle se zapracovávat do zátěţe, lze ho prodlouţit i nad 8 minut. Před samotným měřením nastavíme zátěţový protokol, ve kterém je definováno jakým způsobem se bude zvyšovat zátěţ tak, aby byla rovnoměrně rozloţená do časového rozmezí. Na základě zátěţového protokolu se nám testovanou osobu podaří vytíţit v 90 % případů [23]. Zátěţový protokol byl nastaven jako kontinuálně zvyšovaný (rampový) test, v jehoţ průběhu dochází ke kontinuálnímu a konstantnímu zvyšování odporu. Rampový test byl zahájen s počáteční zátěţí 70 W. Přírůstky zátěţe a strmost „rampy” jsou určeny individuálně, dle konzultace s vyšetřující i testovanou osobou nastaveny na 20 W. K monitorování SF byl pouţit sportester a k analýze plynů maska připojená na senzor pro analýzu plynů. Po spuštění testu v počítači byla testovaná osoba vyzvána k zahájení šlapání s frekvencí šlapání mezi 70 a 80 otáčkami za minutu. Během samotného zátěţového testu byla měřena SF a na základě analýzy plynů také VE, VO2, VO2/kg, RER, W, VO2/SF a DF. Byl dále. VO2 by se neměla mezi stupni zvýšit o víc jak 3 METs, pokud ano, hrozí předčasné ukončení z důvodu svalové neschopnosti přizpůsobit se danému zvýšení. Za současného zvyšování zátěţe se daná osoba přibliţovala svému maximu aţ do okamţiku nemoţnosti pokračování v šlapání. Po kaţdém měření byla maska i průběţný analyzátor plynů dezinfikována v dezinfekční koloně: voda, přípravek Gigazyme, přípravek Helipur, voda a nakonec destilovaná voda. Z výsledků spiroergometrických hodnot byl stanoven aerobní a anaerobní práh V – slope metodou. Tato metoda vychází ze vztahu alveolárního VCO2 a alveolární VO2. Počítačovou metodou je zjištěn poměr těchto plynů. Původně lineární vztah je narušen a to ve prospěch VCO2. ANP můţeme dle Chaloupky (2005) určit i z hodnot RER – na úrovni ANP by mělo platit RER = 1, nebo z minutové plicní ventilace a spotřeby kyslíku.
50
9. VÝSLEDKY A DISKUSE Na základě Cílů, Metodiky práce bylo provedeno spiroergometrické vyšetření tří výkonnostních cyklistů na začátku specifického přípravného období. Pro anonymitu testovaného výběru byli tito cyklisté očíslováni (dále uvedeni jako cyklista 1, cyklista 2 a cyklista 3). Cyklista 1. Jako první byl měřen cyklista a závodník terénních triatlonů, u kterého bylo dosaţeno nejvyšší úrovně aerobní kapacity (VO2max). Nejdůleţitější funkční parametry prvního cyklisty jsou shrnuty v Tabulce 4. Tabulka 4. Výsledky měření – cyklista 1 Aerobní práh
ANP
VO2max
Absolutní maximum
[ml. kg-1. min-1] [ml] [W] [tepů. min-1]
61.04 29.55 282 160 22.80 28.32
69.61 30.13 386 183 34.70 34.66
79.46 33.29 417 186 35.52 36.82
82.39 34.63 430 188 40.98 40.53
[l. min-1] [dechů. min-1]
112.54 43
201.51 63
227.71 82
245.13 90
Funkční parametr VO2 VO2/SF Wmax SF VE/VO2 VE/VCO2 VE DF
Zajímavých hodnot dosahovala minutová plicní ventilace, která ve svém absolutním maximu nabývala hodnot 245,13 litrů za minutu a byla rozhodně nejvyšší dosaţenou ze všech tří testovaných cyklistů. Jako u sportovce s nejvíce odtrénovanými hodinami a bohatou závodní minulostí se vysoká aerobní kapacita nejen předpokládala, ale také potvrdila. Na druhou stranu hodnota hodnota RER dosahovala maximálně 1,01, coţ poukazuje na fakt, ţe test pravděpodobně nebyl proveden do úplného maxima. Pokud se podíváme na rozdíl velikosti zátěţe na úrovni VO2max a SFmax, zjistíme, ţe cyklista byl schopen pracovat za hranicí 100 % VO2max nejdelší dobu a z časového hlediska odpovídala práce na a za hranicí 100 % VO2max téměř dvěma minutám, zatímco u cyklisty 3 zátěţ na úrovni VO2max a maximální zátěţ téměř splývala.
51 Z tabulky závislosti výdeje plynů na SF a na čase (Obrázek 10 a 11) u prvního cyklisty byl první proporcionální vzestup odpovídající SF 160 tepů za minutu v čase přibliţně 10:29. Anaerobní práh při druhém nadproporcionálním vzestupu byl určen na 183 tepech v čase přibliţně 16:06. Na úrovni 183 tepů za minutu bylo dosaţeno RER = 1,00. Aerobní práh se tedy nalézá na 87 % SFmax (odpovídá 76 % VO2max) a anaerobní práh na 97 % SFmax (odpovídá 88 % VO2max).
Obrázek 10. Závislost VCO2 a VO2 na SF – cyklista 1
Obrázek 11. Závislost VCO2 a VO2 na čase – cyklista 1
52
U druhého cyklisty jsme na základě převahy mezozomorfní sloţky předpokládali, ţe bude inklinovat k silovějšímu typu šlapání, bude dosahovat niţších hodnot VO2max a pro mladší věk také vyšší SFmax. Funkční parametry druhého cyklisty byly zaznamenány do Tabulk y 5. Tabul ka 5. Výsled ky měření – cyklist a2 Funkční parametr VO2 VO2/SF Wmax SF VE/VO2 VE/VCO2 VE DF
[ml. kg-1. min-1] [ml] [W] [tepů. min-1] [l. min-1] [dechů. min-1]
Aerobní práh
ANP
VO2max
Absolutní maximum
42.82 22.31 258 154 20.58 26.54 74.09 39
55.98 24.40 355 184 27.25 28.08 126.08 44
58.29 24.76 385 188 32.30 31.57 155.76 56
60.64 25.84 391 191 35.99 33.95 170.37 63
Hodnota SFmax byla skutečně vyšší, a to 191 tepů za minutu. Stejně tak se potvrdilo, ţe bude cyklista dosahovat niţších hodnot VO2max, tedy 58,29 [ml. kg-1. min-1]. Dosaţený výkon v absolutních hodnotách byl vyšší neţ u cyklisty 3, ale po přepočtu do relativních hodnot bylo zjištěno, ţe tento cyklista má největší silové rezervy ve vztahu k TH, neboť jeho maximální výkon dosahoval 4,88 W. kg-1.
53 U cyklisty 2 bylo nejlépe moţné určit aerobní i anaerobní práh, neboť z grafu závislosti VCO2 a VO2 na SF a na čase (Obrázek 12 a 13) byly oba přechody dobře zachytitelné.
Obrázek 12. Závislost VCO2 a VO2 na SF – cyklista 2 První vzestup VCO2, tedy aerobní práh, odpovídal SF 154 tepů za minutu v čase 8:56 a druhému vzestupu (ANP) odpovídala SF 184 tepů za minutu v čase přibliţně 14:50. V tomto bodě hodnota RER = 1,00, čímţ byla hodnota určeného anaerobního prahu potvrzena. Aerobní práh se tedy nalézá na 85 % SFmax (odpovídá 73 % VO2max) a anaerobní práh na 96 % SFmax (odpovídá 96 % VO2max). . Obrázek 13. Závislost VCO2 a VO2 na čase – cyklista 2
54
U třetího cyklist y stejnéh o kalend
Funkční parametr
VO2 VO2/SF Wmax SF VE/VO2 VE/VCO2 VE DF
[ml. kg-1. min-1] [ml] [W] [tepů. min-1] [l. min-1] [dechů. min-1]
Aerobní práh
ANP
VO2max
Absolutní maximum
47.26 19.50 223 162 20.81 24.72 68.17 25
61.81 22.04 317 188 28.20 28.32 120.55 41
71.79 24.12 367 199 35.36 32.60 175.75 61
72.35 26.19 371 201 36.39 33.42 177.21 63
ářního věku jako cyklista 2 je patrná převaha ektomorfní sloţky. Na základě nastudované literatury bylo moţné předpokládat, ţe bude dosahovat větších hodnot VO2max ve srovnání s cyklistou 2, ale niţších hodnot neţ trénovanější cyklista 1. Fyziologické parametry třetího cyklisty jsou shrnuty v Tabulce 6. Tabulka 6. Výsledky měření – cyklista 3
Tento předpoklad se také potvrdil a hodnota VO2max dosáhla 71,79 [ml. kg-1. min-1]. Cyklista 3 dosáhl z testovaných nejlepší úrovně hodnoty maximální zátěţe vztaţené na 1 kg TH, kdy bylo dosaţeno 5,54 W/kg. Pokud bychom srovnali absolutní hodnoty – samostatnou Wmax, hodnotili bychom cyklistův výkon jako nejniţší z testovaných 3 osob. Pokud však
55 přepočteme jeho výkon na jeho hmotnost, zjistíme, ţe je tomu naopak. Proto většinu veličin zpravidla vztahujeme na kilogram TH. Třetí testovaný cyklista také dosahoval nejvyšší SFmax z testovaných. U tohoto cyklisty bylo také dosaţeno nejvyšší hodnoty RER, tedy RER = 1,10. Jak jiţ vylo uvedeno, za validní povaţujeme měření, v rámci kterého dosáhne RER hodnot 1,1 – 1,2. U cyklisty 3 tedy můţeme tvrdit, ţe byl test proveden do maxima. U ostatních testovaných cyklistů bylo dosaţeno hodnot RER niţších, coţ sniţuje validitu výsledků měření a výše uvedené tvrdit nelze. Z grafů závislosti VCO2 a VO2 na SF a na čase (Obrázek 14 a 15 na str.55) byly oba přechody dobře zachytitelné. První vzestup VCO2, tedy aerobní práh, odpovídal SF 162 tepů za minutu v čase 8:02. Druhý vsestup (ANP) odpovídal SF 188 tepů za minutu v čase přibliţně 12:41, ve kterém hodnota RER = 1,00. Aerobné práh se nachází tedy na 86 % z SFmax (odpovídá 86 % VO2max), anaerobní práh na 94 % SFmax (odpovídá 99 % VO2max).
Obrázek 14. Závislost VCO2 a VO2 na SF – cyklista 3
56
Obrázek 15. Závislost VCO2 a VO2 na čase – cyklista 3
V rámci porovnání výchozí výkonnosti tří testovaných cyklistů byla sestavena tabulka srovnávající dosaţené výsledky zátěţových testů. Porovnání sportovců je znázorněno v Tabulce 7. Tabulka 7. Srovnání nejdůležitějších fyziologických ukazatelů sledovaný parametr SFmax
[tepů. min-1] -1
-1
VO2max [ml. kg . min ] [tepů. min-1]
Cyklista 1
Cyklista 2
Cyklista 3
188
191
201
79,46
58,29
71,79
186
188
189
VO2/SF
[ml]
33,29
24,76
24,12
Wmax
[W]
430
391
371
W/kg
[W. kg-1]
5,51
4,88
5,54
W170
[W]
316
305
298
TH
[kg]
78
80
67
AeS
[tepů. min-1]
160
154
162
[% z SFmax]
85
81
86
[% VO2max]
86
82
86
[tepů. min-1] 183 184 188 Výsledky delším provedením [% z SFměření max] mohly být zkresleny 97 96 testu, nicméně prodlouţení 94 samotného[% testu na přání testovaných se jedná o výkonnostní VObylo 98 osob i trenéra. Jelikoţ 98 99 2max] cyklisty s dobrou trénovaností, vliv lokální únavy nemusel měření výrazně ovlivnit.
ANP
57
10. ZÁVĚR Na základě cílů, materiálu a metodických postupů, teoretických poznatků, poznatků o tréninkových zónách a výsledků měření jsme dospěli k následujícím závěrům a doporučením: Cyklista 1 má z testovaných osob aerobní kapacitu na nejvyšší úrovni a vykazuje velmi dobrou vytrvalostní základnu pro rozvoj dalších pohybových schopností. V porovnání s netrénovanými jedinci disponuje nadprůměrnými hodnotami všech kardio - respiračních parametrů, které byly v rámci funkční diagnostiky testovány. V posuzování dosaţeného maximálního výkonu je nutné si uvědomit, ţe měření bylo provedeno na počátku specifického přípravného období a rozvoj silových schopností nebyl součástí dosavadního tréninku v přípravném období nespecifickém. Na základě výsledků a teoretických poznatků byla sestavena tabulka intenzitních pásem pro cyklistu 1 (Obrázek 16)
58 Obrázek 16. Doporučení intenzitních pásem pro cyklistu 1 Pro rozvoj extenzivní silové vytrvalosti je tedy optimální trénink v tepové zóně 136 – 159 tepů za minutu, nejlépe v rovinatém nebo zvlněném terénu. Délka zatíţení bude minimálně 30 minut, nejlépe však v řádu hodin. Trénink pod hranicí SF 135 tepů za minutu bude vhodný k tréninku oxidativního metabolismu a k aktivní regeneraci, které budou následovat po těţkých intenzivních tréninkových jednotkách. Regenereční trénink bude probíhat nejlépe v rovinatém terénu. V tepové zóně intenzivní silové vytrvalosti 160 – 182 tepů za minutu bude docházet k největšímu rozvoji aerobní kapacity a stimulaci VO2max. Tento trénink bude aplikován v kopcích, ve kterých se zakomponuje nácvik jak silových výjezdů (těţší převod, frekvence šlapání 60 otáček za minutu), tak výjezdů švihových (lehčí převod, frekvence šlapání 80 otáček za minutu). Pro intervalový trénink klasickou metodou (90 sekund interval, 90 sekund odpočinek) bude interval prováděn nad hranicí ANP, tedy nad hranicí 183 tepů za minutu a odpočinek na úrovni 120 – 140 tepů. Pro intervalový trénink švédskou metodou bude nutné citlivě identifikovat relativně maximální zatíţení, ve kterém sportovec setrvá 3 – 5 minut (v dalším intervalu musí pokračovat stejnou intenzitou), stejnou dobu setrvá aktivním odpočinkem. Cyklista 2 vykazoval niţší aerobní kapacitu neţ oba další cyklisté a hodnota dosaţené VO2max byla 58,29 ml. kg-1. min-1. Niţší maximální spotřeba kyslíku se však předpokládala vzhledem k tělesné konstituci cyklisty. Dle teoretických poznatků, jedinci s převahou mezomorfní sloţky dosahují niţších hodnot VO2max a toto bylo také potvrzeno. Ikdyţ jsou funkční parametry nadprůměrné v porovnání s netrénovanými jedinci, jsou v aerobní kapacitě největší rezervy oproti průměru výkonnostních sportovců. Rezervy jsou také v silových schopnostech, neboť cyklista dosahoval maximálního výkonu 4,88 W na kilogram tělesné hmotnosti a tedy nejméně ze tří testovaných sportovců. Na základě těchto výsledků a získaných poznatků byla sestavena tabulka intenzitních pásem pro cyklistu 2 (Obrázek 17).
59
Obrázek 17. Doporučení intenzitních pásem pro cyklistu 2
Cyklista 3 vykazoval velmi dobrou úroveň aerobní kapacity, ikdyţ dosahoval menších hodnot neţ cyklista první. Hodnota VO2max dosahovala 71,79 ml. kg-1. min-1. Maximální dosaţený výkon v absolutních hodnotách byl na nejniţší úrovni v rámci testovaného výběru, v relativních hodnotách však cyklista dosáhl 5,54 W na kilogram tělesné hmotnosti. Ze tří testovaných osob má tedy nejmenší rezervy v silové vytrvalosti. Jako jediný z testovaných cyklistů dosáhl SFmax, která by odpovídala vypočtené ze vzorce 220 – věk, tedy 201 tepů za minutu. Pokud bychom tedy srovnali stejně staré cyklisty (cyklista 2 a cyklista 3), měli by teoreticky dle výpočtu ze vzorce dosahovat stejné SFmax. Provedením zátěţového testu se ukázalo, ţe tomu tak není a obecné vzorce neplatí zdaleka pro kaţdého. U tohoto cyklisty bylo také dosaţeno hodnoty RER = 1,10, a tak dle teoretických poznatků můţeme tvrdit, ţe byl test skutečně proveden do maxima. Dosaţené výsledky se pouţijí jako vodítko pro další tréninkové období. Na základě těchto výsledků a nastudovaných poznatků byla sestavena tabulka intenzitních pásem pro cyklistu 3 (Obrázek 18).
60
Obrázek 18. Doporučení intenzitních pásem pro cyklistu 3
Dosaţené výsledky tedy nelze brát jako konečné, ale jako vodítko pro další tréninkové období. Po dva další měsíce, které testovaní cyklisté budou věnovat specifické přípravě (rozvoj specifické vytrvalosti, síly a rychlosti), se budou řídit pod dohledem trenéra navrţenými intenzitními zónami. Pro zvýšení efektivity tréninku lze doporučit absolvování dalších zátěţových testů v průběhu těchto dvou měsíců k získání dalších aktuálních poznatků o jejich výkonnosti před zahájení závodního období.
POUŽITÁ LITERATURA [1]
CHOUTKA, M., DOVALIL, J. (1987). Sportovní trénink. Praha:Olympia, 316 s.
[2]
PLACHETA, Z., SEIGELOVÁ, J. a spol. (1999). Zátěžová diagnostika v ambulantní a klinické praxi. Praha: Grada, 276 s. ISBN 80-7169-271-9
[3]
HAVLÍČKOVÁ, L. a kol. (2003). Fyziologie tělesné zátěže I. Obecná část (2. vyd.) Praha: Karolinum, 203s. ISBN 80-7184-875-1.
[4]
HAVLÍČKOVÁ, L. (1993). Fyziologie tělesné zátěže II: Speciální část - 1. díl. Praha: Karolinum, 238 s. ISBN 80-7066-815-6.
[5]
PERIČ, T., DOVALIL, J. (2010). Sportovní trénink. Praha: Grada, 160 s. ISBN 97880-247-2118-7.
[6]
KONOPKA, P. (2007). Cyklistika. Liberec: Reproart, 198 s.
[7]
ONDRÁČEK, J., HŘEBÍČKOVÁ, S. (2007). Cykloturistika. Brno: FSpS MU,
61 ISBN 978-80-210-4443-2. [8]
LANDA, P. (2005). Cyklistika. Praha: Grada, 128 s. ISBN 80-247-0725 - X.
[9]
VOJTĚCHOVSKÝ, O., SEKERA, J. (2009). Cyklistika. Praha: Grada, 184 s. ISBN 978-80-247-2911-4
[10]
Bernaciková, M., Kapounková, K., Novotný, J. a kol. (2011). Fyziologie sportovních disciplín. El portál, Brno: Masarykova univerzita.
[11]
NEUMANN, G., HOTTENROTT, K. (2005). Trénink pod kontrolou. Praha: Grada, 184 s. ISBN 80-247-0947-3.
[12]
BENSON, R., CONNOLLY, D. (2012). Trénink podle srdeční frekvence. Praha: Grada, 184 s. ISBN 978-80-247-4036-2.
[13]
BARTŮŇKOVÁ, S. (2006). Fyziologie člověka a tělesných cvičení. Praha: Karolinum, 285 s. ISBN 80-246-1171-6
[14]
KUČERA, M., DYLEVSKÝ, J., a kol. (1999). Sportovní medicína. Praha: Grada, 284 s. ISBN 80-7169-725-7
[15]
CHALOUPKA, V. a kol. (2003). Zátěžové metody v kardiologii. Praha: Grada, 293 s.
[16]
BERAN, V., CHADIM, M. (2009). Jak na účinný trénink na trenažéru či válcích? [on-line]. [cit. 2012-10-24]. Dostupné na www:
[17]
MARTINEK, K. Zátěžová diagnostika [on-line]. [cit. 2012-10-23]. Dostupné na www:
[18]
HOLEČEK, M. (2006). Regulace metabolismu cukrů, tuků, bílkovin a aminokyselin. Praha: Grada, 288 s. ISBN 80-247-1562-7
[19]
POPELKOVÁ, P. (2006). Zátěžové testy v pneumologii: Spiroergometrie. [pdf]. Dostupné na www: < http://www.fno.cz/documents/2006_03_28_011.pdf>
[20]
CHADIM, M. (2007). Cyklista v posilovně I. [on-line]. [cit. 2012-10-27]. Dostupné na www: < http://www.roadcycling.cz/index.php5?str=clanek&id=186>
[21]
GERIG, U., FRISCHKNECHT, T. (2004). Jezdíme na horském kole. České Budějovice: KOPP, 126 s. ISBN 80-7232-227-3
[22]
MARTINEK, K., SOUDEK, I. (2000). Cyklistika. Praha: Grada, 112 str.
[23]
VILIKUS, Z. (2012). Funkční diagnostika. Praha: Vysoká škola tělesné výchovy Palestra. [pdf]. Dostupné na www:
62 [24]
LEHNER, M., BOTEK, M. Vytrvalost. Olomouc: FTK UPOL. [ppt]. Dostupné na www:
[25]
HENKE, S. a kol. Skripta pro trenéry I. - III. třídy. Praha: Český svaz cyklistiky ve spolupráci s FTVS UK.
[26]
GRASGRUBER, P., CACEK, J. (2008). Sportovní geny. Brno: Computer Press.
[27]
RIPKA P., ĎADO S., KREIDL M., NOVÁK J. Senzory a převodníky, ČVUT, 2005.
[28]
JANČÍK, J., ZÁVODNÁ, E., NOVOTNÁ, M. (2007). Fyziologie tělesné zátěže. Elportál. Brno: Masarykova univerzita. ISSN 1802-128X. [on-line]. [cit. 2013-02-27]. Dostupné na www:
[29]
www.alltraining.cz
[30]
http://www.compek.cz/spiroergometrie-cortex.htm
[31]
www.mtbs.cz
[32]
http://www.sportnutrition2.cz/clanek/superkompenzace:44/
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK 5 - HT
5 - hydroxytryptamin (serotonin)
ADP
adenosindifosfát
AeS
aerobní práh
ANP
anaerobní práh
ATP
adenosintrifosfát
BCAA
Branched Chain Amino Acids
CO2
oxid uhličitý
CP
kreatinfosfát
CX
cyklokros
DE
dechový ekvivalent
63 DF
dechová frekvence
EKG
elektrokardiograf
FTP
Functional Treshold Power
LA
laktát
ME
Mistrovství Evropy
MET
metabolický ekvivalent
MS
Mistrovství světa
MTB
Mountain Biking
MZC
mezocyklus
NORBA
National Offroad Bicycle Association
RCP
respirátory critical point
pCO2
parciální tlak oxidu uhličitého
pO2
parciální tlak kyslíku
Q
minutový objem srdeční
RER
poměr výměny plynů
RQ
respirační kvocient
RTC
roční tréninkový cyklus
SF
srdeční frekvence
SFklid
klidová srdeční frekvence
SFmax
maximální srdeční frekvence
TF
tepová frekvence
TH
tělesná hmotnost
TK
tlak krve
Trp
tryptofan
UCI
Union Cyclist Internationale
VE/ CO2
ventilační ekvivalent pro oxid uhličitý
64 VE/ O2
ventilační ekvivalent pro kyslík
VC
vitální kapacita plic
VCO2
objem vydechovaného oxidu uhličitého
VE
minutová ventilace
VO2
objem přijatého kyslíku
VO2max
maximální příjem kyslíku
VO2/TF
tepový kyslík
W
výkon
Wmax
maximální výkon
XC
cross-country
XCO
cross-country olympijské
SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1. Rozložení energetického krytí v průběhu výkonu [24]. .................................. 15 Obrázek 2. Struktura ročního tréninkového cyklu ............................................................. 21 Obrázek 3. Princip superkompenzace [32] .......................................................................... 25 Obrázek 4. Načasování zahájení dalšího tréninku [32] ...................................................... 26 Obrázek 5. Převod času venkovního tréninku na trénink pod střechou [16]. .................. 35 Obrázek 6. Určení LA a ventilačního prahu z laktátové a ventilační křivky [28]. ........... 41 Obrázek 7. Bicyklový ergometr Lode Excalibur Sport ...................................................... 48 Obrázek 8. Analyzátor METALYZER® 3B CPET ............................................................ 48 Obrázek 9. Přístrojový vozík s výpočetní technikou a SW MetaSoft® Studio [30]. ........ 49 Obrázek 10. Závislost VCO2 a VO2 na SF – cyklista 1 ....................................................... 52
65 Obrázek 11. Závislost VCO2 a VO2 na čase – cyklista 1 ..................................................... 52 Obrázek 12. Závislost VCO2 a VO2 na SF – cyklista 2 ....................................................... 54 Obrázek 13. Závislost VCO2 a VO2 na čase – cyklista 2 ..................................................... 55 Obrázek 14. Závislost VCO2 a VO2 na SF – cyklista 3 ....................................................... 57 Obrázek 15. Závislost VCO2 a VO2 na čase – cyklista 3 ..................................................... 58 Obrázek 16. Doporučení intenzitních pásem pro cyklistu 1 ............................................... 60 Obrázek 17. Doporučení intenzitních pásem pro cyklistu 2 ............................................... 61 Obrázek 18. Doporučení intenzitních pásem pro cyklistu 3 ............................................... 62
SEZNAM TABULEK Tabulka 1. Somatická charakteristika cyklistů [10]. .......................................................... 18 Tabulka 2. Hlavní tréninková pásma ve vytrvalostních sportech [11]. ............................. 23 Tabulka 3. Vztah pro převod srdeční frekvence a spotřeby kyslíku [12]. ........................ 24 Tabulka 4. Výsledky měření – cyklista 1 .............................................................................. 50 Tabulka 5. Výsledky měření – cyklista 2 .............................................................................. 53 Tabulka 6. Výsledky měření – cyklista 3 .............................................................................. 55 Tabulka 7. Srovnání nejdůležitějších fyziologických ukazatelů ........................................ 58
66
RESUMÉ Bakalářská práce zpracovává poznatky z fyziologie zátěţe horské cyklistiky a metodiky tréninku. Je zaloţena na sledování důleţitých ukazatelů výkonnosti tří sledovaných cyklistů v průběhu přípravného období pomocí spiroergometrie. Na základě zjištěných funkčních parametrů je navrţen trénink po následující období do začátku závodního období. Klíčová slova: cyklistika, horská cyklistika, trénink, výkonnost, přípravné období, spiroergometrie, VO2max
RESUMÉ Bachelor theses processes findings about physiology of mountain biking and training methods. Is based on observing the nessesary indicators of performance of free cyclists,
67 whose have been tested during preparatory period in winter by spiroergometry. On the fundaments of these results, it is suggested the training for next period to the start of the first competions. Keywords: cycling, mountain biking, training, performance, preparatory period, spiroergometry, VO2max (maximum oxygen intake),
